Kejuruteraan Perisian

1. Kejuruteraan Perisian • Definisi serta dokumen rekabentuk • Senibina rekabentuk • Proses senibina rekabentuk • System structuring/decomposition • Control modelling • Modular decomposition • Sifat rekabentuk yang baik REKABENTUK SISTEM

2. REKABENTUK • Definisi: Suatu proses kreatif yang menukarkan masalah kepada penyelesaian. • Menggunakan maklumat daripada spesifikasi keperluan untuk menerangkan masalah. • Penyelesaian akan diberi sekiranya ia memenuhi keseluruhan spesifikasi keperluan.

3. Rekabentuk Konseptual & Teknikal • Perekabentuk mesti penuhi kehendak pelanggan dan juga pembangun sistem • Pelanggan: faham apa yang akan sistem lakukan • Pembangun: mesti faham bagaimana sistem akan berfungsi.

4. Rekabentuk konseptual • Memberitahu pelanggan apa yang akan sistem dapat lakukan. • Memberi tumpuan kepada fungsian sistem. • Pelanggan akan mengesahkan rekabentuk logikal sistem sebelum perekabentuk tukar kepada rekabentuk teknikal.

5. Rekabentuk teknikal • Translasi rekabentuk konseptual kepada dokumen yang lebih mendalam. • Pembangun akan faham apa perisian serta perkakasan sebenar yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah pelanggan • Ia menerangkan bentuk (form) akhir yang akan diambil oleh sistem.

6. BAGAIMANA APA Rekabentuk Konseptual fungsi Rekabentuk Teknikal bentuk Perekabentuk sistem Pelanggan Pembangun sistem

7. Senibina Rekabentuk • Menyatakan struktur keseluruhan bagi sistem perisian. • Peringkat awal bagi proses rekabentuk sistem. • Mewakilkan hubungan antara spesifikasi dan proses rekabentuk. • Mengenalpasti komponen sistem utama dan komunikasi sesamanya.

8. Proses Senibina Rekabentuk • System structuring/decomposition • Sistem dihuraikan (decomposed) kepada beberapa subsistem utama dan komunikasi antara subsistem dikenalpasti. • Control modelling • Model kawalan hubungan antara subsistem yang berlainan akan dikenalpasti. • Modular decomposition • Subsistem yang dikenalpasti akan dihuraikan kepada modul-modul.

9. Subsistem & Modul • Subsistem merupakan sistem yg tersendiri dimana operasinya tidak bergantung kepada perkhidmatan yg disediakan oleh subsistem lain. • Modul merupakan komponen sistem yg menyediakan perkhidmatan kepada komponen lain tetapi ia tidak dianggap sebagai sistem yg berasingan.

10. Model-model Senibina • Model senibina yg berlainan mungkin akan dihasilkan semasa proses rekabentuk. Antaranya: • Model struktur statik menunjukkan komponen sistem utama. • Model proses dinamik menunjukkan struktur proses sistem. • Model antaramuka menyatakan antaramuka subistem. • Model hubungan seperti model aliran data (DFD).

11. Proses Senibina Rekabentuk • (1) System Structuring • Berkaitan dengan penghuraian sistem kepada interaksi subsistem. • Biasanya diwakilkan sebagai rajah blok yg memaparkan pandangan struktur sistem. • Model yg spesifik menunjukkan bgmn subsistem berkongsi data, diagihkan dan antaramuka antara subsistem.

12. Packing robot control system Mewakili data/ kawalan Mewakili subsistem

13. System structuring: Repository model • Subsistem mesti menukar (exchange) data. Ianya boleh dilakukan dengan 2 cara: • Data yg dikongsi diletakkan pada pangkalan data pusat (repository) dan boleh dicapai oleh semua subsistem lain. • Setiap subsistem mempunyai pangkalan data yg tersendiri dan boleh menghantar data kepada subsistem lain. • Model yg biasa digunakan apabila koleksi data yg besar ingin dikongsi bersama.

14. Contoh repository model: CASE toolset architecture

15. Repository model • Kelebihan: • Cara efisien untuk kongsi jumlah data yg besar. • Subsistem tidak perlu hirau bagaimana data diurus. Pengurusan berpusat (back-up, keselamatan dll). • Model kongsian diterbitkan menggunakan skema repository. • Kelemahan: • Subsistem mesti bersetuju dengan model data repository. • Evolusi data adalah sukar dan agak mahal. • Sukar untuk mengagihkan data kepada beberapa mesin (masalah ketidakkonsistenan).

16. System structuring:Client-server model • Model sistem teragih (distributed) yg menunjukkan bagaimana data dan pemprosesan diagihkan merentasi pelbagai komponen. • Terdapat set pelayan (stand-alone server) yg menyediakan perkhidmatan spesifik spt cetakan, pengurusan data dll. • Terdapat set klien (client ) yg memanggil perkhidmatan tersebut. • Terdapat rangkaian yg membenarkan klien mencapai pelayan.

17. Client-server model • Senibina client-server yg paling mudah dipanggil two-tier client server di mana aplikasi diorganisasi kepada server dan set client. Ia boleh terdiri daripada 2 bentuk: • Thin-client model: Semua pemprosesan aplikasi dan pengurusan data dilaksanakan pada server. Client cuma bertanggjawab untuk menjalankan (run) persembahan perisian. • Fat-client model: Server hanya bertanggungjawab bagi pengurusan data. Perisian pada client melaksanakan logik aplikasi dan interaksi dengan pengguna sistem.

18. Client-server model:Two-tier client server Thin-client model Server Client Presentation Data Management Application Processing Fat-client model Server Client Presentation Data Management Application Processing Contoh: Banking ATM systems

19. Contoh Client-server: Film and picture library

20. Senibina client-server • Kelebihan: • Pengagihan data dan pemprosesan dilaksanakan kepada beberapa pemproses (klien dan pelayan). • Menggunakan sistem rangkaian secara efektif (boleh kurangkan kos perkakasan) • Mudah untuk menambah/upgrade pelayan baru (tanpa perlu mengganggu sistem lain) • Kelemahan: • Tiada perkongsian model data, jadi subsistem guna organisasi data yg berbeza (tidak efisien) • Masalah prestasi sekiranya pertukaran data antara klien-pelayan adalah besar (bandwith rangkaian yg rendah)

21. System structuring:Abstract machine model • Digunakan untuk memodelkan antaramuka antara subsistem. • Mengorganisasi sistem kepada set layer (abstract machine) yg mana setiap satu menyediakan set perkhidmatan. • Menyokong pembangunan secara penokokan (incremental) kepada subsistem dalam layer yg berlainan. Apabila antaramuka layer berubah, hanya layer yg bersebelahan sahaja yg terjejas. • Bagaimanapun, agak sukar untuk menstruktur sistem dengan cara ini.

22. Contoh Abstract machine model: Version management system

23. Proses Senibina Rekabentuk • (2) Control models • Berkaitan dengan aliran kawalan antara subsistem (berbeza dengan system structuring/ decomposition model) • Terdapat 2 pendekatan umum kepada kawalan: • 1. Centralised control – satu subsistem mempunyai tanggungjawab keseluruhan bagi kawalan (memula/menghenti) subsistem lain. • 2. Event-based control – setiap subsistem boleh respon kepada event luaran dari subsistem lain atau persekitaran sistem.

24. Contoh Centralised control: Call-return model • Top-down subroutine model where control starts at the top of a subroutine hierarchy and moves downwards. Applicable to sequential systems.

25. Contoh Event-based control: • Broadcast models • An event is broadcast to all sub-systems. Any sub-system which can handle the event may do so. • Effective in integrating sub-systems on different computers in a network.

26. Proses Senibina Rekabentuk • (3) Modular Decomposition • Melibatkan proses menghuraikan subsistem kepada modul-modul yg lebih kecil. • Terdapat 2 pendekatan: • 1. Model berorientasikan objek – sistem dihuraikan kepada interaksi objek-objek. • 2. Model aliran data – sistem dihuraikan kepada modul fungsian yg menukarkan input kepada output (pipeline model)

27. Modular Decomposition:Model berorientasikan objek • Menstruktur sistem kepada set objek yg mempunyai pergantungan yg lemah (loosely coupled) dan antaramuka yg ditakrif dengan baik. • Decomposition berorientasikan objek berkaitan dengan mengenalpasti kelas objek, atribut serta operasi (metod). • Dalam perlaksanaan, objek (instance) akan dicipta dari kelas dan sebahagian model kawalan digunakan untuk kordinasi operasi objek.

28. Contoh Model berorientasikan objek:Invoice processing system Kelas Objek Atribut Operasi

29. Modular Decomposition:Model Aliran Data • Juga dikenali sebagai pipe and filter model (dimana transformasi fungsian memproses input kepada output) • Pendekatan ini mempunyai variasi yang biasa dimana jika transformasi adalah berjujukan, ia digelar model jujukan berkumpulan (batch), yg banyak digunakan untuk data processing systems. • Model ini tidak sesuai untuk sistem interaktif (sukar untuk model event-based data input daripada pengguna)

30. Contoh Model aliran data:Invoice processing system Fungsian transformasi

31. Sifat rekabentuk yang baik • Rekabentuk berkualiti tinggi akan beri kesan kepada kualiti produk: • Ease of understanding • Ease of implementation • Ease of testing • Ease of modification • Correct translation from requirements specification

32. Sifat rekabentuk yang baik: Component Independence • Abstraction & information hiding membenarkan kita untuk memeriksa komponen mana yang berkaitan antara satu sama lain dalam rekabentuk keseluruhan. • Untuk kenalpasti dan mengukur darjah kebergantungan komponen di dalam rekabentuk, guna 2 konsep: • Coupling • Cohesion

33. Component Independence:1. Coupling • Merujuk kepada darjah kebergantungan yg wujud antara komponen untuk berfungsi secara sempurna. • Highly coupled: pergantungan (dependence) yang kuat di antara komponen-komponen tersebut. • Loosely coupled: ada pergantungan, tetapi perhubungan di antara komponen adalah lemah • Uncoupled: tiada perhubungan lansung, pergantungan bebas.

34. Component Coupling Highly coupled Uncoupled Loosely coupled • Contoh pergantungan: • rujukan antara komponen • penghantaran data antara komponen • jumlah kawalan antara komponen • kekompleksan antaramuka antara komponen

35. Component Independence:2. Cohesion • Merujuk kepada ‘internal glue’ dimana sesuatu komponen itu dibangunkan. • Sesuatu komponen itu dikatakan cohesive jika kesemua arahan di dalam komponen bertujuan untuk menyempurnakan satu tugas atau set tugas yg berkaitan (fungsian berkait) • Lebih ‘cohesive’ sesuatu komponen, lebih berkait antara bahagian-bahagian dalaman komponen (mudah difahami, koding, debug dan selenggara)

36. Component Cohesion Contoh cohesion: Fungsi A Fungsi A Fungsi A – part 1 Fungsi B Fungsi C Fungsi B Fungsi A – part 2 Fungsi E Fungsi D Fungsi C Fungsi A – part 3 Coincidental Procedural Functional Fungsi tidak berkait Fungsi berkait mengikut susunan Fungsi berkait berjujukan lengkap Lebih cohesive

37. Sifat rekabentuk yang baik:Exception Identification & Handling • Exception: • Kegagalan untuk menyediakan perkhidmatan (system down) • Menyediakan perkhidmatan atau data yang salah • Corrupting data • Setiap exception yang dikenalpasti boleh ditangani dengan 3 cara: • Retrying (restore system to previous state) • Correct (restore system, correct some aspect and try again) • Report (restore system, report problem and stop service)

38. Sifat rekabentuk yang baik: Fault Prevention & Tolerance • Rekabentuk mesti menyertakan ‘fault’ dan cuba mengurangkan gangguan serta memaksimakan keselamatan. • Fault: apabila manusia melakukan kesilapan, keputusannya akan menghasilkan ‘fault’ dalam produk perisian. • Failure: departure of the system from its required behaviour. Boleh dikesan sebelum dan selepas penghantaran sistem.

39. Rekabentuk Sistem: Rumusan • Senibina rekabentuk (perisian) merupakan rangkakerja asas bagi menstruktur sistem. Model senibina yg berbeza spt structural, control dan decomposition model mungkin akan dibangunkan semasa senibina rekabentuk. • Sistem yg besar (kompleks) tidak selalunya berdasarkan kepada model senibina tunggal. Sistem ini biasanya menyertakan pelbagai model pada aras (abstraction) yg berlainan. • Antara sifat yang perlu ada pada sistem: modularity, cohesion, coupling, fault tolerance, user-interface etc.