Файл: Анализ и проектирование информационных систем с применением UML.pdf

Введение

В век высоких технологий как никогда раньше в современном мире необходима автоматизация производств, в любой сфере от медицины до логистики без информационных систем не обойтись, они позволяют избегать человеческих фактор и увеличивать мощности предприятий.

В данной курсовой я не буду углубляться в такое обширное понятие как автоматизация, а лишь ограничусь её технической составляющей в момент проектирования. Примером информационной системы проектирования в моем случае будет UML - Unified Modeling Language (унифицированный язык моделирования). UML позволяет, легко проектировать информационные системы использую всю мощь объектно-ориентированного подхода.

Использую UML при проектировании мы визуализируем будущую систему одновременно дополняя её документацией, по сути, мы используем конструктор проектирования, отображая данные в объектно-ориентированном стиле, именно поэтому эта система набрала большую популярность, за свою легкость в использовании.

Язык моделирования UML состоит из словаря и правил пользования, комбинирующих входящие в него слова и выдавая осмысленные конструкции в объектно-ориентируемом стиле. Такое концептуальное проектирование информационных систем позволяет составлять системы с большим количеством взаимосвязанных моделей. В применении к информационным системам это означает, что c помощью UML можно с разных сторон анализировать представления архитектуры системы на протяжении всего цикла ее разработки.

Цель моей работы в том чтобы описать основные принципы проектирования с применением объектно-ориентированного подхода использую унифицированный язык моделирования.

Задачи работы

Обзор основных применений и определений объектно-ориентированного стиля:

• Исследование процесса разработки информационных систем с применением UML
• Использование основных инструментов унифицированного языка моделирования
• Обзор основных понятий UML
• Применение UML на практике.

Выбранная мной тема разделена на две главные части:

• 1)основы объектно-ориентированного подхода, а также проведен обзор унифицированного языка моделирования как составляющей процесса проектирования
• 2)моделирование информационной системы на примере службы доставки

В заключении я сделал выводы по эффективности UML системы в настоящее время и её перспективы дальнейшего развития.

---

Анализ и проектирования информационных систем с применением UML

Объектно-ориентированный стиль

Объектно-ориентированный стиль описывает точную структуру объектов взаимосвязанных между собой и составляющих общую архитектуру приложения, построенную на атрибутах и операциях. В объектной модели системы описаны понятия, и объекты реального мира из которых состоит разрабатываемая системы.

В такой информационной системе отражается практическая составляющая разрабатываемой системы, что характеризуется использованием терминологии прикладной области. Основная задача проектируемой системы является построение бизнес-модели ^[1]организации в её объектном стиле.

Базовыми определениями объектного подхода являются объект и класс, причем одно не может существовать без другого, точнее объект не может быть создан, если он не использует класс. Сама концепция объектно-ориентированного подхода строиться на четырех китах: Инкапсуляции, Наследовании, Полиморфизма и Абстракции;

Инкапсуляция

Инкапсуляция — возможность позволяющая спрятать всю сложность реализации используемого программного интерфейса внутри системы и взаимодействовать с ним посредством простого интерфейса, предоставляющего спецификацию объекта.

Наследование

Наследование — возможность описывать новый класс на основе родительского с передачей всего функционала от ребенка к родителю.

Полиморфизм

Полиморфизм — объектов с единой спецификацией иметь разную реализацию. В упрощенной форме это можно описать, как возможность разных объектов могут выполнять одни и те же действия.

Абстракция

Абстракция — придание объекту свойств, отличающих его от всех других объектов, четко разделяя его концептуальные границы. Основная идея абстракции состоит в том, чтобы разделить способ использования комбинированных объектов данных от деталей их реализаций.

Унифицированный процесс как методология разработки

UML^[2] - это система обозначений, которую можно применять для объектно-ориентированного проектирования используя вышеописанные возможности объектной модели - (Инкапсуляции, Наследовании, Полиморфизма, Абстракции). Каждый унифицированный процесс описывает этапы системы в визуально составляющей диаграмме объектов.

---

Унифицированный процесс (Unified Process) построения процессов реализации жизненного цикла программной разработки представляющей методологию, содержащую ряд этапов разработке, от внедрению и до эксплуатации информационных систем. Она отвечает "на вопросы когда, как, кто, что и с помощью чего реализуется проект[30], а именно содержит описание:

Технологический процесс

Технологический процесс отвечает на вопрос “когда?” и представляет собой последовательности различных типов работ, способных решить поставленную задачу. Технологический процесс в контексте UML отображается в виде диаграммы классов и объектов, на которых видны все этапы работ и их последовательность для каждой стадии разработки информационной системы;

Виды деятельности

Виды деятельности отвечают на вопрос “как?” и представляют собой задачи, осуществляемые исполнителями (рис. 1).

рис. 1. – Вид деятельности (Dia - редактор схем и диаграмм).

Исполнители

Исполнители отвечают на вопрос “кто?” и представляют собой отдельные лица или группы лиц, выполняющие реализацию проекта. Исполнитель характеризуется строгими обязательствами (ролями) и набором функций (видов работ), который определяет его поведение. Во время разработки проекта исполнитель может выступать в разных ролях (рис. 2).

Рисунок 2 – исполнитель (Dia - редактор схем и диаграмм).

Артефакты

Артефакты отвечают на вопрос что и представляют из себя набор информации, изменяемой, создаваемой или используемой исполнителями в реализовываемом проекте. Следует уточнить, что артефакт – это не только то, что образуется в результате выполнения задач (рис. 3).

• технические артефакты – модели систем, исходники программ, готовый технический продукт, документация к проекту и т.п), но и то, что направляет эту деятельность
• артефакты управления – план разработки, тех. задание, инструкции и т. п.;

Рисунок 3 – артефакты (Dia - редактор схем и диаграмм).

Используемые утилиты

Используемые утилиты, отвечающие на вопрос “с помощью чего?” – программных софт, который применяется при выполнении работ.

Архитектура унифицированного процесса

---

Архитектура унифицированного процесса состоит из следующих информационных составляющих:

• интерактивное проектирование;
• проектирование основывается на требованиях, реализация и модификация которых постоянно мониториться^[3]. Главные требования являются функциональные особенности системы;
• модели системы осуществляют модульную архитектуру, позволяющую продуктивно распределять задания между исполнителями, при этом достигая максимальной степени повторного использования сделанных компонентов в сопутствующих проектах; Такую архитектуру часто применяют в Фреймворках^[4].
• использование визуального моделирования при создании согласованной концепции всех направлений разрабатываемой системы;
• технологические процессы разрабатываться с применением множества утилит которые недолжны различаться у исполнителей

Спиральная модель жизненного цикла

Унифицированный процесс можно представить в виде спиральной модели жизненного цикла используемого программного обеспечения.

Рисунок 5 – Спиральная модель жизненного цикла

Любой из витков расширяющейся спирали обозначает итеративное увеличение возможностей функциональности системы при схожем наборе технологических фаз (рис. 5).

Внутри каждой фазы реализация также происходит по спиральной модели. В начале каждого старта каждого этапа вычисляется количество итераций, с заданным увеличением степени преимуществ поставленной задачи. Если рассмотреть итерацию изнутри, то в ней осуществляются все процессы, начиная от формирования и заканчивая внедрением требований к системе.

Этапы жизненного цикла

В унифицированном процессе применяется временное разбитие жизненного цикла на несколько основных этапов по порядку:

1. начало;
2. уточнение;
3. конструирование;
4. переход.

Каждая фаза оканчивается достижением результата используемого для управления следующими процессами или же завершает проектирование оправленного процесса (рис. 6). На UML диаграмме технологического процесса можно посмотреть весь жизненный цикл бизнес процесса (рис. 7).

---

Рисунок 6 – Распределение процессов

Рисунок 7 – Диаграмма технологического процесса(Dia - редактор схем и диаграмм).

Все виды функционирование направлены на создание артефактов, основным из которых и является сама система, но здесь надо уточнить, что со стороны исполнителя разработанные модели информационных систем также очень важны потому что, они выступают в качестве управляющей и направляющей информации, а также фиксируют результат всех видов отношений.

В унифицированном процессе модели, отображаются главные технологические процессы, каждый из которых характеризуется набором согласованных Unified Modeling Language диаграмм и документов, представленных в таблице ниже.

Модели унифицированного процесса

Таблица 1

Процесс	Модель	Описание
Формирование требований	Варианты использования	Отображает значимые функциональные требования к разрабатываемой системе в форме, наглядной для всех заинтересованных лиц. Под значимыми имеются в виду требования, реализация которых принесет пользователям существенный и ощутимый. Модель обладает минимальной формализованностью, однако именно она управляет всем процессом проектирования
Анализ требований	анализ	Конкретизирует варианты использования с позиции формирования внутренней архитектуры системы: состава классов анализа и отношений между ними.
Проектирование	проектирование	Детализирует представление алгоритмов работы системы и внутренней архитектуры Используется внутри организации, проектирующей систему
Реализация	реализация	Описывает исполняемую систему: компоненты (исходные тексты, исполняемые модули пр.) и схемы развертывания системы
Тестирование	тестирование	Используется для проверки соответствия полученной информационной системы исходным требованиям

Данные модели описывают проектируемую систему на разных уровнях абстракции и с разными представлениями. При этом одни и те же элементы могут вместе применяться в разных моделях имеющих разную степень детализации (рис. 8).

рисунок 8 - графическое обозначение модели(Dia - редактор схем и диаграмм).

---