Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы ( Программные продукты, применяемые для реализации объектно-ориентированного подхода).pdf

Поскольку детали реализации классов обычно неизвестны, то программисту, если он хочет разобраться в том или ином классе, нужно опираться на документацию и на используемые имена. И время, которое было сэкономлено на том, что удалось обойтись без написания собственного класса, должно быть отчасти потрачено (особенно вначале освоения) на то, чтобы разобраться в существующем классе.

Документирование классов — задача более трудная, чем это было в случае процедур и модулей. Поскольку любой метод может быть переопределен, в документации должно говориться не только о том, что делает данный метод, но также и о том, в каком контексте он вызывается. Ведь переопределенные методы обычно вызываются не клиентом, а самим каркасом. Таким образом, программист должен знать, какие условия выполняются, когда вызывается данный метод. Для абстрактных методов, которые пусты, в документации должно даже говориться о том, для каких целей предполагается использовать переопределяемый метод.

В сложных иерархиях классов поля и методы обычно наследуются с разных уровней. И не всегда легко определить, какие поля и методы фактически относятся к данному классу. Для получения такой информации нужны специальные инструменты вроде навигаторов классов. Если конкретный класс расширяется, то каждый метод обычно сокращают перед передачей сообщения базовому классу. Реализация операции, таким образом, рассредоточивается по нескольким классам, и чтобы понять, как она работает, нам приходится внимательно просматривать весь код.

Методы, как правило, короче процедур, поскольку они осуществляют только одну операцию над данными. Зато количество методов намного выше. Короткие методы обладают тем преимуществом, что в них легче разбираться, неудобство же их связано с тем, что код для обработки сообщения иногда «размазан» по многим маленьким методам.

Абстракция данных ограничивает гибкость клиентов. Клиенты могут лишь выполнять те операции, которые предоставляет им тот или иной класс. Они уже лишены неограниченного доступа к данным. Причины здесь аналогичны тем, что вызвали к жизни использование высокоуровневых языков программирования, а именно, чтобы избежать непонятных программных структур.

Абстракцией данных не следует злоупотреблять. Чем больше данных скрыто в недрах класса, тем сложнее его расширять. Отправной точкой здесь должно быть не то, что клиентам не разрешается знать о тех или иных данных, а то, что клиентам для работы с классом этих данных знать не требуется.

Часто можно слышать, что ООП является неэффективным. Как же дело обстоит в действительности? Мы должны четко проводить грань между неэффективностью на этапе выполнения, неэффектиностью в смысле распределения памяти и неэффективностью, связанной с излишней универсализацией.

1. Неэффективность на этапе выполнения. В языках типа Smalltalk сообщения интерпретируются во время выполнения программы путем осуществления поиска их в одной или нескольких таблицах и за счет выбора подходящего метода. Конечно, это медленный процесс. И даже при использовании наилучших методов оптимизации Smalltalk-программы в десять раз медленнее оптимизированных C-программ [Cha92].

В гибридных языках типа Oberon-2, Object Pascal и C++ посылка сообщения приводит лишь к вызову через указатель процедурной переменной. На некоторых машинах сообщения выполняются лишь на 10% медленнее, чем обычные процедурные вызовы. И поскольку сообщения встречаются в программе гораздо реже других операций, их воздействие на время выполнения влияния практически не оказывает.

Однако, существует другой фактор, который затрагивает время выполнения: это абстракция данных. Абстракция запрещает непосредственный доступ к полям класса и требует, чтобы каждая операция над данными выполнялась через методы. Такая схема приводит к необходимости выполнения процедурного вызова при каждом доступе к данным. Однако, когда абстракция используется только там, где она необходима (т.е. не из одной лишь прихоти), то замедление вполне приемлемое.

2. Неэффективность в смысле распределения памяти. Динамическое связывание и проверка типа на этапе выполнения требуют по ходу работы информации о типе объекта. Такая информация хранится в дескрипторе типа, и он выделяется один на класс. Каждый объект имеет невидимый указатель на дескриптор типа для своего класса. Таким образом, в объектно-ориентированных программах требуемая дополнительная память выражается в одном указателе для объекта и в одном дескрипторе типа для класса.

3. Излишняя универсальность. Неэффективность может также означать, что программа имеет ненужные возможности. В библиотечном классе часто содержится больше методов, чем это реально необходимо. А поскольку лишние методы не могут быть удалены, то они становятся мертвым грузом. Это не воздействует на время выполнения, но влияет на возрастание размера кода.

Одно из возможных решений — строить базовый класс с минимальным числом методов, а затем уже реализовывать различные расширения этого класса, которые позволят нарастить функциональность.

Другой подход — дать возможность компоновщику удалять лишние методы.

Такие интеллектуальные компоновщики уже доступны для различных языков и операционных систем.

Oberon избрал третий путь избавления от излишней универсальности.

Программные части могут добавляться на этапе выполнения. Таким образом, нет надобности загружать всю программу целиком, а можно обойтись лишь теми ее частями, которые в данный момент необходимы. Как показала практика, это экономит гораздо больше кода, чем можно добиться при удалении лишних методов.

Таким образом, нельзя утверждать, что ООП вообще неэффективно.

Если классы используются лишь там, где это действительно необходимо, то потеря эффективности и на этапе выполнения и в смысле памяти сводится практически на нет.

• 1. Программные продукты, применяемые для реализации объектно- ориентированного подхода

Существует великое множество продуктов, применяемых для реализации объектно-ориентированного подхода при проектировании информационных систем. Вот некоторые из них: AllFusion Process Modeler, AllFusion Data Modeler, IDS Sheer ARIS Express, IBM Rational Rose, IBM Rational Enterprise Architect, IBM Rational Team Concert, Microsoft Visual Studio, Microsoft Team Foundation Server, Embarcaderor RAD Studio, Component Builder, CVS, SVN, Microfocus StarTeam, Apache ANT, Apache Maven, MSBuild, JetBrains dotTrace, JetBrains Reflector, JetBrains ReSharper, Atlassian Jira, Atlassian Confluence, Microsoft Project, Gantt Project, IBM Rational Robot, IBM Rational Functional Tester, IBM Rational Performance Tester, IBM Rational Purify, IBM Rational Quantity, IBMRational PureCoverage. Рассмотрим некоторые из них.

• 1. Программа компьютерного моделирования BPwin (AllFusion Process Modeler)

BPwin - мощный инструмент моделирования, разработанный фирмой Computer Associates Technologies который используется для анализа, документирования и реорганизации сложных бизнес-процессов. Модель, созданная средствами BPwin, позволяет четко документировать различные аспекты деятельности - действия, которые необходимо предпринять, способы их осуществления, требующиеся для этого ресурсы и др. Таким образом, формируется целостная картина деятельности предприятия - от моделей организации работы в маленьких отделах до сложных иерархических структур. При разработке или закупке программного обеспечения модели бизнес-процессов служат прекрасным средством документирования потребностей, помогая обеспечить высокую эффективность инвестиций в сферу IT. В руках же системных аналитиков и разработчиков BPwin - еще и мощное средство моделирования процессов при создании корпоративных информационных систем (КИС).

В чем польза от BPwin.

Модели BPwin дают основу для осмысления бизнес-процессов и оценки влияния тех или иных событий, а также описывают взаимодействие процессов и потоков информации в организации. Неэффективная, высокозатратная или избыточная деятельность может быть легко выявлена и, следовательно, усовершенствована, изменена или устранена в соответствии с общими целямиорганизации.

Внешние обстоятельства зачастую вынуждают вносить изменения в деятельность организации. Последствия этих изменений должны быть тщательно изучены и осмыслены перед тем, как система будет переделана с их учетом. BPwin может помочь пользователю на протяжении всего цикла, предоставив возможность оптимизировать бизнес-процесс, которого коснутся эти изменения.

С помощью BPwin пользователь может сделать свою работу более продуктивной. Действия и другие объекты создаются буквально несколькими щелчками мыши, а затем легко отбуксированы в нужное место. Интерфейс BPwin, выполненный в стиле "проводника" облегчает навигацию и редактирование сложных процессов с иерархической структурой. Развитые возможности изменения масштаба представления позволяют быстро найти и сосредоточиться на необходимой для работы части модели процесса.

BPwin позволяет:

• Обеспечить эффективность операций, рассматривая текущие бизнес-операции через мощные инструменты моделирования.
• Совершенствовать бизнес-процессы, формулируя и определяя альтернативные реакции на воздействия рынка.
• Быстро исключать непродуктивные операции, легко и интуитивно сопоставляя операционные изменения. Неэффективные, неэкономичные или избыточные операции могут быть легко выявлены и, следовательно, улучшены, изменены или вовсе исключены - в соответствии с целями компании.

BPwin (теперь AllFusion Process Modeler) — программный продукт в области реализации средств CASE-технологий. Позволяет проводить описание, анализ и моделирование бизнес-процессов. Занимает одно из лидирующих мест в своём сегменте рынка. В настоящее время выпускается компанией Computer Associates. Распространяется на коммерческой основе.

Включает три стандартные методологии: IDEF0 (функциональное моделирование), DFD (моделирование потоков данных) и IDEF3 (моделирование потоков работ). Эти методологии по-своему уникальны. Каждая из них может быть выполнена отдельно с помощью BPwin, но их совокупность заключённая в модель даёт аналитику полную картину предметной области клиента.

Полное (новое) название BPwin: AllFusion Process Modeler.

Кому нужен BPwin: всем компаниям, желающим добиться оптимальности и эффективности собственного бизнеса или бизнеса заказчиков. Руководителям проектов, бизнес-аналитикам, системным аналитикам, руководителям, маркетологам, консультантам, менеджерам по качеству и др.

Аргументы и факты:

• поддерживает сразу три стандартные нотации - IDEF0 (функциональное моделирование), DFD (моделирование потоков данных) и IDEF3 (моделирование потоков работ). Эти три основных ракурса позволяют описывать предметную область более комплексно;
• позволяет повысить эффективность бизнеса, оптимизировать любые процедуры в компании;
• полностью поддерживает методы расчета себестоимости по объему хозяйственной деятельности (функционально-стоимостной анализ, ABC);
• не дорог, распространён, по нему много информации и компетентных специалистов;
• лёгок в освоении и применении, есть курсы на русском языке
• позволяет облегчить сертификацию на соответствие стандартам качества ISO9000
• является стандартом де-факто, интегрирован с ERwin (для моделирования БД), Paradigm Plus (для моделирования компонентов ПО) и др
• благодаря вышеупомянутой интеграции и поддержке совместной, командной работы над одними и теми же моделями (с помощью ModelMart), не имеет аналогов для крупных проектов.
• Пример модели, построенной в Bpwin интегрирован со средством имитационного моделирования Arena. Имитационное моделирование - создание компьютерной модели системы (физической, технологической, финансовой и т. п.) и проведение на ней экспериментов с целью наблюдения/предсказания. Реальный эксперимент проводить дороже, а зачастую опасно или невозможно;
• содержит собственный генератор отчётов;
• позволяет эффективно манипулировать моделями - сливать и расщеплять их;
• имеет широкий набор средств документирования моделей, проектов.

Некоторые достоинства BPwin.

BPwin автоматизирует решение многих вспомогательных задач, которые обычно связаны с построением модели процесса, и обеспечивает логическую строгость, необходимую для достижения корректных и согласованных результатов. BPwin отслеживает связи в диаграммах, сохраняя их целостность при внесении изменений в модель. Динамическая "подсветка" объектов служит подсказкой при построении модели и предостерегает от повторения распространенных ошибок в моделировании. Кроме этого, BPwin поддерживает заданные пользователем свойства, что позволяет вносить соответствующую вашим потребностям информацию.