Введение. Проектирование является ключевым процессом жизненного цикла разработки компьютерных программ и программных систем, в котором действенно проявляется творческий потенциал программиста-разработчика и закладываются базовые характеристика (как положительные, так и, может случиться, отрицательные) разрабатываемого программного продукта, сервиса или системы. Технологии автоматизации и другие виды компьютерной поддержки проектирования возникли одновременно с индустрией программного обеспечения. С начала текущего века получило известность направление MDA (Model Driven Architecture), в основе которого лежит понимание проектирования как процесса последовательной трансформации моделей разрабатываемой программы на языке UML или на языках, родственных UML. Не став доминирующим, направление MDA тем не менее успешно развивается в контексте несколько более широкого направления MDE (Model Driven Engineering). Свободное владение языком UML и понимание его роли в MDE становится условием успешного входа профессионального программиста в мир инженерии программных систем. Этим определяется актуальность повышенного внимания к методам преподавания и особенностям освоения языка UML и, более широко, к обучению в профессиональной школе технологиям проектирования программ различного назначения и высокой сложности.
Цель статьи – предложить методику и инструментальные средства для решения проблем начального периода освоения языка UML и получения учащимися современных компетенций в области проектирования программ.
Материалы и методы. Исследование основывается на университетских учебных планах, конспектах лекций по программной инженерии, отчётах по лабораторным и курсовым работам, протоколах экспериментальных и показательных запусков разработанных программ, научных публикациях, включающих педагогическую и инженерную периодику, на Интернет-ресурсах, таких как сайты обществ ACM и OMG, и других. Использовались следующие исследовательские методы: критическая оценка собственного опыта проектирования и опыта проектирования, отражённого в студенческих работах, теоретическое понятийное построение модели проектирования программ, включая модели сценариев проектирования, экспериментальная реализация разработанных алгоритмов.
Результаты исследования. Предложена когнитивная модель проектирования как одного из процессов разработки компьютерных программ, отражающая поведение проектировщика в части развёртывания программных проектов. С помощью этой модели сформулированы возможные сценарии оценочного и консультативного вмешательства в процесс проектирования, разработана примерная архитектура программного средства для такого рода вмешательства и основные алгоритмы, позволяющие в оперативном режиме анализировать достигнутое состояние проекта, подсказывать возможные пути его развития, вскрывать замысел проектировщика, исправлять допущенные ошибки. Эти алгоритмы встроены в программный комплекс Procrust, реализующий предложенную архитектуру. Апробация комплекса Procrust позволила оценить его пригодность как основы начального обучения проектированию программного обеспечения на базе языка UML в соответствии, в частности, с методологией MDA/MDE.
Заключение. Результаты исследования позволяют формировать среду для комфортного и эффективного проектирования компьютерных программ на языке UML путём внедрения предложенной аналитической и консультативной поддержки процесса проектирования. Предложенные алгоритмы поддержки и реализующие их программные средства ориентированы на применение в условиях начального обучения проектированию по программам высшей школы и среднего профессионального образования. Эти алгоритмы способствуют углублённому освоению языка UML и формированию современных навыков проектирования компьютерных программ.
Ключевые слова: программная инженерия, компьютерная программа, модель программы, трансформация модели, пользовательский интерфейс
Ссылка для цитирования: Андреянов Н. С., Гагарин А. П. Начальное обучение проектированию компьютерных программ на языке UML // Перспективы науки и образования. 2023. № 5 (65). С. 663-685. doi: 10.32744/pse.2023.5.39
Информация об авторах:
Андреянов Никита Сергеевич (Россия, Москва) - Магистрант. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). E-mail: nik00789030127799@bk.ru. ORCID ID: 0009-0001-2465-5445 Гагарин Андрей Петрович (Россия, Москва) - Кандидат технических наук, профессор кафедры "Вычислительные машины, системы и сети". Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). E-mail: gagarin_ay@outlook.com. ORCID ID: 0000-0002-0929-2834
Оставить комментарий