Пример разработки приложений на основе экстремального программирования

Курсовая работа "Примеры разработки приложений на основе экстремального программирования"+игра "Zmeika" ...

Содержание
Содержание…………………………………………………2
Введение………………………………………………….… 3
1. Основы экстремального программирования……...…4
1.1 Экстремальный цикл………………………….……….4
1.2 Позднее принятие решений…………………….……..5
1.3 Кодирование в глубину………………………..............5
1.4 Идеальный день разработчика и фактор загрузки.….6
1.5 Скорость проекта……………………………………....6
1.6 История пользователей……………………………..…6
1.7 План релиза.....................................................................7
1.8 План итерации……………………………….…………7
1.9 Тесты приемки…………………………….……………8
1.10 Представители заказчиков……………………….…….9
1.11 Структура группы разработчиков…………………….10
1.12 Простота и эффективность используемого кода…….11
1.13 Рефракторинг……………………………………….…..11
1.14 Тестирование модулей………………………………...12
1.15 Групповое авторство………………………….………..13
2. Практическая часть…………………….…………….....14
2.1. Примеры экстремального программирования……….14
2.2. Разработка игровой программы «Змейка»……………21
Заключение……………….………………...……………………26 Список использованной литературы…………………………..27
Приложение

Введение
Экстремальное программирование — или, сокращенно, XP — является ответом сообщества программистов на наступление формальных подходов к созданию программных продуктов и призвано вернуть в среду разработчиков дух творчества.
В наш век информационных технологий, когда все процессы выполняются с очень большой скоростью, необходимо уметь очень быстро принимать необходимые решения и выполнять работу заказчика. Даже, если вам заказали какой-нибудь проект, нет гарантий, что к завершению вами данного проекта, его идея и цели останутся актуальными.
Одним из решений данной проблемы является метод, когда организовывается группа разработчиков, способных за очень короткий промежуток времени реализовывать поставленные задачи. Причем, делать это качественно и без ошибок.
Цель курсовой работы – р азработать программу на основе принципов экстремального программирования.
Задачи:
1. Описать основы экстремального программирования.
2. Разработать компьютерную игру на основе принципов экстремального программирования.
3. Провести тестирование разработанной программы.
Методы исследования: анализ и обобщение информации об экстремальном программировании, программирование, тестирование.
Практическая значимость исследования: разработанная компьютерная игра может быть использована на уроках информатики в младших классах при обучении работе с клавиатурой.
На защиту выносится компьютерная игра «Змейка», разработанная на основе принципов экстремального программирования

План релиза, утверждаемый на специальном совещании, дает точный ответ на вопрос, какие именно истории пользователей будут реализованы в данном релизе. Преимущество отдается небольшим инкрементальным релизам. Выбранные к реализации истории транслируются в конкретные задания программирования, такие как создание формы ввода или процедуры запроса к БД. Обычно после нескольких итераций оценки необходимых операций осуществляются очень точно. Как только план выполнения итераций выходит из-под контроля и, по крайней мере, после каждых нескольких удачных итераций повторно собираются совещания по поводу нового плана релиза.
 Выбранные истории являются основой для планов итераций.
План итераций
План итераций ограничивает количество заданий, которые будут выполняться в данной итерации. Выборка производится на основании текущей скорости проекта, то есть на основе оценки идеального срока, умноженного на фактор загрузки. Истории пользователей получают приоритеты внутри цикла и трансформируются в задачи разработки, каждая из которых выполняется в течении одного-трех идеальных рабочих дней.
Если в результате детализации ожидаемое время разработки превосходит время цикла, то некоторые истории переносятся на более поздний срок. Этот эффект снежного кома — вполне обычная практика, поскольку детальные задачи часто распадаются на отдельные части, когда сумма времени для каждой превосходит время для целого.
 Не стоит искать виновных в этой ситуации. Такое свойство планирования, как недооценка деталей, это и есть та причина, по которой не производится предварительное планирование. Детальный предварительный план всегда будет пересмотрен в будущем, и поэтому изначально и гарантированно нереален. Планирование производится только на основании предыдущего цикла, с коррекцией скорости проекта и с учетом перенесенных заданий.
Параллельно с выборкой историй пользователей план предусматривает создание набора тестов приемки, которые будут сопровождать код в процессе всех последующих сборок.
Тесты приемки
Тесты приемки создаются на основании историй пользователей и желательно до, а не после создания программных модулей. Без прохождения тестов история не может считаться реализованной ни в какой мере. Фактически, тесты приемки — это те же истории пользователей, но умноженные на возможные ошибки ввода и другие варианты поведения системы, то есть рассматриваются различные варианты конкретной истории. Естественно, что для многократного тестирования необходимо создать автоматические процедуры, вводящие тестовые наборы и ведущие журналы тестов.
Тестирование — не приложение к приложению, а, скорее, наоборот. Часто контроль качества (QA) и составление тестов возлагается на отдельную группу, в состав которой входят представители заказчиков.
Представители заказчиков
Представители заказчиков являются важнейшим звеном успешной разработки по технологии XP. Представители должны не просто контактировать, но буквально физически присутствовать в непосредственной близости и работать в команде разработчиков. Любая проблема должна быть обнаружена на самом раннем этапе, любые пожелания или вопросы должны решаться в реальном времени. Представители заказчика являются источником историй пользователей и тестовых наборов данных, они принимают участие в планировании плана релизов. Кроме того, открытый процесс позволяет инспектировать спорные участки кода в любой момент времени, создавая полностью прозрачную атмосферу между разработчиками и заказчиками.
Хотя это не очевидно, но практически происходит экономия времени заказчика, который все время находится в курсе дел — дополнительно время экономится на детальных спецификациях в начале работы, поскольку любой аспект можно выяснить в процессе работы. Впоследствии не придется инструктировать персонал заказчика, поскольку заказчик уже располагает высококачественными специалистами по данному продукту.
При этом многие документы-посредники становятся ненужными, поскольку многое решается устно, без вовлечения технических и бюрократических механизмов. Значение имеют только конечные результаты работы — но не промежуточные решения и дискуссии, так что нет необходимости документировать все возможные ходы мысли и альтернативы.
Помимо тесного взаимодействия с заказчиками, особого внимания требует и структура группы разработчиков.
Структура группы разработчиков
Для быстрой разработки применяется особая методология организации работы, основанная на теории психологии малых групп. Основной принцип: все разработчики должны быть доступны друг для друга, как организационно, так и физически,— преимущественно желательно располагать группу в одной большой комнате. Структура в группе — одноранговая, то есть существует только профессиональный авторитет, но не административное деление. Доказано, что самая продуктивная обстановка — умеренный шум большой рабочей комнаты, тишина или музыкальное сопровождение дают худшие результаты.
Все производственные вопросы решаются в самой группе, включая используемые методы, инструменты или технологии — эти параметры решения задачи не могут быть навязаны извне: как правило, профессионалы в коллективе решают поставленные задачи оптимально. Кроме того, каждый разработчик самостоятельно выбирает подходящие задания, в зависимости от потребности группы и собственных способностей.
Одной из самых качественных технологий программирования на сегодня является парная технология, когда один программист вводит код, а другой при этом смотрит на экран и по ходу корректирует его или задает вопросы относительно реализации. Такая подстрочная критика кода, как показывает практика, в несколько раз повышает качество начального кода, сводя возможность ошибок в начальном коде к минимуму.
Второй принцип — принцип замены партнеров — означает, что пары меняют партнеров один-два раза в течение дня, причем группы работают над различными частями системы. Кажется, что такая метода не позволяет сконцентрироваться на отдельной области — однако практика опровергает это. Концентрация на одной области приводит к укоренению стиля, не всегда оптимального, а отсутствие критики кода может привести "хакера" к тяжело обнаружимым ошибкам. Постоянная смена области приложения, напротив, повышает не только квалификацию в результате обмена опытом, но также и мотивацию повышения собственного мастерства.
В обстановке групповой работы важное значение получает максимальная простота и эффективность используемого кода.
Простота и эффективность используемого кода
Часто предоставленный сам себе разработчик решает использовать новую технологию или инструмент, который, по его мнению, обещает дополнительную производительность или выгоду. На самом деле это редко оправдывается, а в атмосфере, когда ваш код завтра будет прочитан и использован партнерами по команде, у вас просто не остается возможностей для экспериментов за чужой счет. Фактически, все члены команды изначально должны выбрать технологии, которыми владеют все или большинство членов команды. Например, любой разработчик должен уметь программно обрабатывать текстовые файлы, многие знают C++, Java, SQL и подобные инструменты. Использование редких технологий и инструментов, например сложных, особенно заказных RAD и т.п., может вызвать не только проблемы понимания, но и впоследствии проблемы поддержки. Учитывайте, что освоение сложного инструмента может занять больше времени, чем вся разработка проекта.
К сожалению, программный код, созданный по самым лучшим образцам, со временем имеет тенденцию к деградации под воздействием изменений и исправлений. Поэтому нужно взять за правило производить постоянный и бескорыстный рефракторинг.
Рефракторинг
Это наведение порядка в коде, переработка отдельных файлов и их групп с целью наведения порядка, удаления максимального количества ненужных фрагментов, объединения классов на основе схожей функциональности, коррекция комментариев, осмысленное переименование объектов и так далее. Рефракторинг должен стать лучшим отдыхом программиста в промежутке между решением сложных проблем. Не следует также забывать и о постоянном тестировании модулей.
Тестирование модулей
В отличие от тестов приемки, создаваемых заказчиками и отражающих истории пользователей, тестирование модулей — это сугубо технологическая проверка корректности классов на основании готовой или созданной специально для этих целей автоматизированной системы. Настоящая методика тестирования предусматривает создание сначала тестов и только после — самих классов, что исключает "подгонку" тестов к работающим прототипам и уклонение от острых ситуаций.
Классы-тесты должны быть неотъемлемой частью библиотеки или пакета, их отсутствие вызывает сомнения в работоспособности класса. Создаваемый для приложения код должен проходить все более сложные тесты — и таким образом изначально создаваться для некоторого реального окружения. Игнорирование этого принципа может усложнить тестирование впоследствии, когда уже трудно восстановить работу многих модулей.
Тесты служат четырем целям: во-первых, они, собственно, помогают протестировать функциональность; во-вторых, это естественная форма проектной документации, то есть на вопрос "что делает этот класс" можно ответить "пытается пройти набор функциональных тестов". Третье: тесты — это готовая часть описательной документации, сопровождающей класс после разработки, всегда отвечающая на вопрос "как использовать данный класс". И, наконец, это средство групповой разработки.
Выгода от написания модульных тестов хорошо проявляется в отношении группового авторства: фиксированный набор тестов, созданный модератором класса, всегда может гарантировать, что последующие изменения, произведенные другими членами команды, по-прежнему позволяют классу удовлетворять тестам.
Групповое авторство
Одной из проблем программирования является недоступность по той или иной причине разработчика определенного фрагмента кода, в результате чего его поддержка становится сложной или невозможной. Многие заказчики и группы попадали и попадают в зависимость от "гуру" — и всегда с негативными последствиями.
В обстановке, когда "все делают все", идеи свободно высказываются и распространяются в группе. Более того, каждый может вносить изменения в любую строку кода. Это сложно понять с первого раза, отсутствие одного "супервизора" может сбить с толку — но это работает. По крайней мере, вполне распространена ситуация, когда весь коллектив выполняет одно неверное указание системного архитектора. Зависимость группы от одного, даже высококвалифицированного человека — весьма опасный путь. Участие в обсуждении архитектуры всех сотрудников не только повышает самооценку, улучшает квалификацию, но и приводит к значительно лучшим результатам разработки.
Коллектив, оказывается, способен самостоятельно выработать единое мнение и распределить авторитет и ответственность, пользуясь естественными механизмами человеческой психики. И поскольку каждый принимает участие в обсуждении архитектурных и организационных вопросов, то вполне логично, что и собственность на полученный продукт будет коллективной.
 
2. Практическая часть
2.1. Примеры экстремального программирования
Рассмотрим наиболее известные, удачные и успешные проекты, реализованные с помощью экстремального программирования
Компания Acxiom: на пути к достижению общей цели
Команда: менеджеры, бизнес-аналитики, разработчики, тестировщики, технические писатели
Приложение: база данных управления кампанией
Срок реализации: 3 года
Джи Ханнула: «В компании Acxiom на основе склада данных создали приложение управления бизнесом, использовав для этого инструментарий распределенной объектно-ориентированной разработки Forte. Небольшая команда разработчиков - всего 10 человек - при создании приложения твердо придерживалась принципов объектно-ориентированного программирования и коллективной разработки. Из трех лет, затраченных на разработку, в течение двух последних команда, включавшая в себя менеджеров, бизнес-аналитиков, разработчиков, тестировщиков и технических писателей, использовала методы экстремального программирования и именно благодаря этому достигла успеха.
До недавнего времени в Acxiom считали проект удавшимся, если он прост и некоторые из созданных ранее систем могли претендовать на то, чтобы стать частью нового приложения. Однако оказалось, что ничего хорошего из этого не выходит. Переработка системы стала важнейшим элементом разработки. Мы ясно осознали, что опасаясь изменять те части программы, функции которых нам пока не известны, мы не сможем считаться хорошими разработчиками. Мы позволили программе управлять нами. Если нам было неизвестно, что делает данный код, мы не боялись влезть в него и разобраться. Лучше самим реализовать определенную часть кода, чем сделать все приложение заложником отдельного его куска.
Много сил пришлось потратить на тестирование модулей, поскольку Forte не предлагает встроенных базовых средств для тестирования. Нам пришлось создать свои и с их помощью успешно провести тестирование. Недавно мы перешли на язык программирования Java и теперь как средство тестирования используем JUnit.
Когда мы только начинали работать по принципам ХР, среди нас нашлись программисты, не пожелавшие использовать его методы. Они считали, что эти методы не соответствуют выработанному ими стилю программирования и помешают им работать продуктивно. В результате больше всего проблем возникало с компонентами системы, написанными этими людьми. Эти разработчики игнорировали работу в паре, и по своим умениям стали уступать другим членам команды, которые воспользовались представленным им шансом поучиться друг у друга. Два опытных программиста, которые работают в тесной взаимосвязи друг с другом и остальной частью команды, всегда будут превосходить по мастерству «индивидуала», будь он даже семи пядей во лбу.
Мы поняли, что следовать принципам ХР должен каждый член команды, иначе этот подход не будет работать. Теперь мы сразу предупреждаем потенциального разработчика, что если его не устраивает принятый у нас стиль, ему лучше поискать работу в другом коллективе. Один человек, не заинтересованный в выбранном методе разработки, может свести к нулю усилия всей команды. Суть ХР - коллективная выработка новых идей в процессе создания системы.
Относительно ХР существует заблуждение, что данный подход подавляет творческую активность и развитие индивидуальных способностей разработчика. На самом деле, все обстоит как раз наоборот. ХР стимулирует творческий рост программиста и дает шанс отдельным членам команды проявить себя. Главное, определиться и твердо держаться выбранного направления.
«Экстремальное программирование» не поставило нашу команду в экстремальные условия. Этот метод использует хорошо известные и во многом привычные подходы к разработке. Все работают в тесной связке и совместно движутся к поставленной цели.»
DaimlerChrysler: лучшая в мире команда
Команда: 15 человек, из них 10 программистов
Приложение: полномасштабная автоматизация расчета платежных ведомостей
Срок реализации: 4 года
Чет Хендриксен: «Работа над проектом С3 была начата в январе 1995 года. Корпорация Chrysler заключила контракт с партнерской компанией, в соответствии с которым за реализацию проекта бралась объединенная команда разработчиков из обеих организаций. Наши партнеры придерживались методологии разработки, ориентированной на использование графического интерфейса и игнорировавшей автоматизацию тестирования. В результате мы получили систему, которая изобиловала невыразительной графикой и для большинства служащих вычисляла зарплату неправильно. Для создания месячной платежной ведомости такой системе понадобилось бы около 100 дней. Мы поняли, что написанная нами программа никогда не будет реально использоваться.
Мы обратились к Кенту Беку с просьбой помочь отрегулировать производительность системы. Он обнаружил у нас те же явления, с которыми сам постоянно сталкивается, берясь за задачу настройки производительности: плохо продуманный код, тесты, которые нельзя запустить повторно, руководство, потерявшее уверенность в своем проекте. Кент Бек порекомендовал выбросить весь написанный код и начать полномасштабный ХР-проект.
Прежний контракт был разорван, и Chrysler почти наполовину обновила свою команду разработчиков. Начиная с этого момента мы действовали по правилам ХР. Были распределены обязанности, спланированы итерации, установлены правила тестирования, опробовано и принято в качестве стандарта программирование в паре. К концу 33-й недели мы получили систему, в которой уже можно было начинать отлаживать производительность и проводить параллельное тестирование. Мы могли приступить к настройке производительности, поскольку система была хорошо продумана и подкреплена полным набором модульных тестов. Мы были готовы к параллельному тестированию, поскольку серия функциональных тестов наглядно продемонстрировала заказчику наличие в системе требуемых возможностей.
Этот этап реализации С3 был запущен в мае 1997 года, хотя мы рассчитывали на более ранние сроки. Срыв наших планов был обусловлен двумя факторами. Во-первых, мы решили заменить только внутренние компоненты платежной системы. Все внешние интерфейсы остались нетронутыми. Поставить в соответствие выходные данные новой системы компонентам старой оказалось гораздо более сложной задачей, чем мы предполагали. Во-вторых, мы решили в течение любого платежного периода не инициировать реализацию специальных требований, таких, например, как обработка W-2, участие в прибыли или общее повышение заработной платы. В результате то, что должно было быть сделано в ноябре, перенеслось на апрель.
После запуска системы расчета ежемесячной оплаты мы добавили несколько новых возможностей и автоматизировали расчет оплаты раз в две недели. Оплата для пилотной группы просчитывается с августа 1998 года, и мы надеемся запустить работающую систему для остальных служащих до ноября 1999.
Анализируя опыт, накопленный в ходе этой длительной разработки, могу сказать, что мы не оправдывали ожиданий нашего руководства и наших заказчиков только тогда, когда отступали от принципов ХР. Когда определяющим в ходе разработки становился процесс тестирования, когда мы писали код парами, когда реализовывались самые простые, наверняка работающие функции, мы превращались в лучшую команду, которая только может быть.»
Ford Motor: уникальное сочетание оперативности и качества
Команда: 17 человек, из них 12 программистов
Приложение: система анализа затрат
Срок реализации: 6 лет
Дон Уэлс: «Отдел финансовых систем компании Ford Motor разрабатывает аналитическую систему Vehicle Costing and Profit System (VCAPS), которая создает отчеты по доходам от производства, расходам, чистому доходу и прибыли. Входными данными для системы являются инженерные спецификации продукции, фиксированные затраты и расходы и переменные затраты, например, рабочие часы. VCAPS аккумулирует все эти данные и подготавливает подробные отчеты с анализом затрат, которые обеспечивают эффективное прогнозирование и принятие корпоративных решений. Работа над проектом VCAPS была начата в 1993 году. При разработке использовались VisualWorks и GemStone Smalltalk. В данный момент поддержкой системы VCAPS занимается небольшая группа специалистов, и в скором времени она будет заменена более современным приложением.
При реализации проекта VCAPS нам пришлось решать две серьезные проблемы. Во-первых, аналитики хотели вносить изменения в систему и одновременно получать уже работающие новые функции. Требования постоянно менялись, и мы просто не успевали за ними. Во-вторых, существовали определенные ограничения на время работы системы. При этом система затрачивала много времени на обработку данных и требовала ручного ввода длинных последовательностей. Любая ошибка приводила к необходимости повторного запуска и потерям драгоценного времени.
С помощью ХР мы добились уникального сочетания возможностей : смогли оперативно реагировать на постоянно меняющиеся требования и достигли такого качества системы, которое позволило избежать опасных перезапусков.