Detail předmětu
Úvod do softwarového inženýrství
FP-USINAk. rok: 2020/2021
Pojmy softwarové inženýrství a softwarová krize, historie a cíle sofwarového inženýrství, vlastnosti softwarového produktu. Životní cyklus a etapy vývoje softwaru, charakteristika používaných metodik. Analýza a specifikace požadavků, zachycení požadavků v diagramu případů užití. Princip a modelovací techniky strukturované analýzy a návrhu (DFD, ERD). Základy objektové orientace (objekt, třída, abstrakce, zapouzdření, dědičnost, polymorfismus). Modelovací techniky objektově orientované analýzy a návrhu (diagram tříd, diagram objektů, návrhové vzory). UML v etapách vývoje softwaru (diagramy spolupráce, sekvenční diagramy, diagramy aktivit, stavové diagramy, OCL). Implementace, validace a verifikace programů (funkcionální a strukturální testování). Agilní metodiky pro tvorbu softwaru. Problematika provozu a servisu informačních systémů. Řízení softwarových projektů, normy pro zajištění kvality, ochrana intelektuálního vlastnictví, etický kodex softwarového inženýra.
Pro získání 5 kreditů dle ECTS by měl běžný student věnovat přibližně 125 až 150 hodin svého času. V USIN by tento čas mohl být využit například takto:
• 39 hodin přednášek
• 8 hodin cvičení
• 30 hodin práce na projektu
• 13 hodin průběžné samostudium
• 35 hodin příprava na závěrečnou zkoušku
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Student získá přehled v oblasti tvorby rozsáhlých softwarových systémů. Student se seznámí zejména s etapami vývoje softwaru a modely životního cyklu softwaru. Porozumí základům metodiky analýzy a specifikace požadavků a návrhu softwarových systémů. Naučí se používat vybrané UML modely.
Prerekvizity
U studentů se předpokládají pouze běžné znalosti práce s počítačem na úrovni střední školy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
1) Přednášky - předpokládá se prezenční účast studentů na přednášce, kde přednášející seznamuje studenty s probíranou látkou. Při mimořádné situaci, kdy není osobní přítomnost studentů možná, přichází v úvahu sledování přednášky on-line nebo ze záznamu.
2) Cvičení - předpokládá se prezenční účast studentů na cvičeních, kdy se studenti zapojují do řešení diskutovaných problémů u tabule. Při mimořádné situaci nebude jednoduché cvičení adekvátně nahradit - lze například uvažovat o záznamu democvičení a následných konzultacích.
3) Projekt - řeší studenti samostatně podle zvoleného zadání. Své řešení pak v závěru semestru obhájí před asistentem. Při mimořádné situaci lze zvážit obhajobu prostřednictvím vybraného telekonferenčního systému.
4) Zkouška - je písemná a zahrnuje veškeré probrané učivo, včetně ověření schopnosti studentů své znalosti kreativním způsobem aplikovat. Realizace zkoušky bez fyzické přítomnosti studenta naráží na legislativní překážky. Při mimořádné situaci tak lze spíše očekávat posun termínu zkoušky než její realizaci on-line formou.
2) Cvičení - předpokládá se prezenční účast studentů na cvičeních, kdy se studenti zapojují do řešení diskutovaných problémů u tabule. Při mimořádné situaci nebude jednoduché cvičení adekvátně nahradit - lze například uvažovat o záznamu democvičení a následných konzultacích.
3) Projekt - řeší studenti samostatně podle zvoleného zadání. Své řešení pak v závěru semestru obhájí před asistentem. Při mimořádné situaci lze zvážit obhajobu prostřednictvím vybraného telekonferenčního systému.
4) Zkouška - je písemná a zahrnuje veškeré probrané učivo, včetně ověření schopnosti studentů své znalosti kreativním způsobem aplikovat. Realizace zkoušky bez fyzické přítomnosti studenta naráží na legislativní překážky. Při mimořádné situaci tak lze spíše očekávat posun termínu zkoušky než její realizaci on-line formou.
Způsob a kritéria hodnocení
• Za čtyři dvouhodinová cvičení může student získat až 16 bodů (4 body za každé cvičení), za projekt lze získat až 24 bodů a za závěrečnou zkoušku až 60 bodů.
• Pro získání zápočtu musí student v součtu ze cvičení a projektu získat nejméně 18 bodů. Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektu, zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.
• Pro získání zápočtu musí student v součtu ze cvičení a projektu získat nejméně 18 bodů. Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektu, zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.
Osnovy výuky
1. Softwarové inženýrství, základní problémy při vývoji softwaru, vodopádový model životního cyklu softwaru.
2. Analýza a specifikace požadavků, typy požadavků, techniky komunikace a modelování (diagram případů užití, diagram aktivit, stavový diagram).
3. Strukturovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Diagramy DFD a ERD.
4. Objektově orientovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Jazyk UML (Unified Modelling Language), diagramy tříd a objektů.
5. Modelovací prostředky jazyka UML - sekvenční diagram, diagram komunikace, jazyk OCL.
6. Komplexní modelování v UML.
7. Návrhové vzory.
8. Implementace a testování softwaru.
9. Provoz a údržba softwaru.
10. Lineární a iterativní modely životního cyklu softwaru, agilní metodiky vývoje softwaru.
11. Zajištění a hodnocení kvality softwaru, metriky a posuzování vlastností softwarového produktu.
12. Řízení softwarových projektů.
13. Management SW projektů, ochrana intelektuálního vlastnictví, etický kodex softwarového inženýra.
2. Analýza a specifikace požadavků, typy požadavků, techniky komunikace a modelování (diagram případů užití, diagram aktivit, stavový diagram).
3. Strukturovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Diagramy DFD a ERD.
4. Objektově orientovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Jazyk UML (Unified Modelling Language), diagramy tříd a objektů.
5. Modelovací prostředky jazyka UML - sekvenční diagram, diagram komunikace, jazyk OCL.
6. Komplexní modelování v UML.
7. Návrhové vzory.
8. Implementace a testování softwaru.
9. Provoz a údržba softwaru.
10. Lineární a iterativní modely životního cyklu softwaru, agilní metodiky vývoje softwaru.
11. Zajištění a hodnocení kvality softwaru, metriky a posuzování vlastností softwarového produktu.
12. Řízení softwarových projektů.
13. Management SW projektů, ochrana intelektuálního vlastnictví, etický kodex softwarového inženýra.
Učební cíle
Získat přehled v oblasti výstavby rozsáhlých softwarových systémů. Seznámit s procesem tvorby softwaru. Proces tvorby softwarového systému se analyzuje jako integrace vývoje systému, zabezpečení kvality softwaru a managementu softwarového projektu. Seznámit s etapami životního cyklu softwaru. Pozornost se věnuje všem etapám, zejména analýze a specifikaci požadavků a metodám návrhu softwaru. Naučit se používat základní modely UML a osvojit si metodiku modelování v UML.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
• Účast na přednáškách v tomto předmětu není kontrolována.
• Znalosti studentů jsou ověřovány na cvičeních, vypracováním a obhajobou projektu a závěrečnou zkouškou.
• Body za cvičení jsou přidělovány na základě aktivní účasti. Chyba při řešení příkladu u tabule nebo nesprávná či neúplná odpověď na položenou otázku ke snížení bodového hodnocení cvičení nepovede (cílem cvičení je si látku procvičit, ne tlumit zájem studentů o procvičovanou problematiku hodnocením). Naopak neochota se zapojit do cvičení například řešením příkladu či diskuzí může vést k udělení menšího počtu bodů (nelze očekávat, že za dvě hodiny hraní her na notebooku nějaké body získáte).
• Pokud se student nemůže cvičení z vážného důvodu (například pro nemoc) zúčastnit a tento důvod doloží v souladu s Článkem 55 Studijního a zkušebního řádu VUT, může se cvičení se stejným tématem zúčastnit s jinou skupinou (na což dotyčného cvičícího upozorní) nebo může požádat svého cvičícího o zadání náhradního úkolu, za který může získat stejný počet bodů jako za cvičení, které nahrazuje.
• Znalosti studentů jsou ověřovány na cvičeních, vypracováním a obhajobou projektu a závěrečnou zkouškou.
• Body za cvičení jsou přidělovány na základě aktivní účasti. Chyba při řešení příkladu u tabule nebo nesprávná či neúplná odpověď na položenou otázku ke snížení bodového hodnocení cvičení nepovede (cílem cvičení je si látku procvičit, ne tlumit zájem studentů o procvičovanou problematiku hodnocením). Naopak neochota se zapojit do cvičení například řešením příkladu či diskuzí může vést k udělení menšího počtu bodů (nelze očekávat, že za dvě hodiny hraní her na notebooku nějaké body získáte).
• Pokud se student nemůže cvičení z vážného důvodu (například pro nemoc) zúčastnit a tento důvod doloží v souladu s Článkem 55 Studijního a zkušebního řádu VUT, může se cvičení se stejným tématem zúčastnit s jinou skupinou (na což dotyčného cvičícího upozorní) nebo může požádat svého cvičícího o zadání náhradního úkolu, za který může získat stejný počet bodů jako za cvičení, které nahrazuje.
Základní literatura
Beck, K.: Extrémní programování. Grada, Praha, 2002. ISBN 80-247-0300-9. (CS)
Page-Jones, M.: Základy objektově orientovaného návrhu v UML. Grada, 2001. ISBN 80-247-0210-X. (CS)
Paleta, P.: Co programátory ve škole neučí aneb Softwarové inženýrství v reálné praxi. Computer press, 2004. ISBN 80-251-0073-1. (CS)
Pezze, M., Young, M. Software Testing and Analysis: Process, Principles, and Techniques. John Wiley & Sons, 2007. ISBN 978-0-471-45593-6. (EN)
Richta, K., Sochor, J.: Softwarové inženýrství I. Vydavatelství ČVUT, Praha 1996 (dotisk 1998). ISBN: 80-01-01428-2. (CS)
Page-Jones, M.: Základy objektově orientovaného návrhu v UML. Grada, 2001. ISBN 80-247-0210-X. (CS)
Paleta, P.: Co programátory ve škole neučí aneb Softwarové inženýrství v reálné praxi. Computer press, 2004. ISBN 80-251-0073-1. (CS)
Pezze, M., Young, M. Software Testing and Analysis: Process, Principles, and Techniques. John Wiley & Sons, 2007. ISBN 978-0-471-45593-6. (EN)
Richta, K., Sochor, J.: Softwarové inženýrství I. Vydavatelství ČVUT, Praha 1996 (dotisk 1998). ISBN: 80-01-01428-2. (CS)
Doporučená literatura
Arlow, J., Neustadt, I.: UML2 a unifikovaný proces vývoje aplikací. Computer Press, Brno, 2007. ISBN 978-80-251-1503-9. (CS)
Kočí, R., Křena, B.: Úvod do softwarového inženýrství. Studijní opora, Vysoké učení technické v Brně, 2010. (CS)
Křena, B., Kočí, R.: Zadání a vzorová řešení ER diagramů ze zkoušek. Sbírka úloh. VUT v Brně, 2016. (CS)
Objektově orientované modelování systémů - učební text : učební text zaměřený na jazyk UML 2.0. Vysoké učení technické v Brně, 2004. (CS)
Kočí, R., Křena, B.: Úvod do softwarového inženýrství. Studijní opora, Vysoké učení technické v Brně, 2010. (CS)
Křena, B., Kočí, R.: Zadání a vzorová řešení ER diagramů ze zkoušek. Sbírka úloh. VUT v Brně, 2016. (CS)
Objektově orientované modelování systémů - učební text : učební text zaměřený na jazyk UML 2.0. Vysoké učení technické v Brně, 2004. (CS)
Elearning
eLearning: aktuální otevřený kurz
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BAK-MIn bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Softwarové inženýrství, základní problémy při vývoji softwaru, vodopádový model životního cyklu softwaru.
2. Analýza a specifikace požadavků, typy požadavků, techniky komunikace a modelování (diagram případů užití, diagram aktivit, stavový diagram).
3. Strukturovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Diagramy DFD a ERD.
4. Objektově orientovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Jazyk UML (Unified Modelling Language), diagramy tříd a objektů.
5. Modelovací prostředky jazyka UML - sekvenční diagram, diagram komunikace, jazyk OCL.
6. Komplexní modelování v UML.
7. Návrhové vzory.
8. Implementace a testování softwaru.
9. Provoz a údržba softwaru.
10. Lineární a iterativní modely životního cyklu softwaru, agilní metodiky vývoje softwaru.
11. Zajištění a hodnocení kvality softwaru, metriky a posuzování vlastností softwarového produktu.
12. Řízení softwarových projektů.
13. Management SW projektů, ochrana intelektuálního vlastnictví, etický kodex softwarového inženýra.
2. Analýza a specifikace požadavků, typy požadavků, techniky komunikace a modelování (diagram případů užití, diagram aktivit, stavový diagram).
3. Strukturovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Diagramy DFD a ERD.
4. Objektově orientovaná analýza a návrh, přehled metodik a modelovacích technik. Jazyk UML (Unified Modelling Language), diagramy tříd a objektů.
5. Modelovací prostředky jazyka UML - sekvenční diagram, diagram komunikace, jazyk OCL.
6. Komplexní modelování v UML.
7. Návrhové vzory.
8. Implementace a testování softwaru.
9. Provoz a údržba softwaru.
10. Lineární a iterativní modely životního cyklu softwaru, agilní metodiky vývoje softwaru.
11. Zajištění a hodnocení kvality softwaru, metriky a posuzování vlastností softwarového produktu.
12. Řízení softwarových projektů.
13. Management SW projektů, ochrana intelektuálního vlastnictví, etický kodex softwarového inženýra.
Cvičení
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Specifikace požadavků v UML - diagramy případů užití, diagramy aktivit a stavové diagramy (3. a 4. týden výuky, max. 4 body)
2. Datové modelování - ER diagramy (5. a 6. týden výuky, max. 4 body)
3. Analýza a návrh v UML - diagramy tříd a diagramy objektů (7. a 8. týden výuky, max. 4 body)
4. Analýza a návrh v UML - sekvenční diagramy a diagramy komunikace (9. a 11. týden výuky, max. 4 body)
2. Datové modelování - ER diagramy (5. a 6. týden výuky, max. 4 body)
3. Analýza a návrh v UML - diagramy tříd a diagramy objektů (7. a 8. týden výuky, max. 4 body)
4. Analýza a návrh v UML - sekvenční diagramy a diagramy komunikace (9. a 11. týden výuky, max. 4 body)
Elearning
eLearning: aktuální otevřený kurz