Файл: Применение ОРП при проектировании информационных систем.pdf

Конечный автомат — спецификация последовательности состояний, через которые проходит объект или взаимодействие в ответ на события своей жизни, а также ответные действия объекта на эти события. Конечный автомат прикреплён к исходному элементу (классу, кооперации или методу) и служит для определения поведения его экземпляров.

Диаграмма вариантов использования (Use case diagram, диаграмма прецедентов) — диаграмма, на которой отражены отношения, существующие между актёрами и вариантами использования.

Основная задача — представлять собой единое средство, дающее возможность заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать функциональность и поведение системы.

Диаграмма коммуникации (Communication diagram, в UML 1.x — диаграмма кооперации, collaboration diagram) — диаграмма, на которой изображаются взаимодействия между частями композитной структуры или ролями кооперации.

В отличие от диаграммы последовательности, на диаграмме коммуникации явно указываются отношения между элементами (объектами), а время как отдельное измерение не используется (применяются порядковые номера вызовов).

Диаграмма последовательности (Sequence diagram) — диаграмма, на которой показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления.

В частности, на ней изображаются участвующие во взаимодействии объекты и последовательность сообщений, которыми они обмениваются.

Диаграмма сотрудничества — Этот тип диаграмм позволяет описать взаимодействия объектов, абстрагируясь от последовательности передачи сообщений.

На этом типе диаграмм в компактном виде отражаются все принимаемые и передаваемые сообщения конкретного объекта и типы этих сообщений.

Диаграмма обзора взаимодействия — разновидность диаграммы деятельности, включающая фрагменты диаграммы последовательности и конструкции потока управления.

Этот тип диаграмм включает в себя диаграммы Sequence diagram (диаграммы последовательностей действий) и Collaboration diagram (диаграммы сотрудничества). Эти диаграммы позволяют с разных точек зрения рассмотреть взаимодействие объектов в создаваемой системе.

Диаграмма синхронизации (Timing diagram) — альтернативное представление диаграммы последовательности, явным образом показывающее изменения состояния на линии жизни с заданной шкалой времени. Может быть полезна в приложениях реального времени.

2.2. Выбор средств объектно-ориентированного подхода

Для построения диаграмм на языке UML существует большое количество программных продуктов. Рассмотрим несколько примеров таких программных продуктов.

IBM Rational Rose

IBM Rational Rose - популярное средство визуального моделирования, которое считается стандартом де-факто среди средств визуального проектирования приложений. Этот продукт входит в состав пакета IBM Rational Suite и предназначен для моделирования программных систем с использованием широкого круга инструментальных средств и платформ.

Инструментальное средство IBM Rational Rose расширяет возможности моделирования программных систем, выходящих за рамки платформы J2EE и инструментальных средств моделирования в составе IBM Rational Professional Bundle.

Являясь простым и мощным решением для визуальной разработки информационных систем любого класса, Rational Rose позволяет создавать, изменять и проверять корректность модели. Rational Rose объединяет команду разработчиков на базе универсального языка моделирования UML, который определяет стандартную графическую символику для описания архитектуры программного обеспечения.

Любые участники проекта - аналитики, специалисты по моделированию, разработчики и другие - могут использовать модели, построенные в Rational Rose, для большей эффективности создания конечного продукта.

Rational Rose позволяет визуализировать, понять и уточнить требования и архитектуру перед началом создания кода. Обладая способностью представлять пользовательский интерфейс отдельно от бизнес-логики и данных, Rational Rose позволяет держать контроль над разработкой программного обеспечения.

Это дает возможность исключить затраты сил на ненужные переделки. Использование одного инструмента на протяжении всего жизненного цикла разработки помогает строить «правильную» систему для заказчика.

Архитектурная модель может быть ассоциирована как с моделями бизнес-процессов, так и с системными требованиями. Rational Rose обеспечивает обратное проектирование на основе анализа существующих библиотек и компонентов, и создания моделей и их тестирования. Это снижает риски, увеличивает эффективность и легкость разработки, предсказуемость, позволяет сэкономить средства и время.

Наиболее характерные функциональные особенности этой программы заключаются в следующем:

• интеграция с MS Visual Studio, которая включает поддержку на уровне прямой и обратной генерации кодов и диаграмм Visual Basic и Visual С++ с использованием ATL (Microsoft Active Template Library), Web-Классов, DHTML и протоколов доступа к различным базам данных;
• непосредственная работа (инжиниринг и реинжиниринг) с исполняемыми модулями и библиотеками форматов EXE, DLL, TLB, OCX.
• 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 реализацию 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 прямую и обратную генерацию классов Java формата JAR, а также работу с файлами формата CAB и ZIP.

Visual Paradigm

Visual Paradigm для UML — это редактор UML и UML CASE среды, а также инструмент, разработанный для помощи в разработке программного обеспечения.

VP-UML поддерживает все известные стандарты моделирования, такие как унифицированный язык моделирования (UML) 2.4, SysML, ERD, DFD, BPMN 2.0, ArchiMate 2.0 и т. д.

Он разработан для поддержки разработчиков программного обеспечения в сфере сбора информации, планирования разработки программного обеспечения (анализа вариантов использования), разработки кода, моделирования типа программы, моделирования данных и т. д.

Версия «Community Edition» доступна бесплатно для некоммерческого использования.

Возможности программы:

• UML-моделирование, разработка программного обеспечения с использованием UML, поддержка различных видов UML, поддержка различных структур дизайна.
• Моделирование вариантов использования, инфографика, лог действий, создание диаграммы последовательности, генерация отчетов.
• Поддержка PDF, HTML и MS Word форматов, программа, полностью настраиваемая под любого пользователя, и позволяет публикацию ваших разработок в интернете.
• Разработка собственного кода
• Доступна «схема последовательности» Java
• Доступен Java перевод туда и обратно и C++ перевод туда и обратно (round trip).

Visual Paradigm обеспечивает очень неплохую интеграцию со средствами разработки, такими как Visual Studio, Eclipse, Borland JBuilder, NetBeans/Sun ONE, IntelliJ IDEA, Oracle JDeveloper, BEA WebLogic Workshop.

Также умеет генерировать код для: Java, C++, CORBA IDL, PHP, XML Schema, Ada, Python, C#, VB .NET, Object Definition Language (ODL), Flash ActionScript, Delphi, Perl, Objective-C, and Ruby.

Реверсировать умеет: Java, C++, CORBA IDL, PHP, XML Schema, Ada, Python, C#, Java class, .NET dll and exe, JDBC.

В стандартной установке Visual Paradigm можно получить БД: MySQL, MS SQL Server, Oracle, HSQL, Sybase ASE, Sybase SQL Anywhere, PostgreSQL, CloudScape/Derby, DB2, Ingres, OpenEdge, Informix, Firebird, FrontBase, Cache, SQLite.

Diagram Designer

Diagram Designer — бесплатный создатель диаграмм. Очень доступный для понимания и управления, бесплатный инструмент для создания диаграмм, представляет собой редактор векторной графики, специально оптимизированный под создание диаграмм, построения различных схем, с возможностью организовать слайд шоу.

Все действия в программе Diagram Designer выполняются довольно просто, поэтому создание редактирование объектов не вызовет затруднений.

Diagram Designer поддерживает форматы BMP, EMF, GIF, PCX, ICO, JPEG, MNG, PNG и WMF, имеет встроенный просмотрщик для слайд-шоу и калькулятор с поддержкой уравнений.

Создавая диаграммы и графики в этой программе, можно использовать множество графических элементов - геометрические примитивы, линии, надписи, цветные заливки, соединительные стрелки и т.д. Готовые проекты сохраняются в сжатом виде и занимают совсем немного места.

Интерфейс программы представляет окно для диаграммы в центре, панель элементов справа и текущие элементы слева.

Для ввода текста для всех элементов используется один и тот же диалог. С его помощью можно задать не только текст, но и форматирование.

Программа не требовательна к ресурсам и может нормально работать даже на слабых компьютерах.

Все вышеописанные программы подойдут для проектирования различных информационных систем. Выбор средств зависит от самого проекта и требований к нему.

2.3. Результаты применения объектно-ориентированного подхода

В настоящее время объектно-ориентированный подход к программированию является стандартом де-факто. 

Средства RAD дали возможность реализовывать совершенно иную по сравнению с традиционной технологию создания приложений: информационные объекты формируются как некие действующие модели (прототипы), чье функционирова­ние согласовывается с пользователем, а затем разработчик может переходить не­посредственно к формированию законченных приложений, не теряя из виду об­щей картины проектируемой системы.

RAD — это комплекс специальных инструментальных средств быстрой разработ­ки прикладных информационных систем, позволяющих оперировать с определен­ным набором графических объектов, функционально отображающих отдельные информационные компоненты приложений.

Под методологией быстрой разработки приложений обычно понимается процесс разработки информационных систем, основанный на трех основных элементах:

• небольшой команде программистов (обычно от 2 до 10 человек);
• тщательно проработанный производственный график работ, рассчитанный на сравнительно короткий срок разработки (от 2 до 6 мес.);
• итерационная модель разработки, основанная на тесном взаимодействии с за­казчиком — по мере выполнения проекта разработчики уточняют и реализуют в продукте требования, выдвигаемые заказчиком.

При использовании методологии RAD большое значение имеют опыт и профессио­нализм разработчиков.

Группа разработчиков должна состоять из профессиона­лов, имеющих опыт в анализе, проектировании, программировании и тестирова­нии программного обеспечения.

Основные принципы методологии RAD можно свести к следующему:

• используется итерационная (спиральная) модель разработки;
• полное завершение работ на каждом из этапов жизненного цикла не обяза­тельно;
• в процессе разработки информационной системы необходимо тесное взаимо­действие с заказчиком и будущими пользователями;
• необходимо применение CASE-средств и средств быстрой разработки прило­жений;
• необходимо применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;
• необходимо использование прототипов, позволяющее полнее выяснить и реа­лизовать потребности конечного пользователя;
• тестирование и развитие проекта осуществляются одновременно с разработкой;
• разработка ведется немногочисленной и хорошо управляемой командой про­фессионалов;
• необходимы грамотное руководство разработкой системы, четкое планирова­ние и контроль выполнения работ.

Возможность использования подобного подхода в значительной степени является результатом применения принципов объектно-ориентированного проектирования.

Применение объектно-ориентированных методов позволяет преодолеть одну из главных трудностей, возникающих при разработке сложных систем — колоссаль­ный разрыв между реальным миром (предметной областью описываемой пробле­мы) и имитирующей средой.

В объектном подходе акцент переносится на конкретные характеристики физи­ческой или абстрактной системы, являющейся предметом программного модели­рования.

Объекты обладают целостностью, которая не может быть нарушена. Та­ким образом, свойства, характеризующие объект и его поведение, остаются неиз­менными. Объект может только менять состояние, управляться или становиться в определенное отношение к другим объектам.

Таким образом, инструменты RAD позволяют разработчикам сконцентрировать усилия на сущности реальных деловых процессов предприятия, для которого со­здается информационная система. В итоге это приводит к повышению качества разрабатываемой системы.

Объектно-ориентированные системы предъявляют повышенные требования к аппаратуре. При этом время получения готовой программы может сократиться в 2-3 раза, программы будут выглядеть яснее, лучше приспособлены для повторного использования.

Экономия интеллектуальных ресурсов за счет компьютерных, характерная для объектно-ориентированной технологии проектирования, в наибольшей степени должна проявиться в крупных проектах, где дополнительно возникают проблемы управления коллективом разработчиков, конфиденциальности, распределенности.