Файл: ПРИМЕНЕНИЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (CASE системы).pdf

С объектно-ориентированным программированием тесно связано объектно-ориентированное проектирование. Если программирование направлено на правильное и эффективное использование конкретных языков, то проектирование направлено на правильное и эффективное структурирование сложных систем. При этом объектно-ориентированное проектирование подразумевает уже на этапе замысла системы анализ ее как набора взаимодействующих объектов

Каждый стиль программирования имеет свою концептуальную базу. Для объектно-ориентированного стиля концептуальная база - объектная модель, создание которой требует особого объектно-ориентированного мышления.

Объектная модель имеет четыре главных свойства:

• абстрагирование - выделение существенных характеристик объекта, отличающих его от других видов объектов;
• инкапсуляция - скрытие внутренней реализации объекта за предоставляемым этим объектом интерфейсом;
• модульность - способность системы быть разложенной на внутренне сильно или слабо связанные между собой модули;
• иерархия - упорядочивание абстракций и расположение их по уровням.

Эти свойства являются главными, и при отсутствии любого из них модель не будет объектно-ориентированной. Также существуют и три дополнительных свойства, которые полезны в объектной модели, но без которых можно обойтись. Это:

• типизация - создание объектов на основе шаблонов определенного типа;
• параллелизм - способность системы обрабатывать несколько сообщений или задач параллельно;
• сохраняемость - способность хранить не только данные, но и объекты в промежутке между отдельными запусками системы.

Для того чтобы создать объектно-ориентированную программу, необходимо создать некоторый набор объектов с определенным поведением, определить их взаимосвязи. В свою очередь, для создания объектов необходимо создать их описание, называемое классом в терминах C++.

Класс - это шаблон, на основе которого создаются объекты. Нельзя путать класс и объект. Класс - это лишь матрица, на основе которой создаются объекты.

Важнейшими свойствами классов считаются: инкапсуляция, наследование и полиформизм.

• Инкапсуляция. Инкапсуляция подразумевает скрытие ненужных деталей реализации класса. В самом классе могут храниться данные и методы их обработки, которые доступны только посредством предоставляемого классом интерфейса и защищены от нежелательного воздействия из-вне. Для использования класса нет необходимости знать его внутреннее устройство.

• Наследование. Наследование позволяет создавать на основе одного или нескольких родительских классов дочерние классы (подклассы) со свойствами родительского и с дополнительными возможностями. Возможность наследования свойств позволяет значительно сократить объем ручного кодирования и позволяет изменить поведение всех дочерних объектов, изменив поведение родительского класса.

• Полиформизм. Полиформизм - возможность объектов, создаваемых на основе классов, изменять свою реакцию на одни и те же воздействия при различных внешних условиях.

Атрибуты и методы классов

Классы имеют атрибуты и методы. В приложении к исходному коду программ атрибуты, часто называемые свойствами, - это переменные, описанные в теле класса, которые могут быть как скрыты от внешнего воздействия, так и доступны для изменения. Методы - это функции, определенные в теле класса, которые могут быть доступны или скрыты от внешних программ.

1.3. CASEсистемы объектно-ориентированного проектирования

1.3.1. Rational Rose

IBM Rational Rose – мощное средство анализа, моделирования, визуализации и разработки программных продуктов

Операции, свойства и методы могут иметь различные типы доступа и реализации, что в Rational Rose отражается специальными обозначениями.

IBM Rational Rose применяется при решении практически любых задач проектирования информационных систем: от анализа бизнес-процессов в кодогенерации на определенном языке программирования.

Набор средств Rational Rose позволяет не только спроектировать новые системы, но и модернизировать предыдущие, применив процесс обратного проектирования.

Rational Rose имеет открытый рабочий интерфейс Application Programming Interface (API) с соответствующими операциями главного меню позволяет пользователям-проектировщикам создавать модули для других языков программирования, с визуализацией, изменением окна браузера проекта, иерархичности его структуры со специальной панелью инструментов, окнами проектирующих диаграмм, характеристик документации и журнала разрабатываемого проекта.

IBM Rational Rose –объектно-ориентрованное CASE средство проектирования информационных систем. Компания Rational Software Corp. (Гради Буч и Джеймс Рамбо ) стала инициатором унификации языка визуального моделирования в рамках консорциума OMG и первой разработала CASE систему, в которой язык UML был определен как базовая нотация визуального моделирования.

Это обусловило функциональные возможности системы и ее ведущую роль среди аналогов на рынке инструментальных средств анализа и проектирования. Сейчас IBM Rational Rose является интегрированным средством проектирования архитектуры, анализа, моделирования и разработки ИС.

Функциональные возможности IBM Rational Rose:

• проектирование систем любой сложности - от интерфейса программы или схемы базы данных схеме системы автоматизации предприятия;
• поддержка языка UML в нотации Unified (унифицированной);
• возможности автоматического контроля, в том числе проверки соответствия двух моделей;
• предоставление развернутой информации о проекте (совместно со средствами документирования, в частности SoDA)
• генерирование кода (стандартный список модулей включает C ++, ADA, CORBA, Visual Basic, XML, COM, Oracle);
• обратное проектирование имеющихся систем.

Другие важные характеристики:

• удобный графический интерфейс, открытый для дополнений. В частности, открытость архитектуры позволяет включить поддержку языков программирования, не предусмотренных стандартной поставкой, например языка Assembler, для чего достаточно написать дополнительный модуль;
• многоплатформенность; '
• интеграция с Microsoft Visual Studio с использованием библиотеки активных шаблонов ATL (Microsoft Active Template Library), Webкласив, DHTML и протоколов доступа к различным базам данных;
• возможность интеграции с другими инструментальными средствами, поддерживающими жизненный цикл программных систем, в частности со средствами управления требованиями (IBM Rational RequisitePro), тестирования (SQA Suite, Performance Studio), конфигурационного управления (IBM Rational ClearCase, PVCS)
• поддержка технологий MTS (Microsoft Transaction Server) и ADO (ActiveX Data Objects) на уровне шаблонов и исходного кода, а также элементов технологии Microsoft COM + (DCOM)
• полная поддержка компонентов CORBA и J2EE, включая реализацией технологии компонентной разработки приложений CBD (Component Based Development), языка определения интерфейса IDL (Interface Definition Language) и языка определения данных DDL (Data Definition Language)
• полная поддержка среды разработки Java приложений, включая кодогенерирование и обратный инжиниринг классов Java формата JAR, а также работу с файлами формата CAB и ZIP.

Пользователями IBM Rational Rose могут выступать проектировщики (а с ними и заказчики, будущие пользователи), аналитики, разработчики ИС. Ориентация на разработчика (программиста) отличает IBM Rational Rose среди других средств проектирования.

Преимуществами использования IBM Rational Rose является:

• сокращение цикла разработки приложения «заказчик - программист - заказчик»;
• увеличение производительности работы программистов за счет уменьшения ручного кодирования, количества ошибок и продолжительности отладки;
• улучшение пользовательских качеств создаваемых систем за счет ориентации на пользователей и бизнес;
• способность вести крупные проекты и группы проектов;
• возможность повторного использования уже разработанных проектных решений;
• обеспечение взаимодействия различных участников проекта.

В IBM Rational Rose работа с моделью системы происходит с помощью четырех представлений:

• Use Case View - описание проекта с точки зрения его использования. Может содержать варианты использования, действующих лиц, связи коммуникации между вариантами использования и действующими лицами, связи использования и расширения между вариантами использования, связи обобщения действующих лиц, диаграммы вариантов использования, в некоторых случаях - диаграммы последовательности и кооперативные диаграммы;
• Logical View - описание логики реализации поведения, описанного в вариантах использования. Может содержать классы, их свойства и методы, отношение между классами, диаграммы классов, диаграммы взаимодействия, диаграммы состояний, пакеты, являются группами взаимосвязанных классов;
• Component View - описание компонентов проекта, модули и зависимости между ними, переходы от главной программы к подпрограммам. Может содержать компоненты, диаграммы компонентов, пакеты, являются группами связанных компонентов;
• Deployment View - расположение физических устройств и связей между ними. Может содержать процессы, процессоры, устройства, диаграммы размещения.

Рисунок 1.1. – Интерфейс Rational Rose

В каждом из этих видов по умолчанию разрабатывается главная диаграмма (Main), в которой отображается соответствующая информация, но могут быть и другие диаграммы. Кроме того, в представлениях можно создавать дополнительные типы диаграмм.

Большую часть работы по IBM Rational Rose можно подать путем создания и модификации диаграмм.

Практически IBM Rational Rose можетрассматриваться как среда моделирования, поддерживает генерацию программногокода моделей, написанных на языках ANSICORBA, Java / J2EE, C ++, C #, VisualC ++иVisualBasic.

Программа IBMRationalRose, вообще является стандартом в отрасли UML проектирования, с дополнениями классов на диаграммы классов с редактированием их особенностей, стереотипов классов сущностей с их графическим представлением.

Программный пакет IBM Программный пакет IBM Rational Rose применяется для повышения квалификации персонала, получение навыков в области автоматизации проектирования и реализации программных проектов использованием CASE-средств IBM Rational Rose.

1.3.2. Borland Together

Borland Together - интегрированное программное среда фирмы Borland, предназначенное для разработок на базе ускоренного анализа, дизайна, разработки и развертывания комплексных корпоративных приложений. Эти возможности сочетаются в одном интегрированном решении с поддержкой UML, позволяет разрабатывать высококачественные системы быстрее и эффективнее.

Технология Borland Live Source, интегрированная в Control Center, автоматически синхронизирует все артефакты, так что изменения в них не прерывают процесс разработки.

Любые изменения в модели сразу же отображаются в коде и наоборот. ControlCenter предоставляет единую среду разработки, общий язык, диаграммы и строительные блоки, лишая команду от необходимости использовать несколько продуктов, переключаясь между ними.

Borland Together поддерживает "экстремальное программирование" (XP), что ускоряет процессы разработки путем применения паттернов проектирования. Развертывание на несколько серверов приложений выполняется быстро, без перекодирования функции контроля качества, применяя эффективный аудит и поддержку метрик качестваразработки программного обеспечения (ПО).

Основные возможности Borland Together в визуальном проектировании:

• поддержка всех основных видов диаграмм UML, включая диаграммы классов, прецедентов, последовательностей, кооперации, деятельности, состояния, компонентов;
• поддержка ER-диаграмм (схем баз данных);
• генерирование исходного кода из диаграмм последовательностей и обратное проектирование существующего кода в одну или более диаграмм последовательностей;
• моделирование бизнес-процессов с помощью соответствующих диаграмм;
• поддержка паттернов проектирования, включая построение шаблонов кода и множество видов встроенных паттернов проектирования;
• эффективные метрики контроля качества для различных языков с возможностью их повторного использования;
• создание, в соответствии со стандартами, проектной документации в форматах HTML, RTF или текстовом формате;
• удобный редактор исходного кода,
• визуальное построение графического интерфейса пользователя-проектировщика.

1.3.3. Sparx Systems Enterprise Architect

Sparx Systems Enterprise Architect (SSEA) - это программа для реализации UMLмоделирования и проектирование нового поколения.

SSEA существует в вариантах для Windows и Linux и является средством для UML моделирования с возможностью многопользовательской работы и дружественным интерфейсом(Рис. 2).

Рисунок 2. Интерфейс SSEA

Возможности SSEA достаточно многочисленны:

• поддержка Java, C ++, C #, VB,VB.Net, Delphi, PHP, NET;
• моделирование баз данных (БД), прямоепроектирования в DDL и обратное проектирование с ODBC;
• моделирование за счет возможностей управления поведением диаграмм, параллельной генерации новых элементов исвязей;
• файлы UML-профили (например,SPEM) позволяют создавать узкоспециализированные модели;
• поддержка паттернов проектирования;
• генерация документов в форматахHTML, RTF;
• многопользовательская работа, утилиты для менеджера проекта, тестирование,глоссарий, другие ресурсы;
• автоматизация интерфейса, поддержка макросов.