SysInf/materiały na wykład/05_rozwój_systemów_informatycznych.ipynb

{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-block alert-info\">\n",
    "<h1> Systemy informatyczne analizy danych</h1>\n",
    "<h2> 2. <i>Rozwój systemów informatycznych</i>[wykład]</h2> \n",
    "<h3> Filip Graliński, Krzysztof Jassem (2024)</h3>\n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-block alert-success\">\n",
    "  \n",
    "<h2>Prototyp </h2> \n",
    "Prototyp to wynik częściowej implementacji, posiadający wybrane cechy produktu końcowego.\n",
    "\n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Cele prototypowania\n",
    " * Zademonstrowanie umiejętności wykonania produktu końcowego\n",
    " * Określenie realistycznych wymagań końcowych\n",
    " * Przekonanie się o wpływie innych systemów, środowisk na produkt. \n",
    " * Sprawdzenie implementacji kluczowych funkcji\n",
    "\n",
    "## Potencjalne efekty prototypowania\n",
    "* Wykrycie nieporozumień między klientem i wykonawcą \n",
    "* Określenie brakujących funkcji \n",
    "* Wykrycie błędów w specyfikacji\n",
    "* Przewidywanie przyszłych trudności "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Prototyp poziomy a pionowy\n",
    "### Prototyp poziomy (Horizontal Prototype)\n",
    "\n",
    "**Prototyp poziomy** obrazuje całość systemu, podkreślając interakcję z użytkownikiem, a nie wnikając w funkcjonalności.\n",
    "\n",
    "Przykłady prototypów poziomych w informatyce:\n",
    " * Prototyp papierowy\n",
    " * Makieta statyczna\n",
    " * Makieta dynamiczna\n",
    " * Graficzny interfejs użytkownika"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-block alert-success\">\n",
    "  \n",
    "<h2>Prototyp papierowy </h2> \n",
    "    \n",
    "<b>Prototyp papierowy</b> to sposób reprezentacji produktu cyfrowego za pomocą wycinanek z papieru. \n",
    "    \n",
    "* Służy do zrozumienia koncepcji produktu cyfrowego przez użytkownika. \n",
    "* Dla autora koncepcji prototyp taki służy do prześledzenia reakcji użytkowników na przyszłe działanie systemu przed jego realizacją.\n",
    "\n",
    "<b>Prototypowanie papierowe - etapy </b>:\n",
    "\n",
    "<ul>\n",
    "<li> Naszkicowanie wstępnej koncepcji ekranów z wyróżnieniem głównych funkcjonalności. </li>\n",
    "<li> Symulowanie interakcji poprzez podmienianie papierowych ekranów i wyciętych elementów. </li>\n",
    "</ul>\n",
    "    \n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-block alert-success\">\n",
    "  \n",
    "<h2>Makieta statyczna </h2> \n",
    "    \n",
    "    \n",
    "<b>Makieta statyczna</b> to cyfrowy projekt aplikacji, który zawiera pewne elementy docelowej konstrukcji, ale nie jest funkcjonalny.   \n",
    "\n",
    "<ul>\n",
    "    <li>  Obrazuje wybrane widoki bez połączeń między nimi. </li>\n",
    "</ul>    \n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-block alert-success\">\n",
    "  \n",
    "<h2>Makieta dynamiczna </h2> \n",
    "    \n",
    "    \n",
    "<b>Makieta dynamiczna</b> to cyfrowy projekt aplikacji, który zawiera pewne elementy docelowej konstrukcji i wskazuje interakcje z użytkownikiem. \n",
    "\n",
    "<ul>\n",
    "<li>  Widoki są \"klikalne\" - po kliknięciu użytkowniki kierowany jest do nowego widoku. </li>\n",
    "</ul>    \n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-block alert-success\">\n",
    "  \n",
    "<h2>Graficzny interfejs użytkownika (GUI) </h2> \n",
    "\n",
    "<b> Graficzny interfejs użytkownika </b> to sposób komunikacji użytkownika z komputerem za pomocą elementów graficznych.\n",
    "    \n",
    "Prototypem poziomym nazwiemy GUI, który: \n",
    "<ul>\n",
    "<li> Pokazuje menu. </li>\n",
    "<li> Pozwala na nawigację. </li>\n",
    "<li> Akceptuje input. </li>\n",
    "<li> Wyświetla losowy output. </li>\n",
    "<li> NIE wspiera logiki aplikacji. </li>\n",
    "</ul>\n",
    "    \n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Prototyp pionowy (Vertical Prototype)\n",
    "**Prototyp pionowy** to pełna realizacja kluczowej (kluczowych) funkcji systemu.\n",
    "\n",
    "Cele prototypowania pionowego:\n",
    "* sprawdzenie wyboru technologii\n",
    "* pomiary wydajności\n",
    "* sprawdzenie poprawności algorytmów i struktur danych\n",
    "\n",
    "Realizacja prototypów pionowych jest polecana w sytuacji, gdy wykonanie kluczowych funkcji systemu obarczone jest wysokim ryzykiem."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Prototypowanie z porzuceniem a prototypowanie ewolucyjne"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Prototypowanie z porzuceniem (Thow-away Prototyping)\n",
    "\n",
    "W **prototypowaniu z porzuceniem** budowane są kolejne wersje prototypów, a niektóre z nich są porzucane.\n",
    "\n",
    "Cele prototypowania z porzuceniem:\n",
    "* minimalizacja ryzyka,\n",
    "* głębokie zrozumienie problemów technicznych\n",
    "\n",
    "Koszty:\n",
    " * Koszty prototypowania z porzuceniem są wysokie."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Prototypowanie ewolucyjne (Ewolutionary Prototyping)\n",
    "\n",
    "**Prototypowanie ewolucyjne**  polega na stopniowym rozszerzaniu prototypu, aż spełnia on wszystkie wymagania...  \n",
    "\n",
    "...Wtedy prototyp staje się produktem.\n",
    "\n",
    "Prototyp ewolucyjny powinien być budowany:\n",
    " * w środowisku zbliżonym do produkcyjnego, \n",
    " * z dużą dbałością o jakość."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Prototypowanie - podsumowanie\n",
    "\n",
    "* Prototypy tworzy się w celu zminimalizowania ryzyka niepowodzenia produktu. \n",
    "* W prototypach poziomych chodzi o zobrazowanie wszystkich funkcji. \n",
    "* W prototypach pionowych chodzi o szczegóły techniczne.\n",
    "* Prototypowanie z porzuceniem oywa się z reguły wszerz (prototypy poziome); \n",
    "  * jest bardziej kosztowne, ale minimalizuje ryzyko.\n",
    "* Prototypowanie ewolucyjne odbywa się z reguły w głąb (prototypy pionowe); \n",
    "  * jest mniej kosztowne, ale bardziej ryzykowne."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-block alert-success\">\n",
    "  \n",
    "<h2>Ciągła integracja </h2> \n",
    "    \n",
    "Ciągła integracja (CI) to praktyka rozwoju oprogramowania, w której:\n",
    "<ul>\n",
    "    <li> zmiany w kodzie są regularnie przesyłane do centralnego repozytorium, </li>\n",
    "    <li> po każdym dołączeniu nowego kodu wykonywane są (automatycznie): kompilacja kodu i testy. </li>\n",
    "</ul>\n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "<div class=\"alert alert-info alert-success\">\n",
    "  \n",
    "<h2>Główne przesłanki CI </h2> \n",
    "    \n",
    "Ciągła integracja (CI) to praktyka rozwoju oprogramowania, w której:\n",
    "<ul>\n",
    "    <li> szybsze lokalizowanie błędów w kodzie, </li>\n",
    "    <li> ciągły wzrost jakości oporgramowania,  </li>\n",
    "    <li> szybkie wydawanie nowych wersji. </li>\n",
    "</ul>\n",
    "</div>"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "![Schemat CI/CD](obrazy/cicd.drawio.png \"Schemat CI/CD\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Przebieg pracy w Ciągłej Integracji\n",
    "1. **Take Integrated Code**\n",
    " * Pobieram kod z repozytorium.\n",
    " * Instaluję kopię na swojej stacji roboczej.  \n",
    " \n",
    "2. **Do Your Part**\n",
    " * Opracowuję nowy kod.\n",
    " * Opracowuję nowe testy jednostkowe.\n",
    " \n",
    "3. **Build on your machine**\n",
    "\n",
    " * **Repeat** \n",
    "    * Kompiluję swój kod i buduję wersję wykonywalną,\n",
    "    * Przeprowadzam testy jednostkowe,\n",
    " * **Until**\n",
    "    * Kod się skompilował poprawnie oraz\n",
    "    * Testy zakończyły się powodzeniem.\n",
    "   \n",
    "4. **Integrate with Repository**\n",
    "\n",
    " * Przesyłam kod do repozytorium centralnego, skąd przesyłany jest do kompilacji i testów.\n",
    "   * Przypadek 1. W międzyczasie ktoś dodał swój kod do repozytorium. Kompilacja lub testy się nie powodzą.\n",
    "     * **Go back to: Take Integrated Code**\n",
    "   * Przypadek 2. Tetsy się powodzą\n",
    "     * **Continue**\n",
    "     \n",
    "5. **End Session**\n",
    " * Gdy powiodły się wszystkie testy, mogę zakończyć sesję."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Dobre praktyki Ciągłej Integracji\n",
    "(wg https://www.martinfowler.com/articles/continuousIntegration.html)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Maintain a Single Source Repository\n",
    " * Załóż mainline (linię główną): \n",
    "   * Deweloperzy powinni większość pracy składać na mainline.\n",
    " * Nie nadużywaj odgalęzień (branchów). Jeśli już, to tylko w celu:\n",
    "   * naprawy błędów,\n",
    "   * tymczasowych eksperymentów,\n",
    "   * oznaczania wersji publikowalnych."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Test Yourself\n",
    " * Pisz testy jednostkowe.\n",
    " * Uruchamiaj testy po każdej kompilacji."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Everyone Commits Everyday\n",
    " * Każdy powinien \"codziennie\" wypychać swój kod do linii głównej.\n",
    " * Umożliwia to wczesne wykrywanie konfliktów, gdyż...\n",
    "   * Im wcześniej wykryje się konflikt, tym łatwiej go naprawić.\n",
    " * Postulat wymaga rozbicia projektu na małe kawałki."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Every Commit Should Build the Mainline\n",
    " * Nie odchodzisz od pracy z repozytorium, aż  Twój kod nie przeszedł pełnych testów.\n",
    " * Korzystaj z systemów ciągłej integracji (Cruise Control, Jenkins)."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Fix the Broken Builds Immediately\n",
    "Co zrobić, jeśli jednak kod na \"mainline\" się nie buduje?  \n",
    "Znalezienie i poprawienie blędu jest priorytetem, ale:\n",
    " * Nie debugguj kodu na centralnym repozytorium. \n",
    " * Przywróć wersję wykonywalną na \"mainline\".\n",
    " * Debugguj kod na maszynie lokalnej."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Make it Easy to Run the Latest Executable\n",
    "* Każdy członek zespołu (nie tylko deweloper) powinien mieć możliwość łatwego uruchomienia ostatniej wersji stabilnej.\n",
    "* Jest to niezbędne do:\n",
    "  * testowania integracyjnego (tester),\n",
    "  * rozmów z klientem (zarząd lub sprzedawca),\n",
    "  * prowadzenia projektu (kierownik zespołu).\n",
    "* W specjalnej lokalizacji przetrzymuj wersje stabilne - \"do pokazania\"."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Keep the Build Fast\n",
    "\n",
    " * Maximum 10 minut na build + testy.\n",
    " * A jeśli testy trwają dłużej?\n",
    "   * Testy dwuetapowe:\n",
    "     * kompilacja + testy jednostkowe przy każdym commicie,\n",
    "     * testy integracyjne co pewien czas (np. po commicie wszystkich deweloperów)."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Clone the Environment\n",
    " * Przygotuj klon środowiska produkcyjnego:\n",
    "   * ta sama wersja systemu operacyjnego\n",
    "   * ta sama baza danych\n",
    "   * te same biblioteki (nawet jak ich nie potrzebujesz) \n",
    " * Wszystkie testy przeprowadzaj na przygotowanym środowisku."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Everyone Can See What's Happening\n",
    "System powinien informować użytkowników o swoim statusie."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Automate Deployment\n",
    " * Zautomatyzowanie wdrożenia polega na napisaniu skryptów, które instalują system w docelowym środowisku.\n",
    " * Pozwala to na szybką reakcję, gdy \"coś się dzieje\". "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Narzędzia Ciągłej Integracji\n",
    "\n",
    "https://www.katalon.com/resources-center/blog/ci-cd-tools/\n",
    "\n",
    "1. Jenkins\n",
    "2. Circle CI\n",
    "3. Team City\n",
    "4. Bamboo\n",
    "5. GitLab"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Korzyści z Ciągłej Integracji\n",
    " * Minimalizacja ryzyka\n",
    " * Łatwiejsze szacowanie terminu zakończenia prac\n",
    " * Szybsza lokalizacja i naprawa błędów\n",
    " * Świadomość stanu prac u całego zespołu\n",
    " * Możliwość kontynuowania prac w przypadku odejścia dewelopera\n",
    " * Możliwość pracy w środowisku rozproszonym\n",
    " * Możliwość usunięcia bariery między wykonawcą i klientem"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Przykład - Jenkins\n",
    "\n",
    "https://git.wmi.amu.edu.pl/filipg/paper-cutter/src/branch/master/Jenkinsfile\n",
    "\n"
   ]
  }
 ],
 "metadata": {
  "author": "Krzysztof Jassem",
  "email": "jassem@amu.edu.pl",
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python 3 (ipykernel)",
   "language": "python",
   "name": "python3"
  },
  "lang": "pl",
  "language_info": {
   "codemirror_mode": {
    "name": "ipython",
    "version": 3
   },
   "file_extension": ".py",
   "mimetype": "text/x-python",
   "name": "python",
   "nbconvert_exporter": "python",
   "pygments_lexer": "ipython3",
   "version": "3.9.12"
  },
  "subtitle": "02. Rozwój systemu informatycznego[wykład]",
  "title": "Przygotowanie do projektu badawczo-rozwojowego",
  "year": "2024"
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 4
}