Файл: Анализ и оценка средств реализации объектно-ориентированного подхода к проектированию экономической информационной системы ( История возникновения объектно-ориентированного подхода проектирования информационных систем ).pdf

Введение

Ещё совсем недавно, никто и подумать не мог, что наступит время, когда компьютер будет неотъемлемой частью повседневной активности человека. Но для того что бы компьютер был полезен, нужно поставить перед ним задачу, и сделать это нужно правильно. Современный человек обращается к компьютеру при помощи очень сложного программного обеспечения, для создания которого используются различные способы проектирования информационных систем (ИС).

В 20 века был отмечен кризис программирования (software crisis), который заключался в том, что масштабные проекты стали выполнятся с существенными задержками или с перерасходом средств на разработку. При этом достаточно большое количество программ не обладали требуемыми функциональными возможностями, вследствие чего их качество не устраивало потребителей. Было проведено множество аналитических исследований для анализа сложившейся ситуации. Результаты были не особо обнадёживающими. В заданный срок на тот момент были завершены только 16% проектов. Из остальных проектов примерно 53% сданы заказчику с существенным опозданием или разработчики превысили запланированные расходы.

Чаще всего причинами неудач являлись: нечеткая или неполная формулировка требований к программному обеспечению, неудовлетворительное планирование, недостаточное вовлечение пользователей в работу над проектом и т.п. Исходя из этого, потребовался новый подход к проектированию информационных систем. Этим подходом стал объектно-ориентированный, который в короткие сроки завоевал огромную популярность. Объектно-ориентированный подход полностью устраняет те недостатки, с которыми ранее столкнулись разработчики программного обеспечения.

Таким образом, объектно-ориентированный подход является, на данный момент самым популярным и широко используемым при проектировании информационных систем. Поэтому целью курсовой работы является анализ и оценка средств реализации объектно-ориентированного подхода к проектированию экономической информационной системы.

Глава 1. История возникновения объектно-ориентированного подхода проектирования информационных систем

Концепция объектно-ориентированного метода проектирования (программирования, анализа, баз данных), - философия разработки систем и представления знаний на базе одного подхода. Главное отличие объектно-ориентированного проектирования информационных систем от структурного заключается в том, что проблема (задача) декомпозируется на объекты (понятия), а не на функции.

Рисунок 1. Декомпозиция ИС при различных подходах проектирования

Считается, что развитие данного метода началось с появления объектно-ориентированного программирования. В конце 20 века Гради Буч, Джеймс Рамбо (OMT – Object Modeling Technique) и Айвар Якобсон (OOSE – Object Oriented Software Engineering) предложили объектно-ориентированные методы разработки программного обеспечения.

Объектно-ориентированные технологии разработки имели явное преимущество перед структурными, но их распространение было ограниченным. Ни один из методов не давал единой и цельной объектной модели системы. А широкому распространению объектно-ориентированных методов для разработки программного обеспечения препятствовало отсутствие стандарта языка объектно-ориентированного моделирования.

В 1994-1996 гг Г. Буч, Дж. Рамбо и А. Якобсон организовали Rational Software Corporation, целью которой было объединение всех успешных разработок в данной области и создание единого стандартного языка объектно-ориентированного моделирования.

Несколько сотен крупных IT компаний, в том числе такие как Microsoft, Hewlett-Packard, IBM, Platinum Technology, Oracle и Rational, провели грандиозную работу, результатом которой стало создание первой версии унифицированного языка моделирования UML (Unified Modeling Language) v 1.0 в январе 1997 года.

Глава 2. Преимущества и сложности объектно-ориентированного подхода

2.1 Преимущества объектно-ориентированного подхода

Как уже упоминалось, главным отличием объектно-ориентированного проектирования информационных систем от структурного является объектная декомпозиция. При этом для описания структуры системы используются термины объектов и связей между ними, а поведение системы описывается при помощи терминов обмена сообщениями между объектами.

Разработчик Града Буч описал объектно-ориентированные системы как более открытые, легче поддающиеся внесению изменений, потому как их конструкция основывается на устойчивых формах. Что позволяет системе меняться постепенно и не требует полной переработки системы даже когда исходные данные и требования существенно меняются. Это является главным преимуществом объектно-ориентированного подхода.

Другие преимущества объектно-ориентированного подхода, отмеченные Бучем, можно описать так:

1. Благодаря объектной декомпозиции есть возможность создания информационных систем меньшего размера, используя общие механизмы, которые и обеспечивают необходимую экономию выразительных средств. Уровень унификации разработки значительно повышается при использовании объектно-ориентированного подхода. И программное обеспечение, и проекты, созданные по объектно-ориентированному методу, пригодны для повторного использования. Что и ведет к сборочному, более быстрому и менее затратному, созданию информационных систем. Часто такие системы получаются компактнее, чем их не объектно-ориентированные аналоги, что означает не только уменьшение объёма программного кода, но и удешевление проекта за счёт использования предыдущих разработок.
2. Объектная декомпозиция предполагает эволюционный путь развития системы на базе относительно небольших подсистем, что минимизирует риск появления сложных информационных систем. Процесс интеграции системы происходит на всех этапах разработки в течении всего времени создания информационной системы, а не становится единовременным событием.
3. Кроме того, объектная модель больше ориентирована на восприятие окружающего мира человеком, а не на компьютерную реализацию. Поэтому такая модель вполне естественна.
4. Множество выразительных возможностей объектных и объектно-ориентированных языков программирования могут быть использованы при применении объектной модели.

Практически всё современное программное обеспечение – объектно-ориентированное, а некоторые из языков программирования (например, Java) предполагают использование объектно-ориентированных структур.

Согласно стандарту объектно-ориентированной модели все системы делятся на объекты (элементы), которые относительно независимы друг от друга. Систему можно собрать из этих объектов, Программные элементы выполняются случайным образом, пока пользователь не остановит выполнение программы.

Концепция «помещения объектов в оболочку» - одна из причин высокой популярности объектного подхода, которая даёт возможность обеспечить функциональные требования для приложений, использующих мультимедиа компоненты. Примером таких приложений можно назвать компьютерные обучающие системы, современные банковские приложения.

Объектно-ориентированный подход к разработке систем предполагает процесс по итерациям с наращиванием возможностей. На этапах анализа, проектирования и реализации создаётся единый проектный документ, единая модель проекта. Которая на данных этапах конкретизируется, обрастает новыми деталями, изменяется в соответствии с успешными результатами итераций, совершенствуется. Выпускаются модули программы с наращенными возможностями, которые должны поддерживать изменения требований к системе и обеспечивать обратную связь, которая необходима для продолжения работы над модулями.

Модели, создаваемые на всех этапах разработки (анализ, проектирование, реализация) основаны на одном и том же языке и обладают семантическим богатством, их базовый словарь не имеет существенных отличий (атрибуты, классы, наследование, полиморфизм, методы и другие). Поэтому возможна разработка при помощи последовательной детализации.

2.2 Сложности объектно-ориентированного подхода

Несмотря на то, что объектно-ориентированный подход лишён большинства значительных недостатков структурного подхода, он является источником других сложностей.

1. Проектами с применением объектно-ориентированных методов сложно управлять. Степень продвижения разработки принято измерять с помощью декомпозиции проекта на определенные работы и степени выполнения ключевых этапов. При использовании принципов объектной разработки проектная документация непрерывно изменяется, а границы между этапами очень размыты. В такой ситуации обычно делят проект на небольшие модули, а проектом управляют путём регулярного выпуска новых версий этих модулей.
2. Если серверная часть решения предполагает использование реляционной БД, семантический разрыв между концепцией и реализацией может быть значительным, так как этап анализа выведен на более высокий и абстрактный уровень. Конечно, этапы анализа и проектирования могут проводиться итеративно, наращивая возможности, но часто процесс разработки приходит к необходимости изменения решений по применению реляционных баз данных. Если же в качестве платформы используются объектно-реляционные или объектные базы данных, изменения проекта проходят значительно проще.
3. Кроме того, объектный подход проектирования приводит к возрастающей сложности применяемых решений, что так же не может не сказаться на таких важных характеристиках системы, как сопровождаемость и масштабируемость.

Известный специалист в области программной инженерии А. Вендров говорит, что от объектно-ориентированного подхода не стоит жать немедленной отдачи. Эффект его применения становится заметен после разработки нескольких проектов, повторно используя накопленные модули, которые отражают типовые проектные решения области. Решение перехода на объектно-ориентированную технологию – решение смены мировоззрения, но не просто изучение новых технологий и языков программирования.

Сложности применения объектно-ориентированного подхода есть, но они преодолимы.

В наши дни объектно-ориентированный подход – единственный метод, благодаря которому возможна разработка сложных информационных систем, отличающихся высоким уровнем интерактивности, управляемых событиями.

Глава 3. UML — унифицированный язык моделирования

3.1 Определение Unified Modeling Language

Как уже упоминалось, важным этапом развития объектно-ориентированных систем является создание унифицированного языка моделирования в январе 1997 года. Unified Modeling Language является языком для визуализации, написания спецификаций, документирования и конструирования сложных информационно-насыщенных объектных систем.

UML в настоящее время зарегистрирован как международный стандарт ISO/IEC 19501:2005 «Information technology - Open Distributed».

3.2 Аспекты UML модели

В UML модель могут быть выключены следующие аспекты:

1. Структурный аспект:

• Use-Case-диаграммы, идентифицирующие бизнес-процессы и бизнес-транзакции, их взаимосвязь, соподчиненность и взаимодействие;

Рисунок 2. Пример Use-Case-диаграммы

• Package-диаграммы, описывающие структуру предметной области и иерархическую структуру организации.

Рисунок 3. Пример Package-диаграммы

1. Динамический аспект: Behavior-диаграммы (Activity, Statechart, Collaboration, Sequence), описывающие поведение (жизненный цикл) бизнес-процесcов в их взаимодействии во времени и в пространстве с привязкой к используемым ресурсам и получаемым результатам.

Рисунок 4. Пример Activity-диаграммы