مروری بر مهندسی نرم افزار - آنالیز و طراحی - تست نرم افزار - مهندسی نرم افزار مبتنی بر مولفه - مدلسازی پایگاه داده از روی نمودار کلاس uml

تست واحد (Unit Testing):
یک واحد کوچکترین قسمت قابل تست یک نرم افزار می باشد. که این واحد در برنامه نویسی شی گرا می تواند یک متد باشد و در برنامه نویسی رویه ای می تواند کل برنامه (در زبانی مانند کوبول) یا یک تابع و ... باشد. در تست واحد، هر واحد به طور جداگانه تست می شود به این صورتیکه تکه کدی نوشته می شود، تا آن واحد را فراخوانی کند و به کار ببرد تا صحت یا عدم صحت عملکرد آن را بررسی کند (ما کدی را می نویسیم گه کد اصلی برنامه را تست می کند).

هدف و فلسفه تست واحد
ما از تست واحد استفاده می کنیم تا نشان دهیم که واحد مورد نظر کاری را که ما فکر می کنم انجام می دهد یا نه.

چرا باید تست واحد را انجام بدهیم؟
در دروسی مانند آزمایشگاه مدار منطقی، معماری کامپیوتر و ... برای اینکه یک مدار را پیاده سازی کنید چگونه عمل می کردید. ابتدا تک تک IC های را که باید بکار میبردید تک به تک تست می کردید تا از صحت عملکرد هر کدام مطمئن شوید تا مجبور نباشید بعد از صرف ساعت ها وقت دنبال مشکل بگردید و در آخر متوجه شوید که IC مشکل داشت. اولین دلیل تست واحد نیز همین می باشد که ما بعد از اضافه کردن یک واحد به نرم افزار می خواهیم از صحت عملکرد آن مطمئن شویم. دومین دلیل کاهش زمان و هزینه ای است که باید صرف اشکال زدایی شود، در تست واحد شما می دانید کجا را باید برای کشف دلیل خطا و رفع آن جستجو کنید یعنی در این مرحله دامنه بررسی فقط به همان واحد محدود می شود. دلیل سوم در تست واحد می توان چندین تست را در یک زمان اجراء کرد.
مزایا و منافع
علاوه بر دلایلی که در بالا اشاره شد، ما با انجام تست های واحد منافع زیادی را به دست می آوریم که به بعضی از آنها در ادامه اشاره خواهد شد.
1- تست های واحد همانند یک سند اجرایی هستند که نشان می دهند شما انتظار دارید که کد نوشته شده در شرایط مختلف چگونه عمل کند. اعضای تیم می توانند برای درک عملکرد کد و اینکه چگونه آن را بکار ببرند به تست های واحد مراجعه کنند.
تست های واحد مستنداتی هستند که با تغییر و اصلاح کد بروز رسانی می شوند.
علاوه بر اینها نظرات و حدس های برنامه نویس را در تست ها می توانیم مستند سازی کنیم.
2- به اشتراک گذاری کد با دیگران راحتتر است، چون اگر عضوی از تیم کد را طوری دستکاری کنید که درست کار نکند، اجرای تست ها با شکست روبرو می شود.
3- با انجام تست های واحد، زمان انجام تست ها در سایر فازها کاهش می یابد.
4- تست ها، انتظارات برنامه نویس را در مورد چگونگی عمل کردن یک قطعه کد، ارزیابی می کنند.
بهانه و مقاومت
تغییر همیشه وجود دارد، رویه ها، قوانین و روش های جدید بوجود می آیند و ایجاد می شوند ولی هر پدیده جدیدی همیشه با مقاومت بعضی از افراد در اجراء روبرو می شود. اگر شما از تست های واحد استفاده نمی کردید احتمالا سوالات یا بهانه های مانند عناوین زیر را مطرح کنید:
1- نوشتن تست ها احتیاج به زمان زیادی دارد: این جمله ای که توسط افرادی زیادی گفته می شود ولی آیا اینگونه است. تصور کنید که شما یک باغچه دارید که مسئولیت رسیدگی آن بر عهده شما است، آخر هفته به باغچه نگاه می کنید مشاهده می کنید که چمن ها بزرگتر شده اند و گل ها نیز نیاز به رسیدگی دارند ولی تا هفته بعد صبر می کنید و هفته بعد دوباره صبر، اما بعد از چند هفته مشاهده می کنید که چمن ها خیلی بزرگ شده اند، علف های هرز کل محیط را احاطه کرده اند، گل ها پژمرده شده اند و .... در هفته اول شما می توانستید با یک قیچی باغبانی و در چند دقیقه کل کار را انجام دهید ولی حالا شاید با ساعت ها کارها و تجهیزات اضافی بتوانید کارتان را انجام بدهید البته شاید. تست های قطعه نیز مانند انجام دادن کارهای باغبانی در آخر هفته است، یعنی با تست قطعه ما می توانیم فرآیند تست را ارزان تر و و با کیفیت بالا انجام دهیم و ریسک نیاز به زمان زیادی برای تست را در آخر پروژه حذف کنیم.
2- اجرای تست های نیاز به زمان زیادی دارید: یک آگاهی بازرگانی بود که احتمالا از تلویزیون خودمان آنرا مشاهده کرده اید، خانمی که باید غذا را آماده می کرد، به خرید می رود و ... خانم غذا را آماده می کرد آنرا تو آرام پز قرار می داد و دیگر تمام شد تا شب می توانست به کارهای دیگرش برسد. برای تست های که نیاز به زمانی زیادی برای اجرا دارند ما نیز همین کارها را انجام می دهیم. یعنی زمانی که باید کار دیگری را انجام دهم تست را اجراء می کنم چون اجرای تست فرآیندی خود کار است و به بقیه کارها می رسیم. یا در زمانهای بی کاری و یا آخر هفته. تست های را که نیاز به زمان زیادی دارند باید دسته بندی کرد و آنها را جدا از تست های دیگر و در دفعات کم اجرا کرد.
3- تست کردن شغل من نیست: خوب این کار شما نیست. پس تصور کنید که دو توسعه دهنده داریم نفر اول تست ها واحد را انجام می دهد و دیگری نه. بعد از اتمام کار، کدهای نوشته شده به تیم تست و کنترل کیفیت ارجاع داده می شوند. نتیجه تقریبا روشن است کدهای نفر اول با حداقل خطا برای رفع اشکال ارجاع داده می شود ولی نفر دوم باید لیست درازی از خطاها را اصلاح کند. کدام یک از اینها مسیر ترقی را سریع طی خواهد کرد و از امنیت شغلی برخودار خواهد بود حتما نفر اول.
4- اگر من تست ها را انجام دهم احتمالا افراد دیگری که مسئول تست هستند احتمالا کارشان را از دست بدهند: شما اصلا نگران این موضوع نباشید شما فقط مسئول تست واحدها هستید، و این فقط مرحله بسیار کوچک از فرآیند کلی تست می باشد.
5- چرا از تست کردن به صورت دستی، استفاده نکنیم؟ تست دستی امکان نفوذ خطاهای انسانی به سیستم را افزایش می دهد و همچنین تکرار کردن تست های دستی، بسیار مشکل تر است. برای اینکه تست های دستی را دوباره انجام بدهیم، به مستنداتی نیاز داریم که مراحل انجام تست ها را شرح بدهند. با تغییر کد، این مستندات به سرعت کهنه می شوند و این یعنی اینکه برای به روزنگهداشتن مستندات، باید کار اضافی انجام دهیم.

در مراحل اول بیماری تشیخص بسیار سخت ولی درمان خیلی آسان است. اما بعد از پیشرفت بیماری تشخیص آسان و درمان بسیار سخت می باشد. این جمله را برای تست واحد باز نویسی کنید.

مهندسی نرم افزار مبتنی بر مولفه :
در نوشته های قبلی در مورد اهمیت برنامه نویسی مبتنی بر مولفه وتعاریف مربوط به مولفه آشنا شدیم در این قسمت هم می خواهیم در مورد تفاوتهای بین انواع برنامه نویسی ها و مهندسی نرم افزار مبتنی بر مولفه اشنایی مختصری داشته باشیم :
تفاوتهای COP با OOP :

• COP مبتنی بر واسط می باشد ، در حالیکه OOP مبتنی بر اشیاست.
• COP تکنولوژی بسته بندی و توزیع می باشد ؛ در حالیکه OOP یک تکنولوژی پیاده سازی محسوب می گردد.
• COP از قابلیت استفاده مجدد در سطح بالا پشتیبانی می کند ، در حالیکه OOP از قابلیت استفاده مجدد در سطح پایین پشتیبانی می کند.
• COP ، در اصل می تواند در هر زبانی نوشته شود ، در حالیکه OOP محدود به زبانهای شی گرا می باشد.
• در COP مولفه ها ارتباطات ضعیفی (Loosely Coupled) دارند در حالیکه در OOP اشیاء وابسته به همـدیگر از طریق پیاده سازی وراثت (ارث بری ) ، دارای ارتباطات محکم ( Loosely Coupled) می باشند.
• COP ، از واسطهای چند گانه و طراحی مبتنی بر واسط پشتیبانی می کند ، در حالیکه OOP ارتباطات واضحی از واسطها ی میان ابرکلاس و زیر کلاسها را فراهم نمی کند.
• COP از اتصـالات و اکتشافات پویا ( اتـصال در زمان اجرا ) پشتیبانی می کند، در حالیکه OOPپشتیبانی محدودی از مـکانیزمهای ترکیب زمان اجرا و بازیـابی اشیا را فـراهم می آورد .
• COP مکانیزمهای بهتری برای ترکیب فراهم می کند ، در حالیکه OOP شکلهای محدودی از اتصالات را از طریق فراخوانی فراهم می آورد .
• COP از خدمات امنیتی ، تراکنشها و غیره در سطح بالایی پشتیبانی می کند ، در حالیکه OOP مجموعه محدودی از خدمات امنیتی ، تراکنشها و غیره را پشتیبانی می کند.
• در COP ، مولفه ها با در نظر گرفتن قوانین اساسی Framework (چهارچوب ) مولفه ها ، طراحی می شوند در حالیکه OOP با در نظر گرفتن اهداف شیء گرایی طراحی می شوند .

جدول زیر بحث مختصری از شباهتها و تفاوتهای ما بین برنامه نویسی ساختیافته ، شیء گرا و مولفه ای را ارائه کرده است.
قابلیت ترکیب در برنامه نویسی ساختیافته خیلی پایین است در شیء گرا بالاست و در مولفه ای خیلی بالاست . دو واحد پیاده سازی مختلف در برنامه نویسی ساختیافته هرگز با همدیگر قابل تعویض نیستند ، در برنامه نویسی شیء گرا دو شی متفاوت پیاده سازی شده که ویژگیهای مشابه داشته باشند با همدیگر قابل تعویض هستند در حالیکه در برنامه نویسی مولفه ای ، مولفه های متفاوت با ویژگیهای مختلف با همدیگر قابل تعویض هستند .

قابلیتها
COP
OOP
SP
تقسیم و غلبه
· مدیریت پیچیدگی
· تقسیم کردن یک مسئله بزرگ به بخشهای کوچکتر
√

√

√
یکپارچگی داده و تابع
· یک نهاد نرم افزاری ، داده ها و عملیاتی که بر روی داده ها انجام می گیرد را ترکیب می کند.
· بهبود دادن انسجام یا پیوستگی ( cohesion )
√
√
-
کپسوله سازی
· کاربر یک نهاد نرم افزاری ، از چگونگی ذخیره داده ها و پیاده سازی توابع اطلاعی ندارد.
· کاستن اتصالات ( پیوستگی)
√
√
-
مشخصه
· هر نهاد نرم افزاری یک مشخصه (ویژگی ) منحصر به فرد دارد .
√
√
-
واسط
· وابستگی بین مشخصات را نشان می دهد.
· مشخصه (ویژگی) مولفه را به واسطها تقسیم می کند
· کاستن وابستگیهای داخلی مولفه ای
√
-
-
پیکربندی
· یک واحد انتزاعی که به طور مستقل می تواند توسعه یابد.
√
-
-

· SP : Structured Programming
· OOP : Object Oriented Programming
· COP : Component Oriented Programming

مهندسی نرم افزار مبتنی بر مولفه :
برخی اوقات COP (Component Oriented Programming ) و CBSE (Component Based Software Engineering ) در نوشتار با همدیگر اشتباه گرفته می شوند . هر چند که CBSE یک مفهوم کلی است در صورتیکه COP فقط یه عنوان قسمتی از CBSE به کار برده می شود.
CBSE= COA+COD+COP+COM

• COA :Component Oriented Analysis
• COD :Component Oriented Design
• COP :Component Oriented Programming
• COM :Component OrientedManagement
• ادامه در ضميمه(:|