Sztuka wytwarzania oprogramowania

Przedmiot ten ma na celu nauczenie podstaw technik i dobrych praktyk stosowanych w przemysłowym wytwarzaniu oprogramowania. Nacisk położony jest na pracę projektanta kodu i programisty rozbudowanego systemu informatycznego, ale zakres przedmiotu wykracza poza rozwiązywanie problemów programistycznych, ukazując kodowanie jako element większej całości. Student po zakończeniu przedmiotu będzie mógł wykazać się wiedzą z zakresu stosowanych rozwiązań inżynieryjnych i metodyk pracy wykorzystywanych w procesie wytwarzania i utrzymania złożonych systemów informatycznych. Student zdobędzie umiejętności z zakresu ustandaryzowanego rozwiązywania częstych problemów inżynieryjnych, oceny jakości kodu i metod jej poprawy, pracy nad istniejącym kodem oraz technik stosowanych dla długofalowego utrzymania wysokiej wiarygodności i jakości oprogramowania. Student zapozna się także z różnorodnymi narzędziami i kompleksowymi środowiskami wspomagającymi proces wytwarzania oprogramowania oraz technikami pracy w zespole programistycznym.

Treść wykładu

1. Wprowadzenie (2 godz.)
   Regulamin i informacje o przedmiocie. Potok wytwarzania oprogramowania - powtórzenie i rozwinięcie, od edytora, poprzez repozytorium kodu do narzędzi do ciągłego integrowania i dostarczania oprogramowania (CI/CD). Omówienie typowych narzędzi, git, Jenkins.
2. Styl kodowania (4 godz.)
   Techniki pracy w zespole programistów (rewizje kodu i mentor), rola testów w procesie wytwarzania oprogramowania, testy jednostkowe. Zaawansowane techniki stosowane w programowaniu obiektowym - SOLID. Czysty kod (Clean Code, Lean Development). Tworzenie oprogramowania w oparciu o testy (TDD).
3. Obiektowe wzorce projektowe (4 godz.)
   Zalety stosowania wzorców projektowych i poprawne ich aplikowania. Antywzorce. Omówienie wzorców: kompozyt, most, fabryki, singleton, obserwator, model-widok-kontroler, dekorator, adapter, iterator, strategia, wizytator, wielometoda, komenda, fasada i inne.
4. Współbieżne wzorce projektowe (6 godz.)
   Stosowanie wzorców do rozwiązywania problemów współbieżnych. Asynchroniczność a wielowątkowość i zrównoleglenie wykonania. Pętla zdarzeń, asynchroniczna obsługa urządzeń i asynchroniczne przetwarzanie danych. Skalowalność. Komunikacja międzywątkowa i międzyprocesowa.
5. Monitorowanie aplikacji (1 godz.)
   Logowanie i śledzenie pracy programu. Automatyczne reagowanie na błędy.
6. Analiza aplikacji (2 godz.)
   Debugowanie, profilowanie i badanie uruchomionej aplikacji. Automatyzacja wykrywania problemów czasu wykonania.
7. Analiza kodu (2 godz.)
   Analiza statyczna kodu, metryki kodu, pomiar pokrycia, ocena jakości kodu i testów.
8. Refaktoring (4 godz.)
   Wykrywanie “zapachów” kodu, techniki poprawy jakości kodu. Utrzymywanie dużych projektów i praca z kodem zastanym.
9. Systemy heterogeniczne (2 godz.)
   Tworzenie aplikacji, gdzie różne moduły są implementowane w różnych językach programowania, przykład - łączenie Pythona i C++, Javy i C++, R i C++. Różne techniki łączenia systemów, problemy architektoniczne i techniczne.
10. Zasoby internetowe (1 godz.)
    Konferencje i czasopisma poświęcone programowaniu, standardy języków programowania. Umiejętne wykorzystanie dostępnych zasobów.

Zakres laboratorium

1. Zapoznanie się z podstawowymi narzędziami. Zaawansowane wykorzystanie narzędzia git. Obsługa przygotowanego potoku. Praca w parach i rewizja kodu.
2. Przygotowanie własnego projektu i środowiska dla niego. Zestawienie potoku CI/CD dla projektu, z testami i walidacją.
3. Profilowanie i debugowanie złożonej aplikacji. Poszukiwanie przyczyn błędów i wykrywanie miejsc potencjalnej optymalizacji.
4. Refaktoring istniejącego kodu. Praca z zastanym kodem. Walidacja działania z wykorzystaniem istniejącego potoku.

Sprawdzanie założonych efektów kształcenia realizowane jest przez:

• ocenę umiejętności i wiedzy wykazanych w trakcie realizacji zadań laboratoryjnych,
• ocenę wiedzy wykazanej na dwóch kolokwiach pisemnych.