Технологии программирования (факультатив)

Планируемые результаты обучения (Знать, Уметь, Владеть)	Целью освоения дисциплины является формирование у студентов понимания принципов разработки программного обеспечения. Результаты обучения: обучающийся понимает, как устроен процесс разработки программного обеспечения Знать понятия технологии программирования показатели качества программных систем модели жизненного цикла программного обеспечения общие принципы и паттерны программирования стандарты разработки программного обеспечения (Гост, ISO 9001, TickIT) Уметь Находить, описывать и классифицировать программные средства Использовать общепринятые и предлагать собственные основания для категоризации программных средств Сравнивать между собой программные средства, предназначенные для решения сходных задач. Формулировать требования к программному обеспечению. Объяснять и изображать при помощи диаграмм модели жизненного цикла программ. Использовать различные подходы к организации процесса разработки программного обеспечения. Переносить принципы разработки программного обеспечения на разработку учебных материалов и организацию учебного процесса. Использовать различные типы UML диаграмм для описания и проектирования программного обеспечения. Использовать цифровые средства и среды коллективной разработки программного обеспечения. Владеть иерархией понятий технологии программирования классификацией языков программирования
Содержание разделов курса	Классификация программных средств Определение требований к программе Жизненный цикл программы. Модели жизненного цикла Основные подходы к организации создания и использования программ. Структурное программирование. Экстремальное программирование. Модульное программирование Качество программ Стандарты ПО Проектирование ПО при помощи UML
Видео запись
Среды и средства, которые поддерживают учебный курс	UML, Mermaid, Graphviz
Книги, на которых основывается учебный курс	Head First. Паттерны проектирования, Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы, СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — 2022, Разработка компьютерных учебников и обучающих систем

Категория:ИНФ-191в - магистранты группы ИНФ-191в

Содержание разделов дисциплины:

Description

Технология программирования

Технология программирования (programming technology) - это совокупность методов и средств, используемых в процессе разработки программных продуктов, представляет собой набор технологических инструкций, включающих в себя: указание последовательности технологических операций; перечисление условий, при которых выполняется та или иная операция; описание операций, где для каждой операции выделены исходные данные, результаты, а также инструкции, нормативы, стандарты, критерии и методы оценки и т.п.

Тема 1. Классификация программных средств

Классификация языков программирования

https://www.acm.org/publications/computing-classification-system/1998/d.3.2

Тема 2. Требования к программному обеспечению

Полезное текстовое описание программы

1. Назначение. Что является главной функцией программы и причиной её написания?
2. Среда. На каких машинах, аппаратных конфигурациях и конфигурациях операционной системы будет она работать?
3. Область определения и область значений. Каковы допустимые значения входных данных? Какие правильные значения выходных результатов можно ожидать?
4. Реализованные функции и использованные алгоритмы. Что конкретно может делать программа?
5. Форматы ввода (вывода), точные и полные.
6. Инструкция по работе, в том числе описание вывода на консоль и устройство вывода при нормальном и аварийном завершении.
7. Опции. Какой выбор предоставляется пользователю в отношении функций? Каким образом его нужно задавать?
8. Время работы. Сколько времени занимает решение задачи заданного размера на заданной конфигурации?
9. Точность и проверка. Какова ожидаемая точность результатов? Какие имеются средства проверки точности?

Категория:DigitalTool

Требования к программе в форме UML

• Классификация требований (диаграмма) (graphviz)
• Диаграмма прецедентов (use cases)
• Диаграмма пути пользователя (User Journey)
• Диаграмма Ганта - представление процессов внутри разработки

и другие способы создания диаграмм с целью описания процессов управления:

{{#ask: [[Категория:Diagrams]] [[Field_of_knowledge::Управление]] [[Environment::Mermaid]] [[Description::+]] | ?Description }}

Тема 3. Жизненный цикл программы. Модели жизненного цикла

Стандарты Категория:Standard + ГОСТ 19.701—90

	Description
ГОСТ 19.701—90	СХЕМЫ АЛГОРИТМОВ, ПРОГРАММ, ДАННЫХ И СИСТЕМ - Обозначения условные и правила выполнения - ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Настоящий стандарт разработан методом прямого применения международного стандарта ИСО 5807-85* "Обработка информации. Символы и условные обозначения блок-схем данных, программ и систем, схем программных сетей и системных ресурсов"

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010, Жизненный цикл программ

Description

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010

Системная и программная инженерия ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ. Настоящий стандарт, используя устоявшуюся терминологию, устанавливает общую структуру процессов жизненного цикла программных средств, на которую можно ориентироваться в программной индустрии. Настоящий стандарт определяет процессы, виды деятельности и задачи, которые используются при приобретении программного продукта или услуги, а также при поставке, разработке, применении по назначению, сопровождении и прекращении применения программных продуктов. Понятие программного средства включает в себя встроенный фирменный программный компонент.

	Description
Жизненный цикл программ	Жизненный цикл программного обеспечения период времени с момента принятия решения о необходимости создания программного продукта до вывода его из эксплуатации. Модель жизненного цикла программного обеспечения структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действия и задач на протяжении ЖЦ

• Объяснять и изображать при помощи диаграмм graphviz, mermaid модели жизненного цикла программ.

Тема 4. Организация процесса разработки программного обеспечения

• Использовать различные подходы и и средства к организации процесса разработки программного обеспечения.

	Description	Affordances
Codeanywhere	Codeanywhere: кроссплатформенная облачная ИСР, позволяющая совместно разрабатывать программные проекты с помощью веб-браузера на любом устройстве
Figma	Figma - это мощный веб-инструмент для дизайна интерфейсов, позволяющий создавать, прототипировать и коллаборировать над дизайн-проектами в режиме реального времени.	1. Создание и редактирование дизайнов интерфейсов с использованием широкого спектра инструментов и функциональности, включая растровую и векторную графику, текстовые стили, границы, фильтры и многое другое. 2. Создание интерактивных прототипов с помощью функционала привязки, переходов между экранами, анимации и микроинтеракций. 3. Коллаборация с командой над дизайн-проектами в режиме реального времени, возможность совместной работы, обмена комментариями и отслеживания изменений. 4. Управление компонентами и библиотеками элементов дизайна для повторного использования и поддержания стандартов внешнего вида.
Gist	Gist предназначен для обмена кусочками кода (и не только кода). В основе Gist лежит система контроля версий git, что делает возможным коллективную работу над материалом, поддержку форков и версионности.	поделиться каким-либо фрагментом кода хранить и изменять какие-либо фрагменты кода (при этом каждому изменению будет присваиваться своя версия) вставлять специальный HTML-код на страницы блога, чтобы сделать подсветку синтаксиса.
Git	Cистема контроля версий, инструмент для управления историей исходного кода.	Контроль версий и отслеживание всех изменений
Google Collab	Google Colaboratory — среда, чтобы писать код аналогично jupyter notebook.	создание исполняемых публикаций - объединение текста, кода, графики и данных
Jupyter	Jupyter — интерактивный блокнот, ориентированным на работу со множеством сред выполнения Python, но и R, Julia, Scala и ряда других.	Писать код в специальной среде с подсветкой синтаксиса, исправлением ошибок и другими возможностями IDE. Запускать разные участки кода в произвольной последовательности или написанную программу целиком. Загружать данные, обрабатывать и преобразовывать их Вставлять и выводить результаты, включая визуализацию, прямо посреди кода. Делиться кодом с другими разработчиками и давать им общий доступ к проекту.
Notepad++	Это текстовый редактор, который предназначен для редактирования не только текста, но и программ на различных языках программирования	Поддерживает несколько десятков языков программирования php, css, c++, html, javascript, java, xml, jsp, pascal, perl и др. Регулярные выражения, замены, метки, удаление отмеченных строк
OpenAI Codex	OpenAI Codex — это модель искусственного интеллекта, разработанная OpenAI. Он анализирует естественный язык и генерирует код в ответ. Codex разработан на основе GPT-3, известной модели естественного языка от OpenAI. Инструмент обучен на миллиардах строк кода, а также письменного текста — именно это позволяет ему переводить человеческий язык в компьютерный.	Codex лучше всего справляется с Python, но также владеет более чем десятью другими языками, такими как JavaScript, Go, Perl, PHP, Ruby, Swift, TypeScript и Shell. Codex способна по текстовому описанию сгенерировать простой сайт или игру. Например, пользователь может словами написать что-то вроде «создай веб-страницу с меню слева и заголовком сверху», а Codex выдаст соответствующий код
Python IDLE	Среда разработки на языке Python, поставляемая вместе с дистрибутивом - базовый, упрощенный режим программирования на Python. Тем не менее, IDLE хороший редактор для начала программирования и понимания основ языка. В нем есть оболочка Python — интерактивный интерпретатор.	Автозавершение кода, подсветка синтаксиса, подбор отступа и базовый встроенный отладчик.
RStudio	свободная среда разработки программного обеспечения с открытым исходным кодом для языка программирования R, который предназначен для статистической обработки данных и работы с графикой.	Может использоваться для сохранения версий проектов на языках R, Python, C++
SAP Build Apps	Среда no-code для разработки мобильных приложений	Создание мобильных приложений профессионального уровня

Тема 5. Общие принципы разработки программного обеспечения и разработки учебных материалов

• Структурное программирование
• Модульное программирование
• Переносить принципы разработки программного обеспечения на разработку учебных материалов и организацию учебного процесса.
  • Compendium LD - учебный дизайн, CloudWorks
  • Разработка компьютерных учебников и обучающих систем
  • VUE

Тема 6. UML

• Использовать различные виды UML диаграмм для описания и проектирования программного обеспечения.
• Использовать GenAI для генерации UML диаграмм

Тема 7. Среды коллективной разработки программного обеспечения

Использовать цифровые средства и среды коллективной разработки программного обеспечения.

	Description
CoMSES	CoMSES Net - Сеть для вычислительного моделирования в социальных и экологических науках. Это - открытое сообщество исследователей и преподавателей. Репозиторий - цифровое хранилище, поддерживающее исследования и передовые методы цитирования программного обеспечения, цифрового хранения, воспроизводимости и повторного использования моделей.
GitHub	Социальная сеть программистов, с возможностью хранить репозиторий проекта и все его изменения. GitHub - контроль доступа, багтрекинг, управлением задачами и вики для каждого проекта. Используется прежде всего для поддержания версий кода
Glitch	Сообщество для разработки веб-приложений
Habr	Хабр русскоязычный веб-сайт в формате системы тематических коллективных блогов (именуемых хабами) с элементами новостного сайта, созданный для публикации новостей, аналитических статей, мыслей, связанных с информационными технологиями, бизнесом и интернетом.
Modeling Commons	Сообщество, участники которого создают и обмениваются моделями NetLogo.
Roblox	Roblox — игровая онлайн-платформа и система создания игр, позволяющая любому пользователю создавать свои собственные и играть в созданные другими игры.
Stack OverFlow	Сеть создания контента в форме вопросов и ответов о программировании.
Сообщество GeoGebra	Социальная сеть, участники которой обмениваются материалами, созданными при помощи программы GeoGebra
Сообщество NetLogo	Сообщество пользователей, которые обмениваются моделями, написанными на языке NetLogo.
Сообщество Scratch	Сетевое сообщество детей и взрослых, обменивающихся своими проектами, написанными на языке Scratch
Сообщество Snap!	Сообщество исследователей, учителей и учащихся, использующих в своей деятельности язык Snap! Участники могут делиться своими проектами (Share, Publish). Создавать коллекции проектов, следить с действиями других участников (following)
Сообщество StarLogo	Сообщества обмена моделями и объектами в среде StarLogo Nova. Участники могут использовать код проектов других участников. Создавать свои коллекции и приглашать других участников к работе над версиями своих проектов.

Критерии оценки по дисциплине

Образовательный результат	Тема	Задание	Пример
Находить, описывать и классифицировать программные средства	Классификация программных средств	Принять участие в обсуждении классификации программных средств, привести собственные примеры программных средств см ACM_Digital_Library Классификация программного обеспечения https://www.acm.org/publications/computing-classification-system/1998	Категория:DigitalTool + Категория:Book + Мастер-класс «Совместная работа со знаниями на поле цифровой дидактики»
Использовать общепринятые и предлагать собственные основания для категоризации программных средств	Классификация программных средств	Используя WebGrid соберите поле своих собственных представлений о программных средствах
Сравнивать между собой программные средства, предназначенные для решения сходных задач.	Классификация программных средств	На примере сравнения средств обучения программированию Категория:DigitalTool , обучающих играх Категория:DEG , средствах создания диаграмм Категория:Diagrams , средствах анализа библиометрических данных, средах анализа данных Категория:Dataset, средах выращивания данных.	TheBrain, ShinyItemAnalysis, VUE, VOSviewer + ChatbotACM (dataset), NetLogo + StarLogo Nova
Формулировать требования к программному обеспечению. Учитывать требования Гост и СанПИН	Требования к программному обеспечению	Познакомиться с требованиями и понятиями внутри статей ГОСТ Р 59895-2021, ГОСТ 19.106-78, Классификация требований (диаграмма). Добавить релевантные учебному курсу стандарты и диаграммы.	Диаграмма курса «Технологии программирования»
Объяснять и изображать при помощи диаграмм модели жизненного цикла программ.	Жизненный цикл программ	Материалы статей - Стандарты Категория:Standard + ГОСТ 19.701—90 ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010, Жизненный цикл программ, Использование статьи Гистограмма для сравнения материалов по компетенциям и стандартам Категория:Standard	Диаграмма для статьи Эволюционная разработка, Гистограмма
Использовать различные подходы к организации процесса разработки программного обеспечения.	Организация процесса разработки программного обеспечения	Описать процесс объединения нескольких средств в статье формата рецепты Категория:Scripting_Tutorials, Как использовать GenAI для представления требований к системе?	Категория:DigitalTool + Категория:Scripting_Tutorials + Представить данные датасета в виде графа + Использовать данные МЭШ для моделирования поведения учителей
Переносить принципы разработки программного обеспечения на разработку учебных материалов и организацию учебного процесса.	Общие принципы разработки программного обеспечения и разработки учебных материалов	Использовать навыки создания диаграмм при описании учебного процесса. Создать в вики план - диаграмму учебного занятия, использую формат IMS Global LD - акты, действия, акторы, средства деятельности	IMS Global LD, Learning Design, VUE
Использовать различные виды UML диаграмм для описания и проектирования программного обеспечения	UML диаграммы в проектировании программного обеспечения	Создание и описание собственных UML диаграмм	Категория:Diagrams
Использовать цифровые средства и среды коллективной разработки программного обеспечения.	Среды коллективной разработки программного обеспечения	Действия на сайтах коллективной разработки программного обеспечения. Комменты со ссылками на профайлы и собственные проекты	Stack OverFlow, GitHub, Scratch, Modeling Commons, Snap!