Olioperustainen ohjelmistoprosessi

1
Olioperustainen ohjelmistoprosessi

• Yleisesittely olioperustaisen ohjelmistokehityspro
  sessin vaiheista
• Kalvot Roope Raisamo,osin Kai Koskimiehen
  Oliokirjaan perustuen

2
Olioperustainen ohjelmistokehitysprosessi

• 1990-luvun aikana olioperustaista
  ohjelmistokehitystä pyrittiin systematisoimaan
• tuloksena erilaisia menetelmiä ja ohjelmiston
  kuvaustapoja
• Tässä käsitellään yksinkertaistettua mallia
• luo pohjan erilaisten laajempien menetelmien
  opettelulle
• hyvin käyttökelpoinen esitetyssäkin muodossa

3
Olioperustainen ohjelmistokehitysprosessi

• Tyypilliset vaiheet
• Vaatimusmäärittely (Requirement specification)
• Toteutettavuuskartoitus tässä välissä yleensä
  vielä tarkastetaan, onko toteutus realistista
• Vaatimusanalyysi / Olioanalyysi
• Arkkitehtuurisuunnittelu
• Oliosuunnittelu / Yksityiskohtainen suunnittelu)
• Toteutus
• Testaus

4
Rakenne ja käyttäytyminen

• Järjestelmän mallintamisen keskeiset osat
• staattinen mallintaminen (rakenne)
• dynaaminen mallintaminen (käyttäytyminen)
• riippuvat toisistaan eri tavoin
• ohjelmistokehityksen vaiheissa tarkastellaan
  ohjelmistoa näistä kahdesta näkökulmasta

5
Ohjelmistokehitysprosessin rakenne
Vaatimus- analyysi
Yksityiskohtainen suunnittelu
Arkkitehtuuri- suunnittelu
Toteutus
Rakenne
Käyttäytyminen
6
UMLn kaaviotyypit
Ohjelmisto- kehitys
Korkean tason toiminnalisuus
Rakenne
Käyttäytyminen
Käyttö- tapauskaaviot
Sekvenssi- kaaviot
Oliokaaviot
Yhteistyö- kaaviot
Esimerkkejä
Tilakaaviot
Aktiviteetti- kaaviot
Luokka- kaaviot
Sijoittelu- kaaviot
Komponentti- kaaviot
7
Vaatimusanalyysi

• Vaatimusanalyysissä kerätyt vaatimukset
  analysoidaan ja täsmennetään
• tavoitteena ymmärrys siitä, mitä järjestelmää
  ollaan toteuttamassa
• ei siitä, miten toteutus tehdään!
• toteutustekniset näkökohdat jätettävä syrjään,
  koska hämärtäisivät käsitteellistä mallia
• vaatimusanalyysiin liittyy usein myös
  sovellusalueen analyysi (domain analysis)
• täsmentää järjestelmän toimintaympäristön
  käsitteistön

8
Vaatimus/olioanalyysi

• Tuloksena
• joukko käyttötapausten kuvauksia
• niistä johdettu tehtävälista
• järjestelmän käsitteellinen malli luokkakaaviona
• käyttötapausten sekvenssikaaviot
  olioanalyysimallin luokkia käyttäen
• mahdollisesti myös sovellusalueen käsitteellinen
  malli luokkakaaviona
• Siis järjestelmän kuvaus abstraktissa mielessä.

9
Vaatimusanalyysi

• Analyysin kulku
• identifioidaan käyttötapaukset
• määritellään niiden suhteet käyttötapauskaaviolla
• kuvataan ne tarkemmin sekvenssikaavioilla
• yksi sekvenssikaavio käyttötapausta kohden
  tavallisimmasta tapauksesta
• poikkeustilanteet voidaan kuvata erikseen
• oikeastaan nämä pitää tehdä tai tarkentaa sitten,
  kun olioanalyysin osana on tuotettu luokkakaavio

10
Vaatimusanalyysi

• Käyttötapaukset edustavat analyysivaiheen
  käyttäytymisnäkökulmaa
• laadittu siten, että ovat mielekkäitä sekä
  järjestelmän käyttäjille että suunnittelijoille
• Tehtäväluettelo saadaan käyttötapauksista
  laadittujen sekvenssikaavioiden perusteella
• lähtökohtana käyttöliittymän suunnittelulle
• Käsitteellisen mallin lähtökohtana
  vaatimusmäärittely ja käyttötapaukset

11
Vaatimusanalyysi

• Käsitteellisen mallin rakentamisen vaiheita
• luokkien identifiointi
• assosiaatioiden tunnistaminen
• alustavien attribuuttien tunnistaminen
• luokkien vastuiden määrittely
• mallin tarkistaminen
• mallisanaston koostaminen
• käsitteelliseen malliin kuuluvien tunnusten
  selitys
• esim. luokat ja assosiaatiot

12
Arkkitehtuurisuunnittelu

• Vaatimusanalyysin jälkeen lähestytään asteittain
  varsinaista toteutusta
• Arkkitehtuurisuunnittelussa kiinnitetään
  järjestelmän arkkitehtuuriin kuuluvat valinnat

13
Arkkitehtuurisuunnittelu

• Arkkitehtuurivalintoja
• järjestelmän kerrokset
• merkittävät komponentit
• korkean tason suunnittelumallit
• arkkitehtuurityylit
• mahdollisen kehysarkkitehtuurin ydin
• ohjelmistojen sijoittelu laitteistoihin
• ohjelmistoalustat
• prosessit ja niiden kommunikointi
• käyttöliittymäratkaisut
• muut keskeiset ratkaisut

14
Arkkitehtuurisuunnittelu

• Rakenteen kuvaukseen käytetään esimerkiksi
• luokkakaavioita
• komponenttikaavioita
• sijoittelukaavioita
• Pakkaukset hyödyllisiä kuvaamaan alijärjestelmiä

15
Arkkitehtuurisuunnittelu

• Käyttäytymisen kuvaamiseen käytetään
  sekvenssikaavioita.
• osallistujina arkkitehtuuritason elementtejä
• kuten komponentteja
• tarkentavat vaatimusanalyysin sekvenssikaavioita
• kuvaavat tehtävien suorituksen arkkitehtuuritason
  yksiköiden välisenä vuorovaikutuksena

16
Yksityiskohtainen suunnittelu

• Yksityiskohtaisessa suunnittelussa kunkin osan
  toteutus suunnitellaan tarkemmin.
• Vältetään sitoutumista tiettyyn toteutuskieleen.
• Rakennetta kuvataan luokkakaavioilla
• lähtökohtana analyysivaiheen luokkakaaviot
• tarkennetaan huomioimalla
• tehokkuus
• muunneltavuus
• ylläpito

17
Yksityiskohtainen suunnittelu

• Yksityiskohtaisen suunnittelun aikana
• tehostetaan suoritusta lisäämällä johdettuja
  assosiaatioita ja attribuutteja
• suunnitellaan assosiaatioiden toteutus
• parannetaan joustavuutta ja muunneltavuutta
  esimerkiksi soveltamalla suunnittelumalleja
• uudelleenorganisoidaan luokkarakennetta,
  rajapintoja ja periytymistä
• lisätään toteutuksen kannalta tarpeelliset
  operaatiot ja luokat
• suunnitellaan käyttöliittymän toteutus

18
Yksityiskohtainen suunnittelu

• Arkkitehtuurisuunnittelun sekvenssikaavioita
  tarkennetaan
• tehtävät järjestelmän olioiden välisenä
  vuorovaikutuksena
• Aktiiviset luokat identifioidaan ja niiden
  käyttäytyminen kuvataan tilakaavioina
• Tilakaavioiden toteutustavat suunnitellaan
• Luokkien operaatiot identifioidaan
  sekvenssikaavioiden perusteella

19
Yksityiskohtainen suunnittelu

• Merkittävimmät tai monimutkaisimmat operaatiot
  kuvataan tarkemmin tulo- ja jättöehtoineen
• operaation toimintaan liittyvä olioiden
  vuorovaikutus esitetään sekvenssikaavioilla
• muutoin kuvaus voidaan antaa esimerkiksi
  pseudokielellä

20
Yksityiskohtainen suunnittelu

• Yksityiskohtaisen suunnittelun käyttäytymisnäkökul
  maa kuvaavat
• sekvenssikaaviot
• tilakaaviot
• operaatiokuvaukset

21
Yksityiskohtainen suunnittelu

• Lopuksi varmistetaan rakenne- ja
  käyttäytymisnäkökulmien yhtäpitävyys
• tarkastetaan, että kaikkien operaatioiden
  suoritukseen tarvittavat assosiaatiot ovat
  olemassa
• tarkastetaan, että luokkakaavioissa ja
  sekvenssikaavioissa esiintyvät samat operaatiot
• tarkastetaan, että tilakaaviot sallivat
  sekvenssikaavioissa kuvattujen toimintojen
  suorittamisen

22
Toteutus

• Toteutusvaihe on periaatteessa suoraviivainen
  yksityiskohtaisen suunnittelun mallit esitetään
  valitulla toteutuskielellä.
• Mallit ovat kuitenkin ohjelmointikieltä
  abstraktimmalla tasolla. Siksi
• toteutusta voidaan joutua täydentämään uusilla
  attribuuteilla, operaatioilla ja jopa luokilla
• joudutaan tekemään kielestä riippuvia
  toteutusratkaisuja
• Voitaisiin jossakin määrin automatisoida.

23
Inkrementaalinen kehittäminen

• Inkrementaalinen kehittäminen on (suuren)
  ohjelmiston kehittämistä paloittain.
• käyttötapauksista lähtevä ohjelmistokehitys tähän
  luonteva tapa
• käyttötapaus toiminnallinen kokonaisuus
• voidaan edetä syklittäin valitsemalla ensin vain
  muutama keskeisin käyttötapaus suunniteltavaksi
• näiden perusteella voidaan toteuttaa ohjelmiston
  ensimmäinen prototyyppi, ja saada siitä
  palautetta.
• tämän pohjalta käyttötapauksia (ja vaatimuksia)
  täsmennetään
• asiakkailla koko kehityksen ajan tuntuma
  järjestelmään
• inkrementaalisessa ohjelmistokehityksessä on
  tärkeää pyrkiä valitsemaan rakennettavat osat
  siten, että edelliset eivät riipu niitä
  seuraavista -gt jo rakennettua ei periaatteessa
  tarvitse muuttaa