Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы, жизненный цикл информационных систем.pdf

• 1. CASE-средства и их функции

Термин CASE-средства (Computer Aided Software Engineering) применяет для обозначения средств программы, занимающихся поддержкой процесса создания и сопровождения информационной системы. В их включен и анализ, и формулировка требований, создание ПО-приложений (прикладное ПО), баз данных, генерация программного кода, тестирование ПО, нормативно-правовые акты, проверка качества и его поддержание, управление проектом и конфигурациями и др. процессы.

Появлению CASE-технологий и CASE-средств способствовали внедрение и разработка высокоуровневых языков программирования, методы модульного программирования. Развитие информационных технологий подразумевало создание CASE-технологий. Более молодому и неопытному специалисту проще освоиться используя их. Так же большое влияние оказало использование сетевых технологий, способствующих объединению усилий отдельных разработчиков.

Основная потребность в CASE-средствах – это первые этапы анализа и спецификация требований. CASE-технологии имеют преимущества в том, что улучшают качество ПО и его разработки. Стоит и упомянуть, что возможно повторное использование фрагментов ранних разработок. Данная функция поддерживается CASE-технологиями, наряду со снижением времени на создание системы.

Классификация CASE-систем производится по 5 различным показателям:

1. По поддерживаемым методологиям
2. По поддерживаемым графическим нотациям
3. По степени интегрированности
4. По типу и архитектуре вычислительной техники
5. По режиму коллективной разработки проекта
6. По типу операционных систем (см. Табл. 1)

Таблица 1 Классификация CASE-систем

CASE-системы	По поддерживаемым методологиям
	1	функционально (структурно)-ориентированные
	2	объектно-ориентированные
	3	комплексно-ориентированные
	По поддерживаемым графическим нотациям
	1	с фиксированной нотацией
	2	с отдельными нотациями
	3	наиболее распространенными
	По степени интегрированности
	1	tools
	2	toolkit
	3	workbench
	По типу и архитектуре вычислительной техники
	1	ПЭВМ
	2	ЛВС
	3	ГВС
	4	Смешанного типа
	По режиму коллективной разработки проекта
	1	поддерживающие коллективную разработку
	2	ориентированные на режим реального времени
	3	режим объединения подпроектов
	По типу операционной системы
		Windows, UNIX, OS/2 и др

---

Архитектура CASE-средств построенна вокруг репозитория (см. Рис.4).

Ядром системы CASE-средств является репозиторий (база данных проекта), являющийся специализированной базой данных для отображения создаваемой ИС в любой момент времени.

Репозиторий является хранилищем для объектов проектируемой ЭИС и взаимосвязей между ними, всех подсистем обменивающихся данными.

В репозитории содержатся следующие описания объектов:

1. Проектировщики, совместно с соответствующими правами доступа к компонентам системы
2. Структуры организации
3. Диаграмма и их связи между собой
4. Фрагменты диаграмм
5. Структуры данных
6. Модули (программные)
7. Процедуры
8. Библиотеки модулей и др.

Рисунок 4 Архитектура CASE-средств

Графический редактор является частью архитектуры CASE-средств. В своей функции он содержит ряд основных операций:

1. Создание элементов диаграмм и способов связи между ними
2. Задавние описания диаграмм, их элементов и способов связи между ними
3. Редактирование элементов диаграмм и способов связи между ними

Средства графического моделирования предметной области дают возможности разработчикам изучать текущую систему, изменять порядок ее компонентов в необходимых целях и ограничениях в наглядном виде.

Верификатор – служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования ЭИС.

Документатор проекта позволяет получать информацию о состоянии проекта в виде различных отчетов, которые строятся по нескольким признакам (по времени, автору, элементам диаграмм, диаграмме или проекту в целом).

Одним из инструментов проекта является администратор. На администратора проекта возложены следующие функции:

• Инициализация
• Определение параметров в начальной стадии проекта
• Распределение и организация права доступа к элементам проекта
• Наблюдение за состоянием выполнения проекта

Набор утилит для обслуживания и поддержания репозитория называется – сервисом. Сервис выполняет процессы: архивации данных, создания нового репозитория и восстановления данных.

CASE-системы в своем большинстве актуализированы на автоматизацию проектирования и имеют основания идущие к структурному или ориентированым на объект типам программирования.

Одним из наиболее популярных CASE-средств, поддерживающих методологию структурного (функционального проектирования) является пакет AllFusion Modeling Suite, выпущенный компанией Computer Associates (CA).

---

В этот пакет входит 5 продуктов:

1.  AllFusion Process Modeler .AllFusion Process

2.  AllFusion ERwin Data Modeler (ERwin).

3.  AllFusion Data Model Validator (ERwin Examiner).

4.  AllFusion Model Manager (ModelMart).

5.  AIIFusion Component Modeler (Paradigm Plus) (см. Рис.5).

Рисунок 5 Общая схема взаимодействия инструментальных средств AllFusion Modeling Suite

AllFusion Process Modeler (BPwin) является примером CASЕ-cредств верхнего уровня для проведения аналитической и реорганизационной работы в сфере бизнес-процессов. AllFusion Process Modeler поддерживает функциональную модель IDEF0, IDEF3, DFD. Сама функциональная модель создана для выполнения описательной функции действительных деловых процессов ( модель AS-IS) и идеализированной модели (модель TO-BE).

IDEF0 – методология подразумевает наличие строго упорядоченной иерархической системы диаграмм. Обобщая общие черты диаграммы, она в последствии разделяет их на более мелкие части. За разработчиком сохраняется прямая возможность вновь соединить мелкие части, если того желает заказчик. Проверка подобной методологии осуществляется подетально, а не комплексно. Использование DFD включает повышение эффективности документооборота, снижая рабочую нагрузку. IDEF3 методология в свою очередь создает элемент, позволяющий описать логические основы содействия системных компонентов.

BPwin может стать основой для построения модели данных. Существуют определенные технические затруднения в формализации, потому процесс полностью не является автоматизированным. Computer Associates способно предложить вспомогательный инструмент построения модели данных на основе механизма бивекторной связи BPwin - ERwin (стрелка 1 на рис. 5).

Имеющий 2 уровня представления функциональной модели (логический, физический) ERwin способен поддерживать как одновременно два уровня, так и лишь один из них. При этом уровни могут быть синхронизированы (стрелка 2 на рис. 5). Так же ERwin дает возможности к выравниванию модели и содержимого после редактирования каталога.

AllFusion Data Model Validator выполняет роль анализатора ошибок. Поиск ошибок в больших объемах данных чрезвычайно затруднительная вещь. Так же он способен скорректировать данные ошибки, используя готовую модель ERwin или запустив процесс инверсии проектирования базы данных (стрелка 3, 4 на рис. 5).

Объемные проекты часто вызывают проблему с качеством документации. BPwin и ERwin позволяют решать данную проблему, путем генерации отчетов для анализа и документирования моделей. Отчеты способны выводиться в текстовом формате, HTML, .doc и т.д.

---

Создание ИС в текущий момент является сложным делом ввиду того, что пользующиеся им специалисты имеют широкий разброс в базовых навыках и образовании (менеджеры, аналитики, администраторы баз данных и т.д.) Для успешного создания ИС необходима совместная работа всей команды. Для данной цели предлагается система ModelMart, выполняющая функцию общественного доступа к проекту для его участников (стрелка 5 на рис. 5).

Вывод по главе:

Моделирование является важным компонентом разработки программного обеспечения для ведения бизнеса. Моделирование позволяет решить множество организационных задач. Немаловажно в моделировании и техническая сторона процесса, обеспечиваемая CASE-технологиями. CASE-технологии являются важным компонентом создания архитектуры ПО. Они представляют собой различные утилиты, характеризуемые использованием CASE-средств.

В функциях CASE-средств выделяются основные 3: создание диаграмм, создание описания диаграмм и редактирование фрагментов диаграмм. Подобного рода CASE-технологии способствуют комфортизации и универсализации процесса разработки ПО на всех стадиях, но особенно на ранних (стадиях моделирования процесса создания ИС). Графическое моделирование наиболее наглядный способ представления данных. Особенностью данного способа является не только его универсальность, но и гибкость к изменениям. CASE-средства позволяют редактировать неудачные по мнению заказчиков или разработчиков варианты, что является невероятно большим плюсом в использовании подобного рода технологий. CASE-технологии являются системными технологиями и рассчитаны на разработку как большим количеством специалистов, так и достаточно малым.

Одним из важных аспектов CASE-технологий является возможность верификации и отслеживания, дополнения, расширения нормативно-правовой базы (документооборота). Верификатор и документатор одни из составляющих CASE-средств. Они значительно упрощают разработку новых ИС, полностью автоматизирую процессы закрепленные за ними.

Одним из инструментов проекта является администратор. На администратора проекта возложены следующие функции: инициализация, определение параметров в начальной стадии проекта, распределение и организация права доступа к элементам проекта, наблюдение за состоянием выполнения проекта. Набор утилит для обслуживания и поддержания репозитория, основного ядра CASE-средств, называется – сервисом. Сервис выполняет процессы: архивации данных, создания нового репозитория и восстановления данных.

---

Помимо графических компонентов существуют и программы-визуализаторы. Графические редакторы теряют свою актуальность без визуализатора, программы, позволяющей воспроизвести графическое изображение в приемлемой для человеческого восприятия виде. Об этом мы поговорим в следующей главе.

1. Использование Унифицированного языка моделирования (UML) для проектирования информационных систем

   1. Краткий обзор UML

UML – средство проектирования, язык моделирования позволяющий визуализировать, специфицировать, сконструировать и документировать артефакты программных систем.

Данная технология начала разрабатываться в 1994 году, когда Гради Бучем и Джеймсом Рамбо. Изначально в основу их разработки были положены методы моделирования OMT (Object-Modeling Technique) и Booch, первый отвечал в большей степени за анализ, второй за проектирование программных систем. затем к разработкам присоединился Айвар Якобсон, автор технологии OOSE (Object-Oriented Software Engineering), что добавляло спецификацию бизнес-проектов и анализ требований посредством сценариев использования.

Визуализация – важная часть языка UML, она решает и устраняет ряд проблем, возникающих при разработке информационной системы разными разработчиками. А конкретно – языковой барьер: разработчики из разных стран, при перенесении проекта или совместной работе могут не понять сути задачи, визуализация демонстрирует более наглядно ту модель, что они строят. Далее восприятие иерархии классов, которое при отображении исключительно в текстовой форме довольно проблематично, и более наглядно показано при графическом отображении, с уточнением связей и совокупностью всех взаимодействий между объектами. Так же риск потерять часть плана проектирования при потере разработчика уже не так велик, так как весь план отображен и имеется в доступе для всей команды разработчиков.

Под спецификацией подразумевается отсутствие двусмысленностей. Проект по мере процесса его проектирования приобретает все более точные характеристики, такие как интерфейс, выбранные методы анализа и реализации.

---