Computação e Programação

Transcrição

1 Computação e Programação MEMec - LEAN 1º Semestre Aula Teórica 4 Instituto Superior Técnico, Dep. de Engenharia Mecânica - ACCAII Alinhamento da AT 4 Construção de programas Actividades de teste a programas Processo de Desenvolvimento (PD) Modelo do PD Actividades do PD 2 1

2 Alinhamento da AT 4 Construção de programas Actividades de teste a programas Processo de Desenvolvimento (PD) Modelo do PD Actividades do PD 3 Programa de Computador Um programa de computador é uma colecção de instruções que descreve uma tarefa a ser realizada por um computador. O termo pode ser uma referência ao código fonte, escrito em alguma linguagem de programação, ou ao arquivo que contém a forma executável deste código fonte. Fonte: 4 2

3 Construção de programas Consiste do desenho da lógica que resolve um problema e sua codificação num ambiente computacional, segue um processo de desenvolvimento, segundo uma estratégia de problem-solving, por exemplo a abordagem Top-Down. 5 T o p - D o w n Abordagem Top Down Abordagem para resolução de problemas tendo por base a realização de refinamentos sucessivos em subproblemas, até à decomposição em tarefas elementares Os refinamentos ao mesmo nível hierárquico são como processos independentes, com entradas e saídas. As comunicações entre processos só se realizam de/para níveis hierárquicos diferentes, e nunca ao mesmo nível Sub-problemas Tarefas 6 3

4 Abordagem Top Down Abordagem para resolução de problemas tendo por base a realização de refinamentos sucessivos em subproblemas, até à decomposição em tarefas elementares Os refinamentos ao mesmo nível hierárquico são como processos independentes, com entradas e saídas. As comunicações entre processos só se realizam de/para níveis hierárquicos diferentes, e nunca ao mesmo nível Esta abordagem permite abstrair do funcionamento interno dos processos, focando só no resultado, i.e. na informação que é transmitida entre processos/níveis Dá origem à Programação Modular 7 Alinhamento da AT 4 Construção de programas Actividades de teste a programas Processo de Desenvolvimento (PD) Modelo do PD Actividades do PD 8 4

5 Actividades de teste a programas Actividades Testar: comparação com casos bem sucedidos para identificar eventuais faltas que possam estar na origem das falhas Depurar: corrigir e remover as faltas 9 Definição de Casos de Teste Objectivos para definição de Casos de Teste : Verificação o programa está de acordo com a especificação (construímos bem o produto?) Validação o programa está de acordo com as expectativas do cliente (construímos o esperado?) 10 5

6 Tipos de erros Erros típicos: Lógicos Sintaxe Execução 11 Alinhamento da AT 4 Construção de programas Actividades de teste a programas Processo de Desenvolvimento (PD) Modelo do PD Actividades do PD 12 6

7 Processo de desenvolvimento O desenvolvimento de programas é um processo iterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem actividades, restrições e recursos. (Normas ISO 12207) 13 Processo de desenvolvimento O desenvolvimento de programas é um processo iterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem actividades, restrições e recursos. Restrições Recursos Actividades Programa 14 7

8 Processo de desenvolvimento O desenvolvimento de programas é um processo iterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem actividades, restrições e recursos. - Cliente - Professor - Patrão - Pessoal Recursos Restrições Actividades Programa 15 Processo de desenvolvimento O desenvolvimento de programas é um processo iterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem actividades, restrições e recursos. Restrições Actividades Manutenção Recursos Programa 16 8

9 Processo de desenvolvimento O desenvolvimento de programas é um processo iterativo que tem como produto final o programa e engloba uma série de etapas que envolvem actividades, restrições e recursos. Restrições - Humanos - Hardware - Software Recursos -Tempo - Custo Actividades Programa 17 Alinhamento da AT 4 Construção de programas Actividades de teste a programas Processo de Desenvolvimento (PD) Modelo do PD Actividades do PD 18 9

10 Workflow 19 Contexto do problema 1. Contexto do problema 2. / síntese do problema 3. Esquema de processamento 4. e testes e validação 7. / manutenção 20 10

11 / Esquema de processamento 1. Definição do problema 2. / síntese do problema 3. Esquema de processamento 4. e testes e validação 7. / manutenção 21 e testes 1. Definição do problema 2. / síntese do problema 3. Esquema de processamento 4. e testes e validação 7. / manutenção 22 11

12 , testes e validação 1. Definição do problema 2. / síntese do problema 3. Esquema de processamento 4. e testes e validação 7. / manutenção 23 / manutenção 1. Definição do problema 2. / síntese do problema 3. Esquema de processamento 4. e testes e validação 7. / manutenção 24 12

13 O Processo de Desenvolvimento 1. Contexto do problema 2. / síntese do problema 3. Esquema de processamento 4. e testes e validação 7. / manutenção 25 Documentação - Componente essencial no processo de concepção de programas - Deve acompanhar todas as etapas do desenvolvimento de produto - Características - Simples - Completa - Estrutura (possível) - Manual do Utilizador - Manual do Programador 26 13

14 Alinhamento da AT 4 Construção de programas Actividades de teste a programas Processo de Desenvolvimento (PD) Modelo do PD Actividades do PD 27 Definição do problema 1. Identificação do contexto do problema e objectivos do programa que o resolve 28 14

15 2.2 Especificações Requisitos 2.3 Métodos de Processamento 2.1 Entradas 2.1 Saídas Esquema de processamento Entradas Saídas 30 15

16 2.1 Esquema de processamento Entradas Saídas 2.2 Identificação dos Requisitos Funcionais Caracterização elementar do problema Necessidades de utilizadores e clientes Esquema de processamento Entradas Saídas 2.2 Identificação dos Requisitos Funcionais Caracterização elementar do problema Necessidades de utilizadores e clientes 2.3 Descrição/definição detalhada de: Métodos de processamento (Matemáticos) Fluxos de dados 32 16

17 Desenvolvimento do algoritmo 3.1 Abordagem Top-Down 33 Desenvolvimento do algoritmo 3.1 Abordagem Top-Down 3.2 Descrição passo-a-passo em lista de tarefas elementares do problema particular a resolver 34 17

18 Desenvolvimento do algoritmo 3.1 Abordagem Top-Down 3.2 Descrição passo-a-passo em lista de tarefas elementares do problema particular a resolver 3.3 Lista ordenada de tarefas na forma de pseudo-código escrito na linguagem natural do programador 35 Desenvolvimento do algoritmo 3.1 Abordagem Top-Down 3.2 Descrição passo-a-passo em lista de tarefas elementares do problema particular a resolver 3.3 Lista ordenada de tarefas na forma de pseudo-código escrito na linguagem natural do programador Objectivo: Plano de tarefas que pode ser facilmente codificado utilizando uma linguagem de programação

19 ao algoritmo 4. Teste do nas várias opções definidas em termos de: i. de Requisitos Funcionais ii.pares Entrada / Saída 37 ao algoritmo 4. Teste do nas várias opções definidas em termos de: i. de Requisitos Funcionais ii.pares Entrada / Saída Objectivo: Depurar Erros Lógicos 38 19

20 ao algoritmo 4.1 Caso se verifiquem Erros Lógicos: Processo regressa à fase de Procurar eventuais inconsistências ao longo do fluxo: 39 ao algoritmo 4.2 Caso não se verifiquem Erros Lógicos: Processo segue para a 40 20

21 5.1 Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação 5.2 Paradigmas da linguagem: Linguagens Compiladas: C ++, Fortran Linguagens Interpretadas: Matlab 42 21

22 5.1 Tradução do algoritmo para uma linguagem de programação 5.2 Paradigmas da linguagem: Linguagens Compiladas: C ++, Fortran Linguagens Interpretadas: Matlab 5.3 Depuração de Erros Sintácticos 43 ao programa 6.1 Teste do Programa nas várias opções definidas em termos de: i. de Requisitos Funcionais ii. Pares Entrada / Saída 44 22

23 ao programa 6.1 Teste do Programa nas várias opções definidas em termos de: i. de Requisitos Funcionais ii. Pares Entrada / Saída 6.2 Comparação com resultados analíticos / teóricos / experimentais, ou resultantes de programas similares 45 ao programa 6.1 Teste do Programa nas várias opções definidas em termos de: i. de Requisitos Funcionais ii. Pares Entrada / Saída 6.2 Comparação com resultados analíticos / teóricos / experimentais, ou resultantes de programas similares 6.3 Metodologia de teste: Bottom - Up 46 23

24 ao programa 6.1 Teste do Programa nas várias opções definidas em termos de: i. de Requisitos Funcionais ii. Pares Entrada / Saída 6.2 Comparação com resultados analíticos / teóricos / experimentais, ou resultantes de programas similares 6.3 Metodologia de teste: Bottom - Up Objectivos: Depurar Erros Lógicos e/ou de Execução 47 ao programa 6.4 Caso se verifiquem Erros: Processo regressa à fase de Procurar eventuais inconsistências ao longo do fluxo: 48 24

25 ao programa 6.5 Caso não se verifiquem Erros: Processo segue para 49 / Manutenção 7.1 Após as várias fases do Processo de Desenvolvimento, garante-se que o Programa é conforme com: Objectivos do problema Requisitos funcionais 50 25

26 / Manutenção 7.1 Após as várias fases do Processo de Desenvolvimento, garante-se que o Programa é conforme com: Objectivos do problema Requisitos funcionais 7.2 Depois de entregue o programa pode sofrer actualizações 51 / Manutenção 7.1 Após as várias fases do Processo de Desenvolvimento, garante-se que o Programa é conforme com: Objectivos do problema Requisitos funcionais 7.2 Depois de entregue o programa pode sofrer actualizações 7.3 As componentes de código resultantes podem ser reutilizadas na solução de outros problemas 52 26

27 / Manutenção 7.1 Após as várias fases do Processo de Desenvolvimento, garante-se que o Programa é conforme com: Objectivos do problema Requisitos funcionais 7.2 Depois de entregue o programa pode sofrer actualizações 7.3 As componentes de código resultantes podem ser reutilizadas na solução de outros problemas 7.4 É produzida uma versão standalone 53 Referências Capítulo 3 de Essential MATLAB for Engineers and Scientists, Brian Hahn e Dan Valentine (2007) Elsevier. Secção 2.1 de Matlab: A Practical Introduction to Programming and Problem Solving, Stormy Attaway (2009) Elsevier