Управление требованиями и проектирование ИС

ВШЭ ВШБ БИ, 1 модуль 2021/2022

Канал с объявлениями по курсу: https://t.me/utipis2021

Таблица с баллами

Аннотация

Курс посвящен вопросам проектирования информационных систем. Рассматриваются вопросы сбора и управления требованиями, методики и подходы организации процессов проектирования, а также типовые паттерны реализации информационных систем и их взаимодействий. В рамках практических занятий ведется отработка навыков проектирования ПО с использованием UML.

План лекций

Лекция 0

• ✅ Общая информация по курсу
  • Зачем вообще этот курс нужен
  • План лекций
  • План семинаров
  • Система оценивания

Лекция 1

• ✅ Базовые понятия
• ✅ Сбор, выявление и анализ требований

Лекция 2

• ✅ Управление требованиями
  • Атрибуты требований
  • Приоритезация
• ✅ Управление изменениями

Лекция 3

• ✅ Понятие об информационной системе
• ✅ Этапы жизненного цикла проектирования, реализации и внедрения ПО
  • Формирование требований
  • Разработка концепции
  • Техническое задание
  • Эскизный проект
    • Понятие о MVP и примеры MVP
  • Технический проект
  • Рабочая документация
  • Поставка / ввод в действие
    • Варианты поставки и развертывания
  • Сопровождение
  • Сопровождение ИС

Лекция 4

• ✅ Роль анализа и управления требованиями в процессе разработки
• ✅ Интеграция работы с требованиями в методологии разработки ПО
• ✅ Обзор основных методологий разработки ПО
  • Каскадная модель
  • V-модель
  • Инкрементная модель
  • Итерационная модель
  • Спиральная модель
  • RAD-модель
  • Семейство гибких методологий
    • Scrum
    • Kanban

Не предполагается глубокое погружение в сами методологии разработки ПО, предполагается, что слушатели уже знают про них и знают, как они устроены. Если же нет - придется хотя бы "по верхам" рассказывать.

Лекция 5

• ✅ Варианты использования
• ✅ Понятие об акторах
• ✅ UML / базовые понятия
• ✅ Диаграмма вариантов использования
• ✅ Классы
• ✅ Диаграмма классов
• ✅ Выделение сущностей
  • Карточки CRC
  • Метод Аббота

UML Cheat Sheet

Лекция 6

• ✅ Описание сложных процессов и взаимодействий
• ✅ Диграмма последовательности
• ✅ Диаграмма состояний
• ✅ Диаграмма деятельности

Лекция 7

Методологии функционального моделирования

• ✅ DFD (Data Flow Diagrams)
  • Определение и функциональное назначение
  • Основные компоненты
    • Ремарка про нотации
    • Внешняя сущность
    • Система и подсистема
    • Процесс
    • Накопитель данных
    • Поток данных
  • Нумерация объектов
  • Иерархия DFD
    • Уровень системы / подсистемы
    • Уровень процесса
• ✅ IDEF0
  • Общее понятие и основные термины
  • Базовые принципы
  • Основные компоненты
    • Функциональный блок
    • Интерфейсная дуга
    • Декомпозиция
    • Нумерация работ и диаграмм
    • Связи
    • Глоссарий

Методология RAD

Лекция 8

• ✅ Понятие о проектировании и архитектуре
• ✅ Критерии оценки архитектуры системы
  • Критерии хорошей архитектуры
    • Эффективность системы
    • Гибкость системы
    • Расширяемость системы
    • Дополнительные критерии
      • Масштабируемость процесса разработки
      • Тестируемость
      • Возможность повторного использования
      • Сопровождаемость
  • Критерии неудачной архитектуры
    • Жесткость
    • Хрупкость
    • Неподвижность
• ✅ Классификация архитектуры ПО
• ✅ Архитектура локальных приложений
  • MVC (Model-View-Controller)
• ✅ Клиент-серверная архитектура
  • Понятие о тонком и толстом клиентах
  • Трехзвенная архитектура

Очень качественный ресурс про паттерны проектирования

Лекция 9

✅ Лекция №9 уйдет на написание лекционной контрольной работы

Лекция 10

✅ Разбор контрольной

• Общие итоги
• Самые сложные вопросы
  • Объяснение самых "тяжелых вопросов"

Собственно, лекция

• ✅ Как считать нагрузку?
• ✅ Тип проекта и влияние на нагрузку
• ✅ Ресурсы для обеспечения производительности
• ✅ Масштабирование
  • Горизонтальное
  • Вертикальное
  • Функциональное разбиение
  • Шардинг
• ✅ Типичная архитектура веб-сервиса
• ✅ Типичная архитектура нагруженной ИС

Лекция 11

• ✅ Общий план технического задания
• ✅ Общие сведения
• ✅ Назначение и цели создания (развития) системы
• ✅ Характеристики объектов автоматизации
• ✅ Требования к системе
  • Требования к системе в целом
    • Требования к структуре и функционированию системы
    • Требования к численности и квалификации персонала системы и режима его работы
    • Показатели назначения
    • Требования к надежности
    • Требования безопасности
    • Требования к эргономике и технической эстетике
    • Требования к транспортабельности для АС
    • Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению компонентов системы
    • Требования к защите информации от несанкционированного доступа
    • Требования по сохранности информации при авариях
    • Требования к защите от влияния внешних воздействий
    • Требования к патентной чистоте
    • Требования по стандартизации и унификации
    • Дополнительные требования
  • Требования к функциям (задачам), выполняемым системой
  • Требования к видам обеспечения
    • Математическое обеспечение
    • Информационное обеспечение
    • Лингвистическое обеспечение
    • Программное обеспечение
    • Техническое обеспечение
    • Метрологическое обеспечение
    • Организационное обеспечение
    • Методическое обеспечение
• ✅ Состав и содержание работ по созданию системы
• ✅ Порядок контроля и приемки системы
• ✅ Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие
• ✅ Требования к документированию
• ✅ Источники разработки

ГОСТ 19.201-78

ГОСТ 34.602-89

Лекция 12

• ✅ Способы организации работы с данными
  • OLTP
  • OLAP
• ✅ Понятие о транзакции
• ✅ ACID
  • Atomicity
  • Consistency
  • Isolation
  • Durability
• ✅ CAP-теорема*
• ✅ Реляционные базы данных
  • Реляционная модель данных
  • Примеры реляционных СУБД
  • ORM
• ✅ NoSQL БД
  • Общая идея
  • BASE
    • Basic Availability
    • Soft State
    • Eventual Consistency
  • Типы NoSQL-систем

* - дополнительная тема, не войдет в программу экзамена

Лекция 13

• ✅ Принципы SOLID
  • Single responsibility principle
  • Open-closed principle
  • Liskov substitutional principle
  • Interface segregation principle
  • Dependency inversion principle
• ✅ Закон Деметры
• ✅ YAGNI
• ✅ DRY / DIE
• ✅ KISS

Лекция Роберта Uncle Bob Мартина про SOLID

Лекция 14

• ✅ Что такое качество ПО?
  • Определения качества ПО
  • Характеристики и атрибуты качества ПО
  • Основные аспекты качества ПО
• ✅ Парадокс тестировщика
• ✅ Соответствие ожиданиям stakeholder'ов
• ✅ Качество & деньги
  • Десятичное правило стоимости качества
  • Важные аспекты
• ✅ Ручное тестирование
  • Основные определения
  • Практические аспекты
• ✅ Семь инструментов качества
  • Причинно-следственная диаграмма Исикавы
  • Блок-схема
  • Контрольный листок
  • Контрольная карта (карта Шухарта)
    • "Правило 7"
    • Примеры
  • Гистограмма
  • Диаграмма Парето
  • Диаграмма разбрасывания
• ✅ Автоматизированное тестирование
  • Основные преимущества и недостатки
  • Жизненный цикл автотеста
  • Практические аспекты

Лекция 15

• ✅ Общее понятие информационной безопасности
• ✅ Виды требований информационной безопасности
  • Функциональные требования
  • Требования доверия
• ✅ Угрозы информационной безопасности
• ✅ Классы функциональных требований к безопасности
• ✅ Классы требований доверия к безопасности
• ✅ Основные понятия
  • Атака
  • Механизм безопасности
  • Сервис безопасности
• ✅ Классификация атак
  • По месту возникновения
  • По воздействию на ИС
• ✅ Примеры сетевых атак
  • Пассивная атака
  • DoS (Denial of Service)
  • DDoS (Distributed Denial of Service)
  • Man-in-the-Middle
  • Фальсификация
  • Replay-атака
• ✅ Типы сервисов безопасности
• ✅ Классификация мер безопасности
• ✅ Ликбез
  • Аутентификация и авторизация
  • С чем будете постоянно сталкиваться?
• ✅ Отражение безопасности в требованиях
• ✅ Основные принципы безопасности ИС

План семинаров

При работах на семинаре предлагается использовать любой доступный и простой сервис для построения диаграмм. Например, draw.io. Либо любой другой на усмотрение семинариста. Лучше отдавать предпочтение простым инструментам, чтобы сконцентрировать внимание студентов на том, что именно они рисуют, а не как именно они это рисуют.

Учитывая, что у студентов есть отдельные дисциплины, где учат нотациям (UML, BPMN, IDEF), лучше ставить акценты в рамках данного курса на вопросы проектирования, а не следования нотациям.

Семинар 1

Проектная игра: выделение требований к простой ИС (например, для парковки).

Сначала берем какую-то простую ИС и описываем для нее основные требования - чтобы показать пример. Далее делим студентов на команды по 5-6 человек. Описываем словами простую и понятную для них жизненную ситуацию: платная парковка, столовая в университете, покупка и оформление сим-карты, получение стипендии и т.п., и просим студентов текстом написать функциональные и нефункциональные требования к ИС, с помощью которой можно было бы этот процесс автоматизировать. Даем на это 20-30 минут, попутно отвечая на вопросы студентов, потом просим 2-3 команды презентовать свои решения. Обсуждаем с другими студентами правильные решения и ошибки.

Семинар 2

Практика выделения акторов и вариантов использования. Отработка навыков формирования use-case диаграмм.

Для начала берем некоторый простой пример (можно взять ту же ИС, на примере которой в Семинаре №1 Вы описывали требования). Выделяем акторов, подчеркиваем, что акторы - это роли, а не конкретные пользователи, показываем, что один человек в разные моменты может играть разных акторов; показываем, что актором может выступать и внешняя ИС. Выделяем ВИ, рисуем use-case диаграмму из UML. Разбираем еще один пример, посложнее, чтобы показать include и extend для ВИ. Далее предлагаем студентам попробовать самостоятельно построить диаграмму ВИ для той системы, для которой они выделяли требования на Семинаре №1 (даем на это 5-10 минут), потом просим 1-2 студентов показать свои решения, обсуждаем, объясняем ошибки.

Семинар 3

Практика описания сложных процессов. Диаграммы деятельности и последовательности.

Для начала снова берем некоторый простой пример (например, "процесс покупки сим-карты", "процесс получения автомобильных прав") и показываем диаграмму деятельности. Добавляем передачу данных между этапами: показываем соответствующий пример (например, "процесс обработки изображения от помех/лишних деталей/красных глаз/фильтр и т.п."). Показываем пример взаимодействия нескольких объектов, иллюстрируя это диаграммой последовательности (например, "процесс покупки автомобиля в кредит и оформления страховки на него"). Далее предлагаем ребятам описать ключевые процессы для ИС с Семинара №1 с помощью диаграммы деятельности / последовательности. Просим 1-2 студентов показать свои решения, обсуждаем, объясняем ошибки.

Семинар 4

Проектирование ПО. Отработка навыка проектирования.

Показываем диаграмму классов / подсистем. Показываем на примере (можно на примере с Семинара №1) проектирование системы. Дальше на нескольких примерах (можно взять примеры с Семинара №2 или №3) отрабатываем навыки, вызывая студентов "к доске" с задачей спроектировать ту или иную систему. Призываем аудиторию к активности, чтобы к процессу проектирования подключилось как можно больше слушателей. Обсуждаем и объясняем недостатки и ошибки при проектировании.

Семинар 5

Практика формирование ТЗ. Защита заданий.

На лекции студенты получат задание разбиться на команды и подготовить ТЗ в группах по 5-6 человек для любой ИС на их выбор. На семинаре каждая группа студентов коротко (5-10 минут) презентует свою работу, другие студенты задают вопросы. При необходимости, объясняем недостатки и пути их исправления.

Контрольные мероприятия

✅ Лекционная контрольная работа (ЛКР)

• Пройдет 25 сентября на лекции в 18:10
• Продолжительность - 50 минут
• Максимальный балл за работу - 40 первичных. Оценка ЛКР = (Первичные баллы) / 4 (без округления)
• Формат - дистанционный тест на базе Google Forms, свои результаты вы узнаете сразу по итогам выполнения
• Вопросы будут только по материалам лекций №1 - №8

✅ Задание на диаграмму вариантов использования (ЗВИ)

Давайте представим, что данный репозиторий на github'е по нашему курсу и канал по курсу в telegram - не репозиторий и канал вовсе, а некоторая информационная система. И для этой системы вам необходимо:

• Выделить акторов
• Выделить варианты использования
• Составить диаграмму вариантов использования

Составлять диаграммы можно в любом удобном для вас ПО или с помощью любого веб-сервиса. Мы предлагаем два варианта: draw.io, Miro

Для сдачи задания отправьте файл с диаграммой в любом из форматов pdf/jpeg/png на электронную почту вашего семинариста.

Обязательно укажите тему письма в формате "УТиПИС_ЗВИ_ФАМИЛИЯ_ГРУППА" (например, УТиПИС_ЗВИ_ИВАНОВ_112)

🔚 Дедлайн (если у вашей группы семинар по диаграммам вариантов использования уже прошел): 26/09/2021 23:59

🔚 Дедлайн (если у вашей группы семинар по диаграммам вариантов использования еще не прошел): 03/10/2021 23:59

✅ Задание на диаграмму деятельности / последовательности (ЗДД)

Давайте снова представим, что данный репозиторий на github'е по нашему курсу и канал по курсу в telegram - не репозиторий и канал вовсе, а некоторая програмная система. И для этой системы вам необходимо:

• Для сценария "Объявить студентам о новом техническом задании" составить диаграмму последовательности. Диаграмма должна быть адекватна и позволять восстановить сценарий без дополнительных уточнений в стиле "ну тут понятно" / "голосом объясню". Минимум у вас должно получиться 5 отдельных действий. Учитывайте, что текст задания готовит лектор, публикует его и делает об этом объявление, отправляет задание для ознакомления семинаристам, далее на лекции опционально может ответить на вопросы студентов

Обязательно укажите тему письма в формате "УТиПИС_ЗДД_ФАМИЛИЯ_ГРУППА" (например, УТиПИС_ЗДД_ИВАНОВ_112)

🔚 Дедлайн (если у вашей группы семинар по диаграммам деятельности / последовательности уже прошел): 03/10/2021 23:59

🔚 Дедлайн (если у вашей группы семинар по диаграммам деятельности / последовательности еще не прошел): 10/10/2021 23:59

✅ Командный (3-5 человек) проект на написание ТЗ (ПрТЗ)

Задание выполняется командами по 3-5 человек. Делитесь на команды по своему желанию, однако все участники должны быть из одной группы (т.к. защищать вам проект вместе)

Вам необходимо разработать техническое задание (ТЗ) на разработку ИС для автоматизации учебной деятельности по нашему курсу. ТЗ оформляется в текстовом виде, в формате doc/docx/pdf, строгое соблюдение правил оформления согласно ГОСТу не требуется. Ваше ТЗ в обязательном порядке должно включать в себя следующие пункты (обратите внимание, не все пункты из ГОСТа нужны):

• Общие сведения
• Назначение и цели создания системы
• Требования к системе
  • Требования к системе в целом
    • Требования к структуре и функционированию системы
  • Требования к функциям (задачам), выполняемым системой
  • Требования к видам обеспечения
    • Информационное обеспечение
    • Программное обеспечение
• Состав и содержание работ по созданию системы

Всего у вас должно получиться порядка 7-10 страниц

Также вам будет необходимо защитить свою работу - подготовив презентацию. Презентовать вы будете перед своими одногруппниками на семинара. Подготовьте презентацию на 7-10 минут. Будьте готовы отвечать на вопросы преподавателя и своих одногруппниках. В презентации в обязательном порядке отразите следующие элементы:

• Состав команды (Фамилия-Имя всех участников) (1 слайд)
• Назначение и цели создания системы (1 слайд)
• Основные функциональные блоки (2-3 слайда)
  • Отразите ключевые функциональные возможности из ТЗ
• Требования к информационному обеспечению (1 слайд)
• Требования к программному обеспечению (1 слайд)
• План работ по созданию системы (1 слайд) Всего 7-8 слайдов

Обязательно укажите тему письма в формате "УТиПИС_ПрТЗ_ФАМИЛИЯ_ГРУППА" (например, УТиПИС_ПрТЗ_ИВАНОВ_112)

🔚 Дедлайн: заранее присылаете ваше ТЗ семинаристу (каждый семинарист сам устанавливает срок в зависимости от вашего графика), далее на последнем семинаре курса защищаете свою работу (рассказываете презентацию)

✅ Письменный экзамен (ЭКЗ)

🔚 Пройдет онлайн 19 октября в 11:10 - 12:30

Ключевые моменты:

• Темы для экзамена: все, что было на лекциях
• Экзамен онлайн на базе Google Forms
• На выполнение у вас 1 час
• Вопросы - только тестовые (разные вопросы могут стоить разное количество баллов)
• Общий балл за контрольную: 40
• В таблицу с расчетом оценки будет вноситься так: ЭКЗ = Балл за контрольную / 4
• Нормировок / усреднений / округлений и т.п. не будет
• Ожидаемый срок публикации результатов: 20 октября, возможно, раньше

Правила оценивания

Оценка = Округление (0,2*ЛКР + 0,3*ЭКЗ + 0,1*ЗВИ + 0,1*ЗДД + 0,3*ПрТЗ)