Kejuruteraan Perisian

1
Kejuruteraan Perisian

• REKABENTUK SISTEM (3)

• Isu-isu semasa rekabentuk sistem
• Rekabentuk perisian masa-nyata (real-time system)

2
Isu-isu rekabentuk sistem

• Kemodularan (modularity) dan peringkat abstrakan
• Rekabentuk secara kerjasama (collaborative)
• Rekabentuk antaramuka pengguna
• metaphors, mental model, navigation rules, look
  and feel
• cultural issues
• user preferences
• Keserempakan (concurrency)
• Corak dan gunasemula rekabentuk

3
Kemodularan (modularity) dan peringkat abstrakan

• Rekabentuk modul mempunyai definisi yg jelas
  tentang data input dan output serta tujuan modul
  dinyatakan.
• Pemeriksaan modul senang dibezakan supaya ianya
  melaksanakan tugas yang diberikan.
• Modul diorganisasi kepada hirarki, yang merupakan
  hasil penghuraian atau abstrakan (membolehkan
  pemeriksaan sistem pada satu peringkat pada satu
  masa tertentu)

4
Kemodularan (modularity) dan peringkat abstrakan
(samb)

• Contoh pengabstrakan
• Modul yg menyusun elemen-elemen dalam senarai L.
• Abstrak awal ialah
• Menyusun L dalam susunan menaik
• Peringkat abstrak seterusnya
• Dalam bentuk algoritma tertentu
• Do while I is between 1 and (length of I)-1
• Set Low to index of smallest value in L(I),
  ,L(Length L)
• Interchange L(I) and L(Low)
• EndDo
• Memudahkan pembangun fokus pada maklumat yg
  diperlukan sahaja.

5
Kemodularan (modularity) dan peringkat abstrakan
(samb)

• Peringkat abstrakan
• Komponen pada satu peringkat menerangkan lebih
  mendalam komponen pada peringkat atasnya (lebih
  abstrak)
• Membantu memahami masalah yg diutarakan oleh
  sistem dan penyelesaian yg dicadangkan oleh
  rekabentuk.
• Menggalakkan information hiding dimana setiap
  komponen menyorok pemilihan rekabentuk daripada
  komponen lainnya.
• Kemodularan membenarkan komponen yg berlainan
  direkabentuk secara berasingan.

6
Rekabentuk secara kerjasama (collaborative)

• Dalam kebanyakan projek, rekabentuk sistem tidak
  dihasilkan oleh individu.
• Kebiasaannya, pasukan kerja bekerjasama untuk
  menghasilkan rekabentuk dengan menugaskan
  bahagian yg berlainan kepada individu yg berbeza.
• Timbul isu seperti
• Siapa yg layak untuk merekabentuk aspek sistem
• Dokumentasi rekabentuk yg difahami oleh semua
• Kordinasi rekabentuk komponen yang sama
• Punca-punca kegagalan rekabentuk

7
Rekabentuk secara kerjasama (samb)

• Masalah utama perbezaan individu didalam
  pengalaman, pemahaman dan kesukaan/rujukan
  (kelakuan kumpulan)
• Punca-punca kegagalan rekabentuk
• Kurang pengetahuan (skema dan proses
  rekabentuk,dll)
• Had kognitif (kekangan, simulasi mental,
  pengembangan dan penggabungan penyelesaian di
  dalam rekabentuk)

8
Rekabentuk secara kerjasama (samb)

• Cara mengurangkan masalah
• Bina persefahaman antara kumpulan kerja
• Guna peralatan groupware untuk memberi pendapat
  serta pemilihan idea (kerahsiaan individu)
• Maklumbalas dalam bentuk nota, prototaip, grafik
  untuk menggalakkan komunikasi
• Guna piawai rekabentuk yg disepakati bersama
  (interface layout design)
• Bina produk yang mengambilkira kelebihan individu
  (kepakaran bidang)

9
Rekabentuk antaramuka pengguna

• Antaramuka pengguna merupakan rekabentuk yg
  mencabar kerana setiap individu mempunyai gaya yg
  tersendiri bagi maklumbalas dan pemahaman kerja
  (guna windows atau arahan)
• Isu-isu rekabentuk antaramuka
• Metaphors- asas tema, imej dan konsep yg boleh
  dikenali dan dipelajari
• Mental model- organisasi dan perwakilan data,
  fungsi, tugas dan peranan

10
Rekabentuk antaramuka pengguna (samb)

• Isu-isu rekabentuk antaramuka (samb)
• Navigation rules- pemindahan antara data, fungsi,
  aktiviti dan peranan
• Look- sifat paparan sistem yg mengandungi
  maklumat untuk pengguna
• Feel- teknik interaksi yg menyediakan tarikan
  pengalaman untuk pengguna
• Matlamat antaramuka membantu pengguna
  memperolehi capaian cepat kepada kandungan sistem
  tanpa hilang pemahaman semasa mereka menggunakan
  sistem.

11
Rekabentuk antaramuka pengguna (samb)

• Antaramuka pengguna boleh menggabungkan pelbagai
  variasi teknologi spt agen (bots), hypertext,
  bunyi, 3D, video dan alam maya.
• Antaramuka yg efektif mengambilkira 2 isu utama
• Isu budaya (cultural)
• perbezaan dari segi nilai kepercayaan, warga,
  jantina, jawatan, umur dan korporat.

12
Rekabentuk antaramuka pengguna (samb)

• Isu budaya (samb)
• Untuk sistem multi-budaya, perlu hapuskan rujukan
  budaya spesifik (biases) di dalam antaramuka
  (manual, mesej, label, ikon dll)
• Guna antaramuka bebas biases untuk ubahsuai
  kepada budaya yg menggunakan perisian.
• Isu rujukan pengguna (preferences)
• Bergantung kepada jenis individu atau ahli
  kumpulan pekerja (isu kesukaan pengguna).
• Penggunaan terminologi, kepadatan maklumat dan
  jenis aksara (bentuk) pada antaramuka.

13
Corak dan gunasemula rekabentuk

• Kebanyakan sistem dibina menyerupai beberapa
  aspek sistem sebelumnya.
• Sistem mungkin terdiri dari beberapa siri
  aplikasi yg mempunyai fungsian yg hampir serupa
  tetapi digunakan pada persekitaran yg berlainan
  (cth sistem kalendar)
• Corak rekabentuk (design pattern) mengenalpasti
  persamaan struktur rekabentuk sistem yg mungkin
  berguna untuk digunasemula bagi sistem akan
  datang.

14
Corak dan gunasemula rekabentuk (samb)

• Corak rekabentuk boleh terdiri daripada kod
  aturcara, kelas objek, ujian dan dokumentasi.
• Cabaran ialah untuk menghasilkan corak rekabentuk
  yg tidak memerlukan pengubahsuaian langsung.
• Pembangun perlu membina corak rekabentuk yang
  tidak terikat kepada mana-mana spesifik sistem
  dengan mengambilkira keperluan sistem sekarang
  dan pada masa hadapan.

15
Keserentakan (concurrency)

• Kebanyakan sistem memerlukan kepada beberapa
  tindakan/aksi secara serentak (tidak berjujukan).
• Cth sistem kawalan air boleh terdiri dari banyak
  sensor yg melaporkan sifat seperti suhu,
  kelajuan, keasidan dan komposisi kimia.
  Rekabentuk sistem mesti menyertakan laporan
  sensor secara nyata apabila sifat-sifat air
  tersebut berubah.

16
Keserentakan (samb)

• Sistem masa-nyata (real-time)
• Sistem yang membuat pemerhatian dan mengawal
  persekitarannya.
• Biasanya digabungkan dengan peranti perkakasan
• Sensors- mengumpul data daripada persekitaran
  sistem
• Actuators- menukar persekitaran sistem
• Masa adalah kritikal. Sistem masa nyata mesti
  memberi maklumbalas di dalam tempoh yg dinyatakan

17
Keserentakan (samb)

• Sistem masa-nyata ialah perisian sistem dimana
  pengfungsian sistem yg betul bergantung kepada
  keputusan yg dihasilkan oleh sistem dan pada masa
  hasil keputusan tersebut dikeluarkan.
• Sistem ini biasanya menghasilkan tindakbalas
  dalam tempoh yang spesifik
• Periodic stimuli. Stimuli which occur at
  predictable time intervals (in seconds)
• Aperiodic stimuli. Stimuli which occur at
  unpredictable times (unexpected power failure)

18
Keserentakan (samb)
Model sistem masa-nyata
19
Keserentakan (samb)

• Senibina sistem masa-nyata
• Senibina sistem mesti membenarkan pertukaran
  kawalan yg pantas antara pengendali stimulus yg
  berubah mengikut masa.
• Masalah utama memastikan kekonsistenan data yg
  dikongsi antara komponen yg dijalankan pada masa
  yang sama (concurrent)
• Cara mengatasi sistem biasanya direkabentuk
  sebagai proses-proses yg bekerjasama dengan
  kawalan sistem yg mengawal kesemua proses
  tersebut.

20
Keserentakan (samb)
Sensor/actuator processes
21
Keserentakan (samb)

• Synchronization merupakan satu kaedah bagi
  membenarkan dua proses/ aktiviti berjalan
  serentak tanpa gangguan antara satu sama lain.
• Mutual exclusion ialah satu cara synchronizaton
  dimana ia memastikan apabila satu proses sedang
  mencapai elemen data, tiada proses lain dapat
  mengubah elemen data tersebut (data locked)

22
Sistem masa-nyata

• Monitoring and control systems
• Important class of real-time systems
• Continuously check sensors and take actions
  depending on sensor values
• Monitoring systems examine sensors and report
  their results
• Control systems take sensor values and control
  hardware actuators

23
Sistem masa-nyata (samb)

• Burglar alarm system
• A system is required to monitor sensors on doors
  and windows to detect the presence of intruders
  in a building
• When a sensor indicates a break-in, the system
  switches on lights around the area and calls
  police automatically
• The system should include provision for operation
  without a main power supply

24
Sistem masa-nyata (samb)

• Sensors
• Movement detectors, window sensors, door sensors.
• Voltage drop sensor
• Actions
• When an intruder is detected, police are called
  automatically.
• Lights are switched on in rooms with active
  sensors.
• An audible alarm is switched on.
• The system switches automatically to backup power
  when a voltage drop is detected.

25
Sistem masa-nyata (samb)

• Real-time programming
• Hard-real time systems may have to programmed in
  assembly language to ensure that deadlines are
  met
• Languages such as C allow efficient programs to
  be written but do not have constructs to support
  concurrency or shared resource management
• Ada as a language designed to support real-time
  systems design so includes a general purpose
  concurrency mechanism

26
Sistem masa-nyata (samb)

• Java supports lightweight concurrency (threads
  and synchonized methods) and can be used for some
  soft real-time systems
• Java 2.0 is not suitable for hard RT programming
  or programming where precise control of timing is
  required
• Not possible to specify thread execution time
• Uncontrollable garbage collection
• Not possible to discover queue sizes for shared
  resources
• Not possible to do space or timing analysis

27
Kuliah minggu depan

• Rekabentuk antaramuka pengguna
• (Keperluan Fasa 3 Projek Berkumpulan)