Yazılım Mühendislii Dersi çin Proje Aırlıklı ve Problem Çözmeye Dayanan Yeni Bir Yaklaım

Transkript

1 Yazılım Mühendislii Dersi çin Proje Aırlıklı ve Problem Çözmeye Dayanan Yeni Bir Yaklaım Iık AYBAY Bilgisayar Mühendislii Bölümü Dou Akdeniz Üniversitesi Gazimagosa KKTC e-posta : isik.aybay@emu.edu.tr Özet Bu çalımada yazılım mühendislii dersleri için proje temelli ve problem çözme aırlıklı bir ders verme yaklaımı anlatılmaktadır. Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti Dou Akdeniz Üniversitesi Bilgisayar Mühendislii Bölümü nde 4 yıldır bu yaklaımla verilen Yazılım Mühendislii dersinden örneklerle konu pekitirilmektedir. Abstract In this study, a project-based software engineering course teaching approach using problem solving-type questions in exams is introduced. With examples from a software engineering course which has been taught at the Computer Engineering Department of Eastern Mediterranean University of the Turkish Republic of Northern Cyprus, the concepts mentioned are explained and illustrated. 1. Giri Yazılım Mühendislii, 20 yılı aan geçmiine karın gene de dier bir çok mühendislik dalına göre oldukça yeni bir dal olarak kabul edilmektedir. Bu alan içinde ele alınması gereken konularla ilgili çeitli önemli çalımalar yapılmıtır. [1, 2, 7, 8]. Son yıllarda yayınlanan makalelerde özellikle yazılım mühendislii eitiminde i ortamının örenilmesinin önemi vurgulanmaktadır. [1, 2, 3]. Kısacası, gerçek hayatta kaılaılacak konulara yakın bir konunun ilendii yazılım projelerinin, ayrıca problem çözme, takım çalıması ve iletiim becerilerinin önemi ortaya çıkmaktadır. Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti Dou Akdeniz Üniversitesi (DAÜ) Bilgisayar Mühendislii Bölümü CMPE-412 Yazılım Mühendislii dersi, dört yıldır proje aırlıklı olarak verilmektedir. Dersin toplam dönem notu içinde grup halinde yapılan dönem projesinin aırlıı %50 olarak belirlenmitir. Böylece, örenciler dersin dönem projesinin önemini açıkça görmekte ve ders için toplam çalıma süresinin yarısından fazlasını proje çalımalarına ayırmaktadırlar. Sınavların (bir arasınav ve bir sonsınav)

2 toplam aırlıı %50 olarak belirlenmitir. Sınavlarda problem çözme yeteneklerini gelitirmeye yönelik tasarım sorularına en az %50 aırlıkla yer verilmitir. Bu makalede, yukarıda belirtilen dersin ilenii ile ilgili bilgiler sunulacak, verilen proje konuları, örencilerin grup oluturması, ara sunular ve son sunular, dersin ilenii süresince verilen raporlar, sınavlarda sorulan tasarım ile ilgili sorulara örnekler ve örencilerin baarı düzeylerinin belirlenmesi ile ilgili olarak izlenen politikalar aktarılacaktır. Tartıılacak konular ile verilecek örneklerin, yazılım mühendislii konusunda Türk üniversitelerinde verilecek benzer dersler için yararlı bir örnek olacaını düünmekteyiz. 2. Proje Aırlıklı Ders Tasarımı Pressman ın yüksek satı sayılarına ulaan ilk kitabının [9] 1982 yılında yayınlanmasından bu yana Yazılım Mühendislii dersleri için yazılmı baarılı ders kitaplarının sayısı giderek çoalmaktadır. Ancak bu tür bir dersin ilenmesinde tek bir ders kitabına balı kalınamayacaı da açıktır. Internet üzerinden ulaılabilecek bazı kaynaklar, örnein ilev noktaları (function points) yaklaımının açıklandıı web sayfaları dersi alan örencilere okuma çalıması olarak verilmeli, izlenilen ders kitabı dıındaki kitapları da okumaları salanmalıdır. Kanımızca dersin baarılı olabilmesi için anahtar rol, verilen dönem projesi ve bunun için yapılan takım çalımasındadır. Yazılım Mühendislii derslerinde proje aırlıklı öretimin önemi hakkında son yıllarda çeitli makaleleler yayınlanmıtır. [3, 4, 5, 6]. Dönem projesi için uygun olacak konunun seçilmesinde dikkat edilecek iki nokta vardır. lk olarak, projede örencilere mutlaka takım çalıması yaptırılmalıdır. Günümüzde yazılım mühendislerinin karılatıı en öenmli sorunların baında, proje çalıması için oluturulan takımlar içindeki uyum ve iletiim sorunu gösterilmektedir. Bu nedenle örencilerin : a) Bir proje için uyumlu çalıabilecekleri kiilerle takım oluturmayı, b) Takım içinde uygun bir ibölümü gerçekletirmeyi, c) Bir yazılım projesi için takım çalımasıyla yazılım gereksinimleri belgesi hazırlamayı, d) Yazılım projesi süresince teknik gözden geçirme toplantıları düzenlemeyi ve projenin gidiini takım içinde tartımayı, e) Sunular için takım içinde ibirlii yapmayı, f) Takım içinde yaanabilecek kiisel sorunları çözmeyi tartımalar, görü ayrılıkları, dier dersler nedeniyle uygun toplantı saati belirlemede güçlükler, vb., g) Krizleri aabilmek için takım dayanımasının gerekliliini örenmeleri gerekir. Bunları salayabilmek için, projelerin en az 3-4 kiilik örenci takımları oluturularak yapılması önerilmektedir. Bu sayı, yazılım projelerinde gereken kullanıcı arayüzü, veritabanı ve programlama parçaları düünüldüünde üçün altında olmamalıdır. Örencilerden birinin takım lideri olarak çalıması isteniyorsa, sayı en az dört olmalıdır.

3 kinci olarak, proje konusu gerçek is yaamında o sırada popüler olan konulardan birisi olarak seçilmelidir. Böylece örenciler gerçek bir sorunla uratıklarını bilecekler, dersin sonunda baarılı bir proje teslim ettiklerinde de yazılım projesi deneyimi yanında önemli bir özgüven kazanacaklardır. DAÜ Bilgisayar Mühendislii Bölümü CMPE-412 Yazılım Mühendislii dersinin dönem projesi için güncel ve örenciler mezun olduktan sonra yazılım sektöründe çalıırken gerçek hayatta karılarına çıkabilecek konular seçilmektedir. Son dört yıl içinde derste verilen proje konuları Tablo 1 de yer almaktadır. YIL PROJE KONUSU 2002 Lefkoa Dr. Burhan Nalbantolu Hastahanesi için yazılım otomasyonu 2003 Turizm ve tanıtma için kullanılacak kiosk makinelerine program hazırlama 2004 KKTC Milletvekili seçimleri için hazırlık ve seçim sonuçları programı 2005 Lisansüstü programlar örencileri için kayıt ve izleme programı Tablo 1. DAÜ CMPE-412 Dersinde Son Dört Yılda Verilen Proje Konuları Proje konularını belirlerken, sınıftaki örenci sayısına da bakarak, iki ayrı yaklaım söz konusu olabilir. Eer örenci sayısı 20 civarındaysa, her takımın belirlenen genel bir çerçeve içinde ayrı bir konuyu ele alması düünülebilir. Ancak örenci sayısı 30 un üzerindeyse, önerimiz oluturulacak tüm takımlara aynı konunun verilmesidir. lk yaklaıma, yani takımların genel bir çerçeve içinde ayrı ayrı konuları ele almasına bir örnek verelim. Dou Akdeniz Üniversitesi nde verilen CMPE-412 Yazılım Mühendislii dersinde 2002 yılında dönem projesi konusu olarak Lefkoa Dr. Burhan Nalbantolu Hastahanesi için yazılım otomasyonu programları hazırlanması belirlenmitir. lk olarak örencilerle hastahane ziyaret edilmi, deiik birimlerde ilerin nasıl yürütüldüü izlenmi, yetkililerden alınan bilgiler deerlendirilmitir. Bunun ardından, önceden oluturulan üçer kiilik proje takımları aralarında görev paylaımı yaparak her biri hastahanenin birer birimi ile ilgili yazılım otomasyonu ilemlerini üstlenmitir. Bundan sonra takımlar kendi yazılım gereksinimleri belgelerini hazırlayarak dersin öretim üyesi ve asistanlarına onaylatmılar, daha sonra hastahaneyi gerektikçe tekrar ziyaret ederek projelerini gelitirmilerdir. Daha sonraki yıllarda dersi alan örenci sayısının artması nedeniyle takımların dörder örenciden oluturulması ve tüm takımlara aynı proje konusunun verilmesi kararlatırılmıtır. Dönem projelerinin yürütülmesinde her be takımdan ayrı bir asistan sorumlu olmaktadır, Asistanlar dönem boyunca takımların çalımasını izlemekte, iki haftada bir ders için belirlenen özel laboratuvartasarım saatlerinde teknik gözden geçirme toplantılarına katılmakta, örencilerin sunularını dinlemektedir.

4 Projeler ve buna balı olarak derste ilenen konular için 14 haftalık bir dönem için öyle bir takvim izlenmektedir: Hafta Proje ile ilgili olarak yapılan iler Derste ilenen konular 1 Proje konusunun ve dönem takviminin açıklanması Dersin amaçlarının ve dönem projesinin öneminin anlatılması 2 Proje takımlarının oluturulması ve sorumlu asistanların belirlenmesi Yazılım gelitirme süreci, proje yönetiminin temelleri 3 Proje konusu ile ilgili öretim üyesi ve uzman sunuları Yazılım gereksinimleri, proje boyutlarının belirlenmesi 4 Yazılım gereksinimleri belgesinin yazılması Farklı sistem modelleri, boyut ve maliyet tahmin yöntemleri 5 Proje için ara hedef tarihlerinin belirlenmesi Yazılım tasarımı, modüler çalımanın önemi 6 Tasarım -1 levsel çözümleme, kullanıcı ara yüzü tasarımı 7 Tasarım - 2 Arasınav 8 Ara sunular Yazılım gelitirme yöntemleri, prototip gelitirme 9 Alınan geri besleme ile Yazılım süreç denetimi düzeltme/deiikliklerin yapılması 10 Yazılım gelitirme - 1 Yazılımın kalitesinin belirlenmesi-ölçülmesi 11 Yazılım gelitirme - 2 Test teknikleri Test Test teknikleri Son sunular ve proragramın çalıtırılması Tekrar 14 Son sunular ve proragramın çalıtırılması (devam) - Tablo 2. Ondört Haftalık bir dönem için yazılım mühendislii ders takvimi. Kukusuz verilen proje konularına bakıldıında, çou henüz deneyimsiz birer programcı olan örencilerin yaklaık üç aylık bir sürede dört dörtlük profesyonel bir i ortaya koyamayacaı açıktır. Buna ramen her yıl sunulan projelerin çou oldukça baarılı olmakta, son sunularda yapılan denemelerde önceden düünülmeyen ve test edilmeyen bazı bir kaç aykırı veri dıında genellikle istenenlerin yapıldıı gözlenmektedir. 3. Problem Çözmeye Dayalı Sorular Yazılım mühendislii derslerinin sınavları için soru hazırlamak, yakın mühendislik disiplinlerine göre daha zordur. Özellikle proje aırlıklı olarak verilen bir derste, sınav sorularının da proje yönetimi aırlıklı olması, ve örencilerin problem çözme yeteneklerini ölçen soruların sorulması gerekir. Aaıda, Dou Akdeniz Üniversitesi Bilgisayar Mühendislii Bölümü nde verilen CMPE-412 Yazılım

5 Mühendislii dersinde yılları arasında sorulan çeitli arasınav ve sonsınav sorularından örnekler yer almaktadır. Bu soruların ortak özellii, matematiksel olarak hesaplanabilecek belli tek bir doru çözümleri olmamasıdır. Ayrıca problemin tanımında çou kez belirsizlikler de yer almaktadır. Sorular, örencilerin problemi anladıktan sonra, verilen kısıtlamaları da dikkate alarak, belli bir tasarım ortaya koymalarını istemektedir. Örencilerin sorunun çözümüne nasıl yaklatıkları, kuramsal bilgileri ile problem çözme yeteneklerini nasıl birletirebildikleri, ve kısıtlı sürede ortaya koydukları tasarımın gücü alacakları notu belirlemektedir. Örnek soru 1 : (Kasım 2002, arasınav) Büyük bir üniversite yerlekesinde üç ayrı binada yer alan bir kütüphane sistemi bulunmaktadır. Kütüphane binalarında çeitli bilimsel kitap ve süreli yayınlar tutulmaktadır. Üniversitenin örenci ve öretim elemanları, kütüphane yöentimince belirlenen kurallarla kitap ya da dergi ödünç alabilmektedirler. Üniversite yönetimi, kütüphane sisteminde otomasyona gitmek arzusundadır. Yeni otomatik kütüphane yazılım-yönetim sistemi u bileenlerden oluacaktır: a) Server bilgisayarları : Kütüphanede yer alan dergi ve kitapların veri tabanını tutacak, kitap arama için bir indeksleme ve sorgulama alt sistemini barındıracak, örenci ve akademik personelin bilgilerini tutacak, ödünç alınan dergi ve kitaplarla ilgili gerekli bilgileri tutacaktır. b) Ödünç verme noktaları : Server bilgisayarlarına balantılı olacak, ayrıca yerel yazıcı ve bar kod okuyucuları olacaktır. Örenciler ve akademik personel bar kod bilgisi olan özel kartlarını kullanarak bu noktalardan kitap ya da dergi ödünç alabilecektir. c) Arama bilgisayarları : Her üç binada uygun noktalarda yer alacak, örenciler ve akademik personel tarafından kitap ya da süreli yayın bilgisi aramak için kullanılacaktır. Sizden bu yeni sistemle ilgili olarak istenenler : a) Yeni sistemin ana ögelerini ve bunların yerleke içine nasıl daıldıklarını gösteren bir çizim sununuz, b) Bu sistem için hangi yazılım modüllerinin gerektiini belirleyiniz ve her modül için hangi ana yazılım ilemlerinin hangi sıra ile gerçekletirileceini (akı eması benzeri bir gösterimle) anlatınız, c) Sistem gereksinimlerinin ana hatları ile kısa bir tanımını veriniz, donanım ögelerini ihmal etmeyiniz. Örnek soru 2 : (Ocak 2005, sonsınav) Özel bir irket bir otomatik araç servis hizmetleri sistemi gelitirmek istemektedir. Sistem be ayrı hizmet noktasında kullanılacaktır. Her hizmet noktası günde 15 araca servis verebilmektedir. Müteriler hizmet noktalarını normal bakımlar için veya acil durumlar için kullanabilmektedir. Her aracın 5,000 km. Veya 6 aylık süre sonunda normal bakıma gireceini varsayınız. Servis isteyen bir müteri, önce be hizmet noktasından birine bavurmakta, normal bakım için mi, yoksa acil onarım için mi bavurduunu belirtmektedir. lgili hizmet noktasının i yükü uygunsa, bavuru o gün için kabul edilmekte, günlük yük dolmusa, daha sonraki günler için randevu verilmektedir.

6 Servis için kabul edilen her arabanın bakım-onarım ii aynı gün içinde bitirilmektedir. lem sonunda, müteri cep telefonu veya normal telefonla aranarak aracını teslim almak üzere hizmet noktasına çarılmaktadır. Müteriye, araç için yapılan ilemleri ve deitirilen parçaları içeren bir liste verilmekte, belirlenen toplam bedeli ödemesi istenmektedir. Ödemeler nakit olarak ya da kredi kartıyla YTL cinsinden yapılmaktadır. Gelitirilecek sistemin ülke çapında hizmet verilen tüm araçlarla ilgili bilgileri tutması ve normal bakımı yaklaan araç sahiplerini otomatik olarak uyarması istenmektedir. Bu sistem için : a) Sistemin ana ögelerini belirleyiniz ve genel bir sistem çizimi sununuz. b) Bu sistem için gereken ana modülleri ve bunların arasındaki etkileimi gösteren bir ekil çiziniz. c) Bu sistem için gereken veritabanını ana hatları ile tanımlayınız. d) Sistemin sizce en önemli kullanıcı ara yüzlerini kısaca çizimlerle anlatınız. 4. Sonuç Yazılım mühendislii eitiminde derslerin artık takım çalıması deneyimi kazandıracak, güncel konularla ilgili bir problemin dönem projesi olarak ele alındıı yeni bir yaklaımla verilmesi gerektii kanısındayız. Buna ek olarak, sınavlarda da örencilerin problem çözme yeteneklerini ölçecek ve gelitirecek, gene güncel konulardan alınma soruların sorulması gerektiini düünüyoruz. Bu iki yaklaımı, yani proje temelli ve problem çözmeye dayalı soruların aırlık taıdıı sınavlardan oluan bir Yazılım Mühendislii dersini, KKTC de Dou Akdeniz Üniversitesi Bilgisayar Mühendislii Bölümü nde 4 yıl süreyle verdik. Dersi alan örencilerden ve özellikle mezunların çalıtıı iyerlerinden aldıımız olumlu geri beslemeler, bu yaklaımın baarılı olduunu göstermektedir. Kaynakça [1]. Yeh R. T., Educating Future Software Engineers, IEEE Transactions on Education, Cilt 45, Sayı 1, ubat 2002, sayfa 2-3. [2]. Mayer B., Software Engineering in the Academy, IEEE Computer, Mayıs 2001, sayfa [3]. Gnatz M. vd., A Practical Approach to Teaching Software Engineering, 16 th Conference on SE Education and Teaching (CSEET) 2003, bildiriler kitabı (Internet üzerinden eriildi). [4]. Peslak A. R., Teaching Software Engineering Through Collaborative Methods, Issues in Information Systems, Cilt 5, No. 1, 2004, sayfa [5]. Navarro E. O. vd., Teaching Software Engineering Using Simulation Games, International Conference on Software Engineering 2004, bildiriler kitabı (Internet üzerinden eriildi). [6]. Stirewalt, R. E. K., Teaching Software Engineering Bottom Up, American Society for Engineering Education Annual Conference 2004, bildiriler kitabı (Internet üzerinden eriildi). [7]. Sobel A. E. K., ed., Computing Curricula Software Engineering Volume, First Draft, IEEE ve ACM ortak komitesi raporu, Austos [8]. Bagert D. J. vd., Guidelines for Software Engineering Education, Version 1.0, Ekim 1999, Carnegie- Mellon Univ. Teknik Rapor : CMU/SEI-99-TR032, (Internet üzerinden eriildi). [9]. Pressman, R. S., Software Engineering: A Practitioner s Approach, McGraw-Hill, (Beinci baskısı yayınlanmıtır)