Файл: Анализ и оценка средств реализации объектно-ориентированного подхода к проектированию экономической информационной системы (Структура и основные понятия объектно-ориентированного).pdf

1. Анализ средств проектирования экономических информационных систем.

1.1. Объектно-ориентированных подход к проектированию информационных систем

Принципиальным отличием объектно-ориентированного подхода от других является способ декомпозиции системы. ООП использует объектную декомпозицию, структура которой описывается на основе понятий объектов и связей между ними. При этом поведение системы, представляется в виде взаимодействия между ними. Главной задачей такой технологии является построение бизнес-модели организации, которая позволяет сразу перейти от модели предметной области к модели, в которой определены объекты, отвечающие за реализацию ее бизнес-функций, которые составляют основу будущей информационной системы.

Базовыми понятиями подхода являются объект и класс, которые появились практически независимо друг от друга в различных областях, связанных с информационными и компьютерными технологиями [9].

Согласно [9, с. 23–25] объект – это абстракция (проекция, модель) реальной или воображаемой сущности с четко определенными границами, индивидуальностью, состоянием и поведением. Или другими словами это предмет или явление, имеющее четко определенное поведение и обладающее состоянием, поведением и индивидуальностью.

Абстракция – способ познания, базирующаяся на умозрительном выделении значимых свойств и связей предмета и отделении от незначимых его свойств и связей [17]. При этом «значимое» и «незначимое» определяются предметной областью. В ООП абстракция – это модель сущности, описывающая ее свойства и поведение. Примерами реальных сущностей могут служить автомобиль, сервисный центр или сервисмен, а воображаемых – технология выполнения сервисных операций или работа автоматической коробки передач в зависимости от установленного режима, силы нажатия на педаль газа и прочих условий.

Важным качеством ООП является глубокая связь моделей функционирования организации и моделей проектируемой информационной системы на всех стадиях жизненного цикла [2-4]: от формирования требований до реализации. На основе таких моделям можно проследить отображение реальных структурных единиц организации в объекты и классы информационной системы.

---

Большинство существующих методов объектно-ориентированного подхода включают унифицированный язык моделирования и описание унифицированного процесса моделирования, о которых подробнее будет рассказано в следующих параграфах. Унифицированный процесс – это описание этапов, которые необходимо реализовать при разработке проекта. Унифицированный язык моделирования UML, содержащий стандартный набор диаграмм для представления модели предметной области используется в качестве языка моделирования объектно-ориентированного подхода.

Унифицированный язык моделирования (UML) представляет собой основу унифицированного процесса проектирования ЭИС, который в свою очередь является основной особенностью и преимуществом объектно-ориентированного подхода [8, 19]. Оба (и язык и процесс) разрабатывались совместно, поэтому начинать рассмотрение UML следует с изучения основных принципов универсального процесса.

1.2. Унифицированный процесс разработки экономических информационных систем.

Унифицированный процесс как последовательность реализации жизненного цикла программного обеспечения представляет собой методологию, содержащую детальное описание этапов и работ по разработке и внедрению информационных систем. Она дает развернутый ответ «на вопросы когда, как, кто, что и с помощью чего реализует проект» [12, 20] и, в частности, содержит описание:

• технологических процессов (ответ на вопрос «когда?») т.е. последовательности различных видов работ, дающих решение поставленной задачи. Технологический процесс, обычно, изображается в виде диаграммы, на которой представлен состав работ и их последовательность для заданной стадии разработки ЭИС;
• видов деятельности (ответ на вопрос «как?») – работ, которые реализуются исполнителями (рисунок 1);
• исполнителей (ответ на вопрос «кто?») – осуществляющие реализацию проекта отдельные лица или группы. Исполнитель характеризуется определенными обязанностями (ролью) и набором функций (видов работ), который определяет его поведение. Один и тот же исполнитель может выступать в разных ролях (рисунок 2);
• артефактов (ответ на вопрос «что?») – информации, создаваемой, изменяемой или используемой исполнителями в процессе реализации проекта. Артефактом может быть не только то, что создается в результате выполнения работ (технические артефакты – исходные коды программ, модели системы, готовая ЭИС, документация и пр.), но и то, что направляет эти работы (артефакты управления – техническое задание, инструкции, план и пр.) (рисунок 3);
• используемых утилит (ответ на вопрос «с помощью чего?») – программных систем, которые используются при выполнении работ.

---

Рисунок 1 – Пример вида деятельности

Рисунок 2 – Пример исполнителя

Рисунок 3 – Примеры артефактов

Основными принципами унифицированного процесса являются [10- 12] следующие:

• проектирование ведется итеративно;
• проектирование опирается на требования, реализация и изменение которых постоянно отслеживаются. Основными требованиями являются функциональные (варианты использования системы);
• модели системы должны быть ориентированы на модульную архитектуру, которая позволяет эффективно распределять работы и обязанности между исполнителями, а также достичь максимально высокой степени повторного использования созданных компонентов в будущих проектах;
• применение визуального моделирования для того, чтобы создать полное и согласованное представление всех аспектов разрабатываемой системы. Поэтому в качестве основного средства моделирования применяется UML;
• все технологические процессы должны поддерживаться согласованным множеством утилит.

Унифицированный процесс можно представить в виде спиральной стратегии жизненного цикла информационной системы, которую разработал Барри Боэм [20] (рисунок 4).

Рисунок 4 – Спиральная стратегия жизненного цикла

Каждый виток расширяющейся спирали символизирует итеративное увеличение функциональности системы при одинаковом наборе технологических процессов и фаз (рисунок 5) [1, 5, 6]. Внутри каждой из фаз разработка также производится по спиральной модели. Перед стартом каждого этапа определяется количество итераций, с заданным приращением степени достижения поставленной задачи. Внутри каждой итерации реализуются все процессы: от формирования требований до внедрения [18, 19].

В унифицированном процессе используется временное разбиение жизненного цикла на четыре этапа: начало, уточнение, конструирование и переход. Каждый этап (фаза) завершается достижением определенного результата, который в дальнейшем используется для управления последующими работами, либо завершает проектирование.

Рисунок 5 – Распределение процессов при проектирование информационной системы

Технологический процесс можно представить в виде диаграммы. На рисунке изображена обобщенная схема «Управления проектом» [19].

---

Рисунок 6 – Диаграмма технологического процесса «Управление проектом»

Все виды работ в рамках проектирования информационной системы направлены на создание артефактов, главным из которых является сама система. С точки зрения исполнителей не меньшую ценность представляют собой разработанные модели, т.к. они выступают в качестве управляющей и направляющей информации и фиксируют результаты различных видов деятельности. В унифицированном процессе модели, обычно, отображают основные технологические процессы. Каждая из них представляет собой набор взаимосвязанных UML-диаграмм и документов. Характеристика каждой из моделей представлена таблице 1 [18, 22].

Таблица 1 – Характеристика унифицированных моделей

Процесс	Модель	Описание
Формирование требований	Модель вариантов 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	Модель анализа	Конкретизирует варианты использования с позиции формирования внутренней архитектуры системы: состава классов анализа и отношений между ними.
Проектирование	Модель проектирования	Детализирует представление алгоритмов работы системы и внутренней архитектуры Используется внутри организации, проектирующей систему
Реализация	Модель реализации	Описывает исполняемую систему: компоненты (исходные тексты, исполняемые модули пр.) и схемы развертывания системы
Тестирование	Модель тестирования	Используется для проверки соответствия полученной информационной системы исходным требованиям

Данные модели формализуют разрабатываемую систему на различном уровне абстракции с разных точек зрения. При этом один и тот же элемент может одновременно использоваться в разных моделях с различной степенью детализации. На рисунке 7 представлено графическое обозначение модели.

Рисунок 7 – Модель

---

Модели могут входить в состав друг в друга. Такая вложенность моделей может быть представлена двумя способами (рисунок 8).

Рисунок 8 – Способы иллюстрации вложенности моделей

Множество получаемых в унифицированном процессе артефактов может отображаться в виде диаграммы, также как и технологический процесс. На рисунке 9 представлен пример диаграммы артефактов «Управления проектом» [19].

Рисунок 9 – Диаграмма артефактов процесса «Управление проектом»

Своевременная и качественная реализация проекта крайне затруднительна без использования утилит – средств автоматизации. К ним относятся инструментальные средства, предназначенные для обеспечения и поддержки жизненного цикла ЭИС. Линейка продуктов компании IBM Rational, является ярким примером объектно-ориентированного подхода к разработке информационных систем:

• IBM Rational Rose – визуальное моделирование и генерация объектного кода;
• IBM Rational RequisitePro – управление требованиями;
• IBM Rational ClearCase – конфигурационное управление;
• IBM Rational RapidDeveloper – разработка;
• IBM Rational ClearQuest – управление изменениями;
• IBM Rational TeamTest – автоматизированное тестирование.
• IBM Rational SoDA – автоматизированное документирование;

IBM Rational Rose является главным продуктом автоматизации проектирования информационных систем является. Это классическая Case-система, основными возможностями которой являются:

• модельное проектирование – построение модели предметной области в виде диаграмм UML и глоссария;
• генерация кода – автоматизированный синтез кода программы на основе построенной модели;
• генерация скриптов DDL3, схем баз даных для Oracle и документов XML4;
• реинжиниринг (обратное проектирование) – построение модели на основе кода программы, скрипта, базы данных или документа;
• синхронизация модели с ее физической реализацией для организации итеративного проектирования системы.

IBM Rational Rose позиционируется как универсальное средство, пригодное для аналитиков, разработчиков и проектировщиков.

---