Analisi e progettazione del software

Anno accademico 2023-2024

(Attenzione, alcune delle informazioni su questo sito web, ed in particolare quelle scritte in grigio e/o su sfondo giallo, potrebbero riferirsi all'edizione precedente del corso di Analisi e progettazione del software)

Prof. Luca Cabibbo

• avvisi 
• introduzione al corso 
• lezioni
• prove in itinere e homework
• programma
• programma per gli studenti dell'ordinamento 509
• materiale didattico
• esami
• esami per gli studenti dell'ordinamento 509
• testi di prove d'esame
• informazioni per studenti Erasmus

Avvisi

(E' disponibile anche un elenco completo degli avvisi.)

Le lezioni del corso di Analisi e progettazione del software sono terminate.

Le lezioni del corso di Analisi e progettazione del software si svolgeranno:

• nel secondo semestre (dal 4 marzo al 13 giugno 2024 (con un'interruzione dal 29 marzo al 2 aprile), anche se probabilmente il corso finirà con qualche giorno di anticipo,
• lunedì, martedì e giovedì
• dalle 10:00 alle 12:00 (ma in pratica con inizio alle 10:15)
• in aula N11

Si raccomanda la massima puntualità.

Le lezioni del corso sono pensate per essere seguite dagli studenti in presenza. Inoltre, per quanto possibile (ma senza nessuna garanzia), le esercitazioni (ma non le lezioni) saranno anche registrate e rese disponibili su Teams:

• su Teams, sul canale Generale del team AA23/24 - ANALISI E PROGETTAZIONE DEL SOFTWARE - 20801962 (CABIBBO)
• per iscriversi al team, è necessaria l'iscrizione alla pagina Moodle del corso di Analisi e progettazione del software

Se effettuate, le registrazioni delle esercitazioni saranno disponibili, ma solo temporaneamente (per 7 giorni), sul canale Generale del team del corso, File > Recordings > Solo visualizzazione.

Introduzione al corso

Obiettivo formativo

Il corso di Analisi e progettazione del software presenta gli aspetti fondamentali della modellazione, analisi e progettazione del software, con riferimento alle tecniche di analisi e progettazione orientata agli oggetti ed allo sviluppo, iterativo, incrementale e agile.

Lo studente che abbia superato il corso dovrà essere in grado di progettare autonomamente applicazioni software di media complessità, nonché partecipare al progetto di applicazioni software di grande complessità.

Contenuti

• Sviluppo iterativo e incrementale. Unified Process.
• Analisi dei requisiti. Casi d'uso.
• Analisi orientata agli oggetti. Modello di dominio. Diagrammi di sequenza di sistema. Contratti delle operazioni.
• Progettazione orientata agli oggetti. Diagrammi di interazione. Diagrammi delle classi di progetto.
• Dalla progettazione orientata agli oggetti alla programmazione orientata agli oggetti.
• Principi di analisi e progettazione orientata agli oggetti. Pattern GRASP.
• Design patterns.
• Progettazione dell'architettura logica. Pattern architetturali.
• Gestione della persistenza degli oggetti. (cenni)
• Unified Modeling Language.

Prerequisiti

Costituiscono un prerequisito fondamentale di questo corso i corsi di Basi di dati e di Programmazione orientata agli oggetti. Prerequisiti specifici per il corso di Analisi e progettazione del software sono descritti in questo documento.

Lezioni

(Attenzione, alcune delle informazioni su questa parte del sito web, e in particolare quelle scritte in grigio e quelle dopo la riga gialla, potrebbero riferirsi all'edizione precedente del corso di Analisi e progettazione del software)

Legenda adottata nei lucidi

• normalmente c'è una dispensa per ciascun capitolo del libro - più altri lucidi per ulteriori argomenti
• un numero nel titolo di una diapositiva (ad esempio, 3.2) indica il capitolo e il paragrafo in cui l'argomento è trattato sul libro di testo
• un asterisco nel titolo di una diapositiva (*) indica che quell'argomento non è trattato esplicitamente sul libro (oppure è stato trattato in un capitolo precedente oppure sarà trattato in un capitolo successivo)
• una farfalla in una diapositiva, in alto a destra, indica che l'argomento è solo accennato
• i lucidi apsX (per esempio, apsB) riguardano argomenti che non sono trattati sul libro di testo

Argomenti delle lezioni svolte 

Valutazione basata su prove in itinere 

Durante il corso saranno proposte delle prove in itinere. Alcune di queste prove sono da svolgere autonomamente “a casa” (homework), mentre altre si svolgono “in aula” (prove intermedie).

Molte esercitazioni verteranno proprio sugli argomenti delle prove in itinere, dando in questo modo agli studenti l’importante possibilità di “autovalutarsi”.

Inoltre, gli studenti frequentanti che non hanno mai sostenuto l’esame di APS in passato potranno anche essere valutati sulla base delle prove in itinere:

• per quanto riguarda gli homework:
  • gli studenti devono consegnare i propri elaborati (individuali e scritti a mano), entro tempi opportunamente stabiliti (solitamente brevi), con consegna elettronica mediante la pagina Moodle del corso
  • gli studenti devono poi consegnare anche una autovalutazione dei propri elaborati, sempre entro tempi opportunamente stabiliti (solitamente brevi), sempre con consegna elettronica sulla pagina Moodle del corso
• inoltre, verranno svolte in aula 2 o 3 prove intermedie in forma “scritta”:
  •  alle prove intermedie verranno ammessi solo gli studenti con una valutazione positiva a tutte le prove in itinere (homework e prove intermedie) precedenti
• in caso di esito positivo a tutte le prove in itinere, a ciascuno studente verrà proposto un voto che potrà essere verbalizzato a giugno-luglio, senza svolgere ulteriori prove d’esame

Prove in itinere e homework

Per ciascuna prova in itinere o homework, i requisiti sono descritti in un documento diverso da quello contenente gli esercizi della prova in itinere o homework.

Uno studente potrà consegnare le proprie soluzioni degli homework, scritte a mano su carta e realizzate individualmente, come segue:

• lo studente deve effettuare una scansione del proprio elaborato e consegnarlo mediante la pagina Moodle del corso di Analisi e progettazione del software entro la data e l'orario indicato nella colonna "Consegna elettronica"

Saranno accettate e valutate solo le consegne puntuali.

Inoltre:

• gli studenti sono pregati di scrivere IN MODO LEGGIBILE, in particolare il loro nome e cognome 
• gli studenti sono invitati a scrivere IN ITALIANO e non in inglese - ad esempio, a scrivere Utente e non User
• gli studenti sono invitati a NON USARE IL COLORE ROSSO - che viene usato nella correzione degli elaborati 
• gli studenti sono pregati di scrivere i loro homework su carta in formato standard (foglio protocollo oppure fogli A4)
• alle domande in cui è prevista una risposta binaria (SI/NO) ("è opportuno fare questo?") e una motivazione, gli studenti sono invitati a scrivere in modo ESPLICITO prima la risposta binaria (SI oppure NO) e poi a dare la loro motivazione - anziché divagare sull'argomento senza però rispondere alla domanda in modo esplicito 

Inoltre, uno studente potrà consegnare le autovalutazioni delle proprie soluzioni degli homework, come segue:

• facendo riferimento alla soluzione che lo studente ha consegnato per ciascun homework, lo studente dovrà compilare la scheda di valutazione per l'homework corrispondente sulla pagina Moodle del corso di Analisi e progettazione del software entro la data e l'orario indicato nella colonna "Consegna elettronica"

Saranno accettate e valutate solo le consegne puntuali.

Programma (ordinamento 270)

Programma preliminare del corso di Analisi e progettazione del software per gli studenti dell'ordinamento 270, per l'anno accademico 2023-2024 – l'indicazione dei capitoli fa riferimento all'edizione italiana del 2020 del libro di testo Applicare UML e i pattern  

• Introduzione all'analisi e progettazione orientata agli oggetti – Capitolo 1
• Processi per lo sviluppo del software; processo a cascata; processo iterativo ed evolutivo; Unified Process (UP) – Capitolo 2 (di cui da 2.10 a 2.12 solo cenni)
• Processi agili per lo sviluppo del software – Capitolo 3 (cenni)
• Introduzione agli studi di caso – Capitolo 4
• Iterazione 0: analisi dei requisiti – Capitolo 5 (cenni)
• Requisiti: Requisiti – Capitolo 6
• Requisiti: Casi d'uso – Capitolo 7 (da 7.1 a 7.13, nonché 7.17, 7.21 e 7.22)
• Requisiti: Altri requisiti – Capitolo 8 (cenni)
• Requisiti: Storie utente - Capitolo 9 (cenni)
• Iterazione 1: concetti fondamentali – Capitolo 10 (paragrafo 10.1)
• Alcune idee sui sistemi software e la loro architettura (cenni) – dispensa apsA a cura del docente
• Verso l'analisi a oggetti - Capitolo 11
• Analisi orientata agli oggetti: Modellazione di dominio – Capitolo 12
• Analisi orientata agli oggetti: Operazioni di sistema e diagrammi di sequenza di sistema – Capitolo 13
• Analisi orientata agli oggetti: Contratti delle operazioni di sistema – Capitolo 14
• Dai requisiti alla progettazione – Capitolo 15
• Architettura logica – Capitolo 16
• Verso la progettazione a oggetti – Capitolo 17
• Diagrammi di interazione – Capitolo 18
• Diagrammi delle classi – Capitolo 19 (ad esclusione dei paragrafi 19.16, 19.17 e 19.18)
• Progettazione orientata agli oggetti: Progettazione basata sull'assegnazione di responsabilità; pattern GRASP (information expert, creator, low coupling, high cohesion, controller) – Capitolo 20
• Progettazione orientata agli oggetti: Realizzazione di casi d'uso con i pattern GRASP – Capitolo 21
• Progettazione orientata agli oggetti: Progettare per la visibilità – Capitolo 22
• Progettazione orientata agli oggetti: Trasformare i progetti in codice – Capitolo 23
• Progettazione orientata agli oggetti: Sviluppo guidato dai test e Refactoring – Capitolo 24 (cenni)
• Iterazione 2: Altri pattern – Capitolo 26
• Analisi orientata agli oggetti: Rapido aggiornamento dell'analisi – Capitolo 27
• Analisi orientata agli oggetti: Ulteriore modellazione di dominio – Capitolo 34 (da 34.1 a 34.13 e 34.17)
• Analisi orientata agli oggetti: Altre operazioni di sistema e contratti – Capitolo 35
• Progettazione orientata agli oggetti: Altri pattern GRASP (polymorphism, pure fabrication, indirection, protected variations) – Capitolo 28
• Progettazione orientata agli oggetti: Progettazione basata sull'uso dei design pattern GoF: adapter, factory, singleton, strategy, facade (cenni), observer (cenni), proxy (cenni) – Capitolo 29 (da 29.1 a 29.7 e da 29.9 a 29.10)
• Raffinamento dell'architettura logica: collaborazioni tra strati – Capitolo 37 (37.2 e 37.4, cenni)
• Ulteriore progettazione a oggetti con i design pattern: repository e template method – Capitolo 39 (39.1 e 39.2 (cenni), 39.10 (in dettaglio) e 39.11 (cenni))

I concetti introdotti durante il corso sono esemplificati con riferimento ai seguenti studi di caso, che sono parte integrante del programma d'esame:

• il sistema POS NextGen;
• il sistema Monopoly Game System;
• il sistema ERedit;
• il sistema AcmeMed;
• il sistema AcmePayroll.

Materiale didattico

Libro di testo

• Craig Larman
  Applicare UML e i pattern – Analisi e progettazione orientata agli oggetti
  Quinta edizione
  ISBN: 9788891904591 
  Pearson Education Italia, 2020

In alternativa, la versione originale in inglese della terza edizione del libro:

• Craig Larman
  Applying UML and patterns – an introduction to object-oriented analysis and design and iterative development
  Third edition (22 ottobre 2004)
  ISBN: 0131489062
  Prentice Hall PTR, 2005

Ulteriori libri, utili per la consultazione (in ordine sparso)

• Martin Fowler
  UML distilled - terza edizione
  Pearson Education Italia, 2004
  Una introduzione concisa ad UML.
• Eric Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides
  Design patterns – elements of reusable object-oriented software
  Addison-Wesley, 1995
  Il libro fondamentale sui design pattern.
• Eric Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides
  Design patterns – elementi per il riuso di software a oggetti
  Addison-Wesley, Pearson Education Italia, 2002
  Edizione italiana del libro di cui sopra.
• Frank Buchmann, Regine Meunier, Peter Sommerlad e Michael Stal
  Pattern-oriented software architecture – a system of patterns
  John Wiley & Sons, 1996
  Libro fondamentale sui pattern architetturali, in cui viene descritto Layers.
• Robert C. Martin
  Agile software development - principles, patterns, and practices
  Prentice Hall, 2003
  Un altro ottimo libro di progettazione orientata agli oggetti. L'approccio però è diverso da quello del Larman e di questo corso. Ottimo per chi vuole approfondire i temi di questo corso. 
• Robert C. Martin, M. Martin
  Agile principles, patterns, and practices in C# 
  Prentice Hall, 2007
  Ripropone i temi del libro precedente, approfondendoli di più. Fa riferimento al linguaggio C# e non a Java. (Entrambi i libri sono ricchi di esempi e di codice.)
• Eric Evans
  Domain-Driven Design
  Addison-Wesley, 2004
  Altro buon libro di analisi e progettazione orientata agli oggetti. Fornisce un buon contesto (più ampio) in cui applicare i metodi proposti da Larman. Anche questo molto buono per chi vuole approfondire i temi di questo corso.
• Cheesman & Daniels
  UML Components - un semplice processo per la specifica di software basato su componenti
  Addison-Wesley, 2002
  Mostra una metodologia per la progettazione di software basto su componenti - la metodologia, relativa ad un contesto tecnologico più avanzato, ha molti punti in comune con l'approccio proposto da Larman.

Sito web del corso

• cabibbo.inf.uniroma3.it/aps

Pagina Moodle del corso

L’iscrizione alla pagina Moodle del corso è necessaria per iscriversi al team del corso e per seguire le lezioni.
Tuttavia, questa pagina non dovrebbe contenere materiale didattico, ma verrà usata per le prove in itinere e forse anche per le prove d’esame. 

• https://ingegneriacivileinformaticatecnologieaeronautiche.el.uniroma3.it/course/view.php?id=1583

Team del corso

• AA23/24 - ANALISI E PROGETTAZIONE DEL SOFTWARE - 20801962 (CABIBBO)
• Per quanto possibile (ma senza nessuna garanzia), le esercitazioni del corso (ma non le lezioni) saranno registrate e rese disponibili su Teams  
• Tuttavia, le lezioni e le esercitazioni del corso sono comunque pensate per essere seguite dagli studenti normalmente in presenza. 
• Inoltre, se verranno registrate, le registrazioni delle esercitazioni saranno disponibili, ma solo temporaneamente (per 7 giorni), sul canale Generale del team del corso, File > Recordings > Solo visualizzazione.

Studi di caso 

I concetti introdotti durante il corso sono esemplificati con riferimento ai seguenti studi di caso, che sono parte integrante del programma d'esame:

• il sistema POS NextGen;
• Monopoly Game System;
  • regolamento del Monopoly (in inglese)
  • regolamento del Monopoly (in italiano)
• studi di casi relativi agli homework (che possono variare di anno in anno)

Ulteriori studi di caso che possono essere utilizzati nel corso:

• il sistema ERedit 
• il sistema Acme Payroll 
• il sistema VideoRental (requisiti)
• il sistema abcBid (requisiti)
• il sistema AcmeU (requisiti)
• la colazione di Rosa
  • requisiti, analisi e progettazione (versione del 9 gennaio 2006)
  • codice (versione del 9 gennaio 2006, workspace compresso per Eclipse contenente varie versioni de La colazione di Rosa)

Esami (in caso di normale attività didattica)

Modalità di svolgimento degli esami di profitto per gli appelli ordinari del corso di Analisi e progettazione del software, in caso di normale attività didattica: 

Esame con progetto

• progetto:
  • alcuni giorni (2 o 3) prima dello scritto viene proposto uno studio di caso – con esercizi di analisi e progettazione
  • l'impegno richiesto per lo svolgimento del progetto per uno studente preparato è di 3-6 ore
  • lo studente consegna, il giorno prima della prova scritta, mediante la pagina Moodle del corso di Analisi e progettazione del software, il proprio elaborato relativo a tale studio di caso – scritto a mano ed individualmente e poi scansionato
  • il progetto cambia ad ogni appello
• prova scritta:  
  • la durata è di 120 minuti - più 15 minuti aggiuntivi per chi avrà svolto e consegnato il progetto
  • la prova scritta verte su un ampliamento oppure su una variante del progetto di cui sopra (con requisiti aggiuntivi oppure diversi da quelli proposti nel progetto)
  • la prova scritta comprende: esercizi di analisi OO (12 punti circa, ma talvolta 15) nonché esercizi di progettazione OO + teoria (18 punti circa, ma talvolta 15)
• eventuale prova orale (a discrezione del docente)

Esame senza progetto

• prova scritta:
  • la durata è di 120 minuti
  • la prova scritta comprende: esercizi di analisi OO (12 punti circa, ma talvolta 15) nonché esercizi di progettazione OO + teoria (18 punti circa, ma talvolta 15)
  • la prova scritta potrebbe non essere correlata al progetto associato a quell’appello d’esame
• eventuale prova orale (a discrezione del docente)
• il voto massimo per chi sostiene l'esame con questa modalità è 24

Esame con prove in itinere

• prove in itinere:
  • lo studente ha partecipato a tutti gli homework e le prove in itinere proposte, nei tempi stabiliti - e la relativa valutazione è complessivamente positiva
• questa modalità d'esame è valida esclusivamente per gli studenti che non hanno mai sostenuto in passato l'esame di Analisi e progettazione del software e con verbalizzazione esclusivamente durante la prima interruzione (quella di giugno-luglio)

Appelli straordinari

In caso di appelli straordinari, la modalità d'esame di Analisi e progettazione del software potrà, a secondo delle circostanze, essere diversa. Ad esempio, solo esame scritto, solo esame orale, oppure progetto e esame orale, oppure progetto e esame scritto. Contattare il docente per chiarimenti.

Date d'esame

Nell'anno accademico 2023-2024 sono previste le seguenti date d'esame (attenzione, potrebbero ancora cambiare):

• giugno-luglio 2024 (1 appello)
• settembre 2024 (1 appello)
• gennaio-febbraio 2024 (1 appello)

Per partecipare agli esami è necessario prenotarsi ad esso presso il portale dello studente GOMP al corso di codice 20801962. La prenotazione va normalmente fatta entro quattro giorni lavorativi prima della data dell'appello (che corrispondono a circa una settimana effettiva).

Chi avesse problemi a prenotarsi presso il sito delle prenotazioni è invitato caldamente a contattare il docente per posta elettronica entro gli stessi termini.

Per motivi organizzativi, gli studenti non prenotati che comunque non contatteranno il docente entro 24 ore dall'esame non saranno ammessi all'esame stesso.

Testi di prove d'esame di appelli conclusi

Dell'anno accademico 2011-2012

• prova scritta dell'appello del 21 giugno 2012 (Acme Medical Center)
• progetto associato all'appello del 21 giugno 2012 (Acme Medical Center)

Dell'anno accademico 2008-2009

• 18 giugno 2009 (Scale e Serpenti)
• vedi anche Scale e serpenti su Wikipedia ed un esempio di tabellone del gioco

Dell'anno accademico 2006-2007 

• 20 febbraio 2007 (abcBid - parziale) - riflessioni sulla soluzione del compito abcBid

Dell'anno accademico 2005-2006 (la modalità d'esame potrebbe essere diversa da quella prevista per questo anno accademico) 

• 21 settembre 2006 (AcmeU)

Dell'anno accademico 2004-2005 (la modalità d'esame potrebbe essere diversa da quella prevista per questo anno accademico) 

• 10 febbraio 2005 (VideoRental)

Dell'anno accademico 2003-2004 (la modalità d'esame potrebbe essere diversa da quella prevista per questo anno accademico)

• 6 febbraio 2004 (Course-it)
• 7 luglio 2004 (La Colazione di Rosa)
• 17 settembre 2004 (RelEdit)

Dell'anno accademico 2002-2003 (con le stesse modalità dell'anno accademico 2003-2004, ma con un programma leggermente diverso, e un livello di approfondimento minore per alcuni degli argomenti trattati)

• 7 febbraio 2003 (OsBet)
• 11 luglio 2003 (ERedit)
• 17 settembre 2003 - deprecato - il docente non discuterà più lo svolgimento dell'esame su T-man

Informazioni per studenti Erasmus

In passato, si sono verificate delle situazioni spiacevoli con alcuni studenti Erasmus.
(Ci tengo a sottolineare il fatto che ciò è avvenuto solo con alcuni studenti Erasmus: altri studenti Erasmus si sono comportati correttamente, ed hanno studiato in modo assolutamente dignitoso).

A causa di tali avvenimenti, gli studenti Erasmus interessati a frequentare e sostenere l'esame di Analisi e progettazione del software devono: 

• contattare il docente per incontrarlo e farsi conoscere, il prima possibile - per verificare che siano effettivamente interessati al corso e ne posseggano i prerequisiti necessari - altrimenti (se senza interesse o senza prerequisiti) è bene che cambino il loro learning agreement
• contattare il docente, a ricevimento studenti, almeno una volta al mese (fin dall'inizio del corso), e comunque con largo anticipo rispetto a quando intendono sostenere l'esame - per far sì che la preparazione proceda in modo corretto - ovvero per verificare che non stiano studiando poco o male

Si ricorda inoltre che al corso di Analisi e progettazione del software sono attribuiti 6 CFU (crediti formativi universitari), e che pertanto l'impegno richiesto ad uno studente in possesso dei prerequisiti del corso è di circa 6x25=150 ore.

Il docente sottolinea che finora ha trattato - e continuerà a trattare - gli studenti Erasmus allo stesso modo - dunque, né meglio né peggio - degli studenti locali.
In particolare (anche se non ci dovrebbe essere bisogno di dirlo) uno studente Erasmus che studia bene la materia verrà promosso all'esame, mentre uno studente Erasmus che studia poco o studia male la materia verrà bocciato all'esame - esattamente come verrebbe bocciato all'esame uno studente locale che studia poco o studia male. Questo indipendentemente da qualunque fatto o situazione che non riguarda strettamente lo studio e la comprensione della materia. E con l'ovvia considerazione che decidere se uno studente ha studiato bene o male è responsabilità della commissione d'esame - e non dello studente.

En pasado, se han verificado unas situaciones desagradables con unos estudiantes Erasmus.
(Quiero acentuar que esto ha pasado solo con unos estudiantes Erasmus: otros estudiantes se han comportado correctamente y han siempre estudiado de una manera absolutamente decente.) 

Por esos eventos, los estudiantes Erasmus que son interesados a frecuentar y dar el examen de Analisi e progettazione del software tienen que: 

• contactar el profesor para encontrarlo y conocerlo lo más pronto posible, para verificar que sean realmente interesados al curso y que posean los requisitos necesarios – de otra manera (sin interese o sin requisitos) es mejor que cambien sus learning agreement
• ir dal profesor durante el recibimiento de los estudiantes por lo meno una vez al mes (desde el principio del curso), y de toda manera bastante tiempo antes del día del examen – para que sus preparación proceda de una manera correcta- es decir para verificar que no estudien poco o mal

Se recuerda tambien que al curso de Analisi e progettazione del software se dan 6 CFU (crediti formativi universitari), y que entonces el empeño que se pide a un estudiante que ya posee los requisitos del curso es más o menos de 6x25=150 horas .

El profesor acentua que hasta ahora ha tratado – y seguirá tratando- los estudiantes Erasmus de la misma manera – es decir ni mejor ni pejor – de los estudiantes locales .
En particular, aunque no sea necesario decirlo, un estudiante Erasmus que estudia bien la materia aprobará el examen, mientras un estudiante Erasmus que estudia poco o mal la materia suspenderá el examen – de la misma manera de un estudiante local que estudia poco o estudia mal. Eso independientemente de todos los aspectos que no conciernen propiamente el estudio y la comprensión de la materia. Y, por supuesto,considerando tambien que es la Comision de Examen que decide si un estudiante ha estudiado poco o mal – y no el estudiante mismo.