 |
Основное понятие и классификация CASE-технологий. Методология RAD.
|
|
|
|
CASE-технология представляет собой систему методов описания (рис. 3.5),Ш рассчитанную на использование компьютеров при создании БД. Computer-Aided Software/System (CASE-технология) - совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанная комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. CASE - инструмент для системных аналитиков, разработчиков и программистов.
CASE-технология базируется на методологии системного анализа. Под системным анализом понимают научную дисциплину, разрабатывающую общие принципы исследования сложных объектов и процессов с учетом их системного характера. Его основная цель - сосредоточить внимание на начальных этапах разработки. В рамках CASE-технологии системный анализ предназначен для отделения проектирования от программирования. В разработке в соответствии с CASE-технологией выделяются построение архитектуры и ее последующая реализация, поэтому системный анализ называют структурным системным анализом или просто структурным анализом. Важнейшими (базовыми) принципами являются деление (декомпозиция) и последующее иерархическое упорядочение.
Они дополняются следующими принципами.
1. Принцип абстрагирования от несущественных деталей с контролем на присутствие лишних элементов.
2. Принцип формализации.
3. Принцип концептуальной общности (структурный анализ - структурное программирование -структурное тестирование). Отсюда методология структурного анализа - метод исследования от общего обзора через детализацию к иерархической структуре со все большим числом уровней.
4. Принцип непротиворечивости - обоснование и согласованность элементов.
|
|
|
5. Принцип логической и физической независимости данных.
6. Принцип непосредственного доступа (без программирования) конечного пользователя.
Эта технология положена в основу реализации программных CASE-средств.
Формальным инструментом описания является система диаграмм рис. 3.5:11 ER-диаграмм (ERD), диаграмм потоков данных (DFD), диаграмм переходов состояний (STD), спецификаций процесса, - которые обсудим отдельно.
В описании процессов возможны два случая.
A. Сложные процессы.
B. Процессы простые.
ASE-технология поддерживается, как уже указывалось, SCASE-средствами. Здесь опишем лишь их возможности, тогда как технологию их использования обсудим в главе 10.
Интегрированный пакет CASE-средств содержит 4 основных компонента.
1. Средства централизованного хранения информации о всем проекте (своеобразная база данных проекта).
2. Средства ввода данных для хранения.
3. Средства анализа, проектирования и разработки.
4. Средства вывода.
Для CASE-технологии (сокращенно - CASE) характерны четыре основных типа графических диаграмм:
1) функциональное проектирование (DFD);
2) моделирование данных (ERD);
3) моделирование поведения (STD);
4) структурные диаграммы (карты) - отношения между модулями и внутри- модульная структура.
CASE-средства (прежде всего фирмы Oracle и отдельных организаций) возможно классифицировать по категориям и по функциональному признаку.
1. По категориям. Выделяют уровень интеграции: вспомогательные программы (tools); naKerbi(toolkit); инструментальные средства (workbench, АРМ).
2. По функциональному признаку.
Для анализа и проектирования возможно использовать CASE-аналитик (единственное отечественное средство первой генерации), Application Development Workbench, Easy CASE System Designer.
Одним из возможных подходов к разработке ПО в рамках спиральной модели ЖЦ является получившая в последнее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки ПО, содержащий 3 элемента:
|
|
|
• небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);
• короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 мес);
• повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные через взаимодействие с заказчиком.
Команда разработчиков должна представлять из себя группу профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, генерации кода и тестировании ПО с использованием CASE-средств. Члены коллектива должны также уметь трансформировать в рабочие прототипы предложения конечных пользователей.
Жизненный цикл ПО по методологии RAD состоит из четырех фаз:
• фаза анализа и планирования требований;
• фаза проектирования;
• фаза построения;
• фаза внедрения.
На фазе анализа и планирования требований пользователи системы определяют функции, которые она должна выполнять, выделяют наиболее приоритетные из них, требующие проработки в первую очередь, описывают информационные потребности. Определение требований выполняется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Ограничивается масштаб проекта, определяются временные рамки для каждой из последующих фаз. Кроме того, определяется сама возможность реализации данного проекта в установленных рамках финансирования, на данных аппаратных средствах и т.п. Результатом данной фазы должны быть список и приоритетность функций будущей ИС, предварительные функциональные и информационные модели ИС.
На фазе проектирования часть пользователей принимает участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков. CASE-средства используются для быстрого получения работающих прототипов приложений. Пользователи, непосредственно взаимодействуя с ними, уточняют и дополняют требования к системе, которые не были выявлены на предыдущей фазе. Более подробно рассматриваются процессы системы. Анализируется и, при необходимости, корректируется функциональная модель. Каждый процесс рассматривается детально. При необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный прототип: экран, диалог, отчет, устраняющий неясности или неоднозначности. Определяются требования разграничения доступа к данным. На этой же фазе происходит определение набора необходимой документации.
|
|
|
После детального определения состава процессов оценивается количество функциональных элементов разрабатываемой системы и принимается решение о разделении ИС на подсистемы, поддающиеся реализации одной командой разработчиков за приемлемое для RAD-проектов время - порядка 60 - 90 дней. С использованием CASE-средств проект распределяется между различными командами (делится функциональная модель). Результатом данной фазы должны быть:
• общая информационная модель системы;
• функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;
• точно определенные с помощью CASE-средства интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;
• построенные прототипы экранов, отчетов, диалогов.
Все модели и прототипы должны быть получены с применением тех CASE-средств, которые будут использоваться в дальнейшем при построении системы. Данное требование вызвано тем, что в традиционном подходе при передаче информации о проекте с этапа на этап может произойти фактически неконтролируемое искажение данных. Применение единой среды хранения информации о проекте позволяет избежать этой опасности.
На фазе построения выполняется непосредственно сама быстрая разработка приложения. На данной фазе разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных в предыдущей фазе моделей, а также требований нефункционального характера. Программный код частично формируется при помощи автоматических генераторов, получающих информацию непосредственно из репозитария CASE-средств. Конечные пользователи на этой фазе оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется непосредственно в процессе разработки.
|
|
|
После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения с остальными, а затем тестирование системы в целом. Завершается физическое проектирование системы:
• определяется необходимость распределения данных;
• производится анализ использования данных;
• производится физическое проектирование базы данных;
• определяются требования к аппаратным ресурсам;
• определяются способы увеличения производительности;
• завершается разработка документации проекта.
Результатом фазы является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.
На фазе внедрения производится обучение пользователей, организационные изменения и параллельно с внедрением новой системы осуществляется работа с существующей системой (до полного внедрения новой). Так как фаза построения достаточно непродолжительна, планирование и подготовка к внедрению должны начинаться заранее, как правило, на этапе проектирования системы. Приведенная схема разработки ИС не является абсолютной. Возможны различные варианты, зависящие, например, от начальных условий, в которых ведется разработка: разрабатывается совершенно новая система; уже было проведено обследование предприятия и существует модель его деятельности; на предприятии уже существует некоторая ИС, которая может быть использована в качестве начального прототипа или должна быть интегрирована с разрабатываемой.
Следует, однако, отметить, что методология RAD, как и любая другая, не может претендовать на универсальность, она хороша в первую очередь для относительно небольших проектов, разрабатываемых для конкретного заказчика. Если же разрабатывается типовая система, которая не является законченным продуктом, а представляет собой комплекс типовых компонент, централизованно сопровождаемых, адаптируемых к программно-техническим платформам, СУБД, средствам телекоммуникации, организационно-экономическим особенностям объектов внедрения и интегрируемых с существующими разработками, на первый план выступают такие показатели проекта, как управляемость и качество, которые могут войти в противоречие с простотой и скоростью разработки. Для таких проектов необходимы высокий уровень планирования и жесткая дисциплина проектирования, строгое следование заранее разработанным протоколам и интерфейсам, что снижает скорость разработки.
|
|
|
Методология RAD неприменима для построения сложных расчетных программ, операционных систем или программ управления космическими кораблями, т.е. программ, требующих написания большого объема (сотни тысяч строк) уникального кода.
Не подходят для разработки по методологии RAD приложения, в которых отсутствует ярко выраженная интерфейсная часть, наглядно определяющая логику работы системы (например, приложения реального времени) и приложения, от которых зависит безопасность людей (например, управление самолетом или атомной электростанцией), так как итеративный подход предполагает, что первые несколько версий наверняка не будут полностью работоспособны, что в данном случае исключается.
Оценка размера приложений производится на основе так называемых функциональных элементов (экраны, сообщения, отчеты, файлы и т.п.) Подобная метрика не зависит от языка программирования, на котором ведется разработка. Размер приложения, которое может быть выполнено по методологии RAD, для хорошо отлаженной среды разработки ИС с максимальным повторным использованием программных компонентов, определяется следующим образом:
| < 1000 функциональных элементов | один человек |
| 1000-4000 функциональных элементов | одна команда разработчиков |
| > 4000 функциональных элементов | 4000 функциональных элементов на одну команду разработчиков |
Основные принципы методологии RAD:
• разработка приложений итерациями;
• необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цикла;
• обязательное вовлечение пользователей в процесс разработки ИС;
• необходимое применение CASE-средств, обеспечивающих целостность проекта;
• применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;
• необходимое использование генераторов кода;
• использование прототипирования, позволяющее полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;
• тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой;
• ведение разработки немногочисленной хорошо управляемой командой профессионалов;
• грамотное руководство разработкой системы, четкое планирование и контроль выполнения работ.
|
|
|
