Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (Методы и средства создания информационной системы).pdf

К этой группе относится метод «сверху вниз» (нисходящее проектирование), где формализация процесса проектирования осуществляется в виде графа-дерева, а проектирование можно начинать с любой задачи и вести параллельно для нескольких.

Проектную документацию можно создавать одновременно с принятием проектных решений (например, с разработкой программ), И при этом сохраняется их полное соответствие.

Применение метода «сверху вниз» можно рассмотреть на примере функциональной подсистемы бухгалтерского учета, охватывающая различные комплексы задач, задачи, подзадачи, процедуры и др.

Модульный метод проектирования связан с созданием программного и информационного обеспечения из множества относительно независимых модулей. Модули имеют информационные взаимосвязи, которые определяются таким образом, что каждый модуль не имеет информации о внутреннем содержании других модулей, кроме той, которая содержится в спецификациях интерфейса.

Оптимальный модульный синтез имеет следующие преимущества:

- упрощаются разработка и настройка ПО;

- упрощается дальнейшая модификация системы (модульные программы можно улучшить простой заменой отдельных модулей, которые функционально эквивалентны, но имеют лучшие системные характеристики);

- улучшаются управляющие программы;

- обеспечивается возможность применения технических средств;

- улучшается использование возможностей программистов.

Однако применение оптимального модульного синтеза связано с изменением традиционной методологии проектирования, увеличением трудоемкости анализа собранного материала на этапе предпроектного обследования, с появлением дополнительной работы по анализу большого количества альтернатив, разбивкой существующей системы на подсистемы (задачи). Возрастает трудоемкость разработки интерфейса и согласования модулей.

Разбивка программного и информационного обеспечения ИС на отдельные модули и их дальнейшее сопряжения является самым тяжелым и слабо формализованным процессом, так как распределение и сопряжения связанные с планированием и организацией работы программистов и аналитиков (поставщиков задач).

Структурный метод предполагает наличие программ, динамично налаживаются на структуры массивов информационного фонда системы. При этом описание массивов следует формализовать, а их сохранение и поддержание в адекватном состоянии должны быть организованы в системе информационного фонда. Этот метод используют при создании БД, он направлен на обеспечение логической и физической независимости данных.

---

Метод «на основе математической модели» предусматривает для решения задачи выбор и разработка экономико-математической модели, включающей создание алгоритма решения и составления приложения.

Метод непрерывности развития системы заключается в том, что после создания ИС в процессе ее функционирования появляются новые, меняются действующие задачи управления, возникает необходимость внести изменения в систему. При проектировании ИС в логику приложений должны быть заложены также как организация данных во вторичной памяти ЭВМ, так и методы доступа к ним, обеспечивает физическую независимость задач и позволяет автоматизировать внесение изменений.

Методы проектирования ИС способствуют повышению качества создаваемых проектов, росту производительности труда всех специалистов-разработчиков проекта, снижению стоимостных и трудовых затрат на проектирование, сокращению сроков выполнения проектных работ, упрощению внедрения, сопровождения и модернизации функционирующей ИС.

При организации процесса проектирования, автоматизации выполнения проектных работ применяют следующие средства:

- технические - образуют локальную вычислительную сеть (ЛВС) процесса проектирования;

- языковые - используются для формального описания задач и обеспечивают различные способы отображения информационных входов, выходов и алгоритмов их преобразования.

При проектировании ИС используют процедурные (ФОРТРАН, Паскаль, ПЛ-1 и т.д.) и Непроцедурные (Пролог, ЛИСП и др.) Языка. Языковые средства высокого уровня непроцедурный типа применяют как формальные средства для обеспечения однозначности и возможности анализа ИС. Например, на предпроектной стадии для анализа результатов обследования ИС используют языковые средства, основанные на аппарате теории отношений для спецификации структурных свойств и алгоритмических связей компонентов ИС.

Для отображения семантики первичных информационных совокупностей показателей эффективным является аппарат теории фреймов.

Фрейм - это структура данных для представления знаний в конкретной предметной области. Подобно записи, фрейм состоит из отдельных полей, заполненных смысловыми понятиями предметной области. Поля фрейма связаны между собой отношениями, реализованными, как правило, в виде отдельных процедур. Например, для представления знаний о витую пружину в САПР машиностроения используется фрейм «ПРУЖИНА». Поля этого фрейма - диаметр и шаг намотки пружины, диаметр проволоки, количество витков, свойства материала проволоки и др.

---

Отношениями в этом фрейме является уравнение, составляющих математическую модель пружины.

При разработке ПО большое значение имеет выбор языка, поскольку от нее во многом зависит характеристик создаваемой системы:

- успешность и скорость внедрения;

- простота эксплуатации и проектированию программы;

- эффективность функционирования сложного программного комплекса.

Программные средства делятся на локальные и комплексные. Первые применяются для автоматизации отдельных проектных работ и могут использоваться при проектировании независимо друг от друга. К ним относятся:

1. Генераторы программ, предназначенные для реализации типовых программ обработки данных.

2. Автономные ППП.

3. Системы программирования: трансляторы, интерпретаторы, генераторы ППП, макрогенераторы и др.

Транслятор - это программа, переводит текст, записанный на входном языке, на объектный язык.

Интерпретатор - речевой процессор, в котором анализ исходной программы и ее выполнения смещены во времени.

Генераторы ППП предназначены для автоматизированного конструирования программ решения задач с более или менее узких классов.

Макрогенераторы характеризуются наличием базового языка и средств макрорасширения для введения в язык новых объектов и операторов. Они позволяют записывать в более компактном виде то, что может быть представлено средствами базового языка.

4. СУБД - специализированная система программирования с двумя входными языках: на языке описания данных (МОД) и языком манипулирования данными (ММД).

5. Системы телеобработки, предназначенные для обеспечения интерактивного взаимодействия пользователей (здесь - разработчиков проекта) и ЭВМ. Функционируют они на основе применения ППП.

6. Инструментальные средства проектирования - совокупность взаимосвязанных специальных программных средств, предназначенных для инструментальной поддержки отдельных элементов процесса создания проекта ИС (например, интегрированный ППП Clarion).

7. Отдельные элементы комплексных средств - система программирования МОД, к которым относятся:

- файловая система (ФС), оперирующей совокупностями неструктурированной и неинтерпретованной информации на уровне ОС. Она предназначена для обмена данными в рабочих программах на уровне отдельных записей, образуя файлы, связанные с решением задач по поиску записей в файлах (то есть установления адресов их размещения в физических блоках), а также минимизации обмена благодаря буферизации файлов и независимости размеров логических записей, физических блоков и др .;

---

- система управления данными (СУД), что оперирует данными, которые изымаются из записей; поэтому файлы содержат информации об основных структурные единицы, которые составляют записи. Суд является надстройкой над ФС и определяет способ сохранения файлов, их организацию и доступ к ним;

- СУБД.

8. Средства ОС вычислительного комплекса (системное ПО), предназначенные для расширения функциональных возможностей ЭВМ, автоматизации планирования очередности выполнения вычислительных работ, контроля и управления процессами обработки данных, а также для автоматизации работы программистов.

Комплексные средства являются основой элементного, подсистемные, объектного и автоматизированного методов проектирования. К ним относят: ТПР, комплексы ППП общесистемного (или методоориентованого) и функционального назначений; типовые проекты АСУ; САПР.

Комплексные средства позволяют автоматизировать процесс создания проекта ИС в целом или разработки отдельных ее подсистем, комплексов.

2. Технология создания информационной системы

Технологии проектирования информационной системы является совокупность методов и средств создания ИС, используемых организационных приемов и технических средств, ориентированных на создание или модернизацию проекта ИС.

Основой технологии создания ИС является технологический процесс, под которым понимаем деятельность коллектива специалистов, направленную на разработку проекта информационной системы, который удовлетворяет необходимые потребительские качества, при использовании соответствующих средств проектирования и выделенных ресурсов.

Технологический процесс определяет действия, их последовательность, исполнителей, средства и ресурсы, необходимые для выполнения этих действий. Технология создания информационной системы должно распространяться на весь жизненный цикл соответствующей системы.

Технологический процесс делится на отдельные стадии, этапы или составные части.

1. По стадиям и этапам создания системы, которые заканчиваются составлением конкретной проектной документации. Сам процесс создания может быть расторгнут во времени или выполняться другим коллективом. На каждом из этих этапов существует своя технология его осуществления с соответствующими технологическими операциями, которые учитывают особенности выполнения работ на данном этапе.

---

2. Технологические процессы проектирования отдельных составных частей системы: компоненты, функции, комплексы задач, задачи, процессы, программы или по отдельным видам обеспечения системы.

Технология создания информационной системы должна формироваться несмотря на то, что средств проектирования много, их количество постоянно увеличивается и для каждого из них нужно создавать свою технологию применения. Большое количество различных технологических процессов создания информационной системы обусловлена ​​многообразием средств и методов проектирования, спецификой экономических объектов, квалификационному составу и уровню профессиональной подготовки проектных коллективов, ориентацией на различные комплексы технических средств. Поэтому технологический процесс нужно разделить на технологические операции (модули), под которыми понимаем самостоятельную часть технологического процесса, в которой определены вход, выход, преобразователь, ресурсы и средства.

Входом и выходом могут быть документы, параметры, данные или знания о технологическую операцию или объект. Преобразователь - это методика, формализованный алгоритм или машинный алгоритм преобразования входа технологической операции в ее выход. Преобразователи могут быть ручные, человеко-машинные и автоматические (машинные). Ресурсы - это нормированное значение трудовых, материальных, финансовых и технических ресурсов.

3. Особенности метода объектного проектирования

Объектно-ориентированное проектирование - это методология проектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления логической и физической, а также статической и динамической моделей проектируемой системы. UML реализует объектно-ориентированный подход к разработке сложных систем следующими средствами:

1) программная система представляется в виде множества самостоятельных сущностей, взаимодействующих друг с другом.

2) класс - это группа сущностей, обладающих подобными свойствами, а именно, данными и поведением;

3) Данные правила определяют способ взаимодействия с окружением, и скрывают детали реализации, то есть - данные и методы инкапсулированные в объекте,

4) при поведением объекта в UML понимаются любые правила взаимодействия объекта с внешним миром и с данным самого объекта;

---