Разработка программных комплексов для решения прикладных задач на занятиях по дисциплине «Программная инженерия»

Программная инженерия (англ. software engineering) — приложение систематического, дисциплинированного, измеримого подхода к разработке, функционированию и сопровождению программного обеспечения, а также исследованию этих подходов; то есть, приложение дисциплины инженерии к программному обеспечению (ISO/IEC/IEEE 24765-2010) [1].

Дисциплина «Программная инженерия» изучается студентами третьего курса направления 230700.62 «Прикладная информатика». Она является плавным продолжением дисциплин «Информатика и программирование», «Информационные системы и технологии» и др. Данная дисциплина направлена на подготовку обучающихся к проектно-технологической деятельности в области создания компонентов программных комплексов с использованием современных инструментальных средств и технологий. К задачам изучения дисциплины относятся:   изучение основных программистских и управленческих принципов конструирования программных средств, знакомство с концепциями, методологиями, стандартами разработки программного обеспечения на всех этапах его жизненного цикла, обучение методам командной работы в проектных группах по созданию программного обеспечения.

Таким образом, к моменту начала изучения данной дисциплины студенты имеют навыки программирования в определенных программных средах. Поэтому на лабораторных занятиях по дисциплине «Программная инженерия» студентам предлагается командное решение прикладных задач. Предлагаемые задачи являются достаточно сложными и трудоемкими для выполнения их только одним студентом. Поэтому создаются команды студентов по 3-4 человека, каждая команда выбирает задачу и приступает к разработке программного комплекса для решения поставленной задачи. Задачи могут быть решены на языках C#, C++, Java, Delphi и т.п.

Разрабатываемый программный комплекс должен представлять Windows-приложение с удобным и понятным интерфейсом, являющееся решением поставленной задачи. В качестве задач студентам могут быть предложены следующие:

Задание №1. Построение графиков

Составить программу, которая предлагает пользователю некоторый список функций для построения графиков (например, у = ах2 + bх + с, у = ax + b и т.д. — до 10 наименований). После выбора соответствующей функции, задания коэффициентов и отрезка, на котором выполняется построение, программа строит указанный график. Затем значение коэффициентов и положение графика можно менять (например, с помощью клавиш управления курсором), после чего график перестраивается и записывается обновленное уравнение соответствующей кривой.

Задание №2. Инженерный калькулятор

Написать программу, которая бы вычисляла арифметическое выражение, введенное с клавиатуры. Арифметическое выражение может содержать числа (в том числе и в экспоненциальной форме, например, 1.2е-10), символы арифметических операций, функции синуса, косинуса, тангенса, логарифма, экспоненты. Разбор арифметического выражения рекомендуется проводить следующим образом. Создается рекурсивная функция gettoken(). В зависимости от текущего символа входной строки она производит следующие действия:

+, -, /, * - gettoken(); выполнить операцию цифра - положить в стек цифру символ - выяснить что за функция; gettoken(); вычислить значение

( - gettoken(); пропустить )

Задание №3. Алгоритмы и методы обработки изображений фильтрами.

Реализовать в программе следующие фильтры: фильтр Собеля, фильтр Гаусса и т.п., написав свой собственный графический редактор.

Могут быть также задачи по разработке информационно-поисковых систем, программ анализа текстов, реализации алгоритмов шифрования / дешифрования данных и т.д. Важно, чтобы задачи были разнообразны, и каждая команда могла выбрать наиболее интересную для нее задачу. В каждой команде студенты оценивают весь объем работ, разбивают задачу на составляющие подзадачи и распределяют их между собой. Состав студентов в команде может быть неоднородный по уровню умений и навыков программирования. Однако в работе над задачей должны принимать активное участие все студенты команды. Поэтому в соответствии с уровнем умений и навыков программирования студенты под руководством преподавателя распределяют между собой основные работы по созданию программного комплекса. Например, один студент отвечает за дизайн разрабатываемого приложения и удобство работы в нем пользователя, что немаловажно, двое других – за функционал программы, четвертый – за администрирование (если, например, это информационно-поисковая система) и т.д. Так на лабораторных занятиях осуществляется работа команд по решению прикладных задач.

После создания программных комплекс можно организовать командную презентацию проектов решения задач.

Таким образом, каждый студент, работая в команде, отвечает за конкретную часть программного комплекса, и поэтому все студенты активно участвуют в решении поставленной задачи. Все это способствует формированию командного духа, ответственности за свою работу, активности, целеустремленности, самостоятельности.

Командная разработка программных комплексов для решения прикладных задач благоприятствует формированию умений работать в команде, организованности, трудолюбия, ответственности, способности к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства.