 |
Использование кейс технологий при проектирования АИС
|
|
|
|
Минимальные затраты на разработку и эксплуатацию АИС предприятия обеспечивают средства автоматизации проектирования — CASE-технологии. CASE (Computer-Aided Software Engineering) — система, поддерживающая проектирование, выбор архитектуры и написание программного обеспечения с помощью компьютера. С ее помощью описываются предметная область, входящие в нее объекты, их свойства, связи между объектами и их свойствами. В результате формируется модель, описывающая основных пользователей АИС, их полномочия, потоки документов между ними. В ходе описания в памяти ЭВМ создается информационная база проектирования.
В настоящее время существует множество CASE-систем, различающихся по степени компьютерной поддержки этапов разработки АИС. Часть из них обеспечивает только графическое представление функций подразделений предприятия и потоков информации между ними, в других автоматизированы процедуры описания баз данных и составления некоторых программ.
В основе CASE-технологии лежит процесс выявления функций отдельных элементов АИС и информационных потоков. Каждое рабочее место описывается как технологический модуль, в котором происходит преобразование информации. Каждый модуль изменяет находящиеся в нем данные и функции в зависимости от управляющих параметров и информации, получаемой от пользователя или других модулей. Модуль системы может передавать информацию или управлять другим модулем. Для связанных между собой функциональных блоков определяют механизм, описывающий правила их взаимодействия. В конечном итоге составляется полная модель системы со всеми необходимыми пояснениями и спецификациями.
Реализация функциональных задач управления на каждом предприятии зависит от множества факторов: состава и содержания документации, используемых методов планирования и учета, сложности и масштабности выпускаемой продукции, распределения функций между управленческими сотрудниками, технологии производства и т.д.
|
|
|
Термин CASE (Computer Aided System/Software Engineering) используется в довольно широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения, в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ИС в целом. С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений при использовании структурной методологии проектирования (сложности понимания, высокой трудоемкости и стоимости использования, трудности внесения изменений в проектные спецификации и т.д.) за счет ее автоматизации и интеграции поддерживающих средств. Таким образом, CASE-технологии не могут считаться самостоятельными, они только обеспечивают, как минимум, высокую эффективность их применения, а в некоторых случаях и принципиальную возможность применения соответствующей методологии. Большинство существующих CASE-систем ориентировано на автоматизацию проектирования программного обеспечения и основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного проектирования и программирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания системных требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств. В последнее время стали появляться CASE-системы, уделяющие основное внимание проблемам спецификации и моделирования технических средств.
Наибольшая потребность в использовании CASE-систем испытывается на начальных этапах разработки, а именно на этапах анализа и спецификации требований к ИС. Это объясняется тем, что цена ошибок, допущенных на начальных этапах, на несколько порядков превышает цену ошибок, выявленных на более поздних этапах разработки.
|
|
|
Появлению CASE-технологии предшествовали исследования в области методологии программирования. Программирование обрело черты системного подхода с разработкой и внедрением языков высокого уровня, методов структурного и модульного программирования, языков проектирования и средств их поддержки, формальных и неформальных языков описания системных требований и спецификаций и т.д. Кроме того, этому способствовали перечисленные ниже факторы:
· подготовка аналитиков и программистов, восприимчивых к концепциям модульного и структурного программирования;
· широкое внедрение и постоянный рост производительности персональных ЭВМ, позволяющих использовать эффективные графические средства и автоматизировать большинство этапов проектирования;
· внедрение сетевой технологии, предоставившей возможность объединения усилий отдельных исполнителей в единый процесс проектирования путем использования разделяемой базы данных, содержащей необходимую информацию о проекте.
Преимущества CASE-технологии по сравнению с традиционной технологией оригинального проектирования сводятся к следующему:
- улучшение качества разрабатываемого программного приложения за счет средств автоматического контроля и генерации;
- возможность повторного использования компонентов разработки;
- поддержание адаптивности и сопровождения АИС;
- снижение времени создания системы, что позволяет на ранних стадиях проектирования получить прототип будущей системы и оценить его;
- освобождение разработчиков от рутинной работы по документированию проекта, так как при этом используется встроенный документатор;
- возможность коллективной разработки АИС в режиме реального времени.
CASE-технология в рамках методологии включает в себя методы, с помощью которых на основе графической нотации строятся диаграммы, поддерживаемые инструментальной средой.
Методология определяет шаги и этапность реализации проекта, а также правила использования методов, с помощью которых разрабатывается проект.
|
|
|
Метод - это процедура или техника генерации описаний компонентов ЭИС (например, проектирование потоков и структур данных).
Нотация - отображение структуры системы, элементов данных, этапов обработки с помощью специальных графических символов диаграмм, а также описание проекта системы на формальных и естественных языках.
Инструментальные средства CASE - специальные программы, которые поддерживают одну или несколько методологий анализа и проектирования ИС.
Рассмотрим архитектуру CASE-средства.
Ядром системы является база данных проекта - репозиторий (словарь данных). Он представляет собой специализированную базу данных, предназначенную для отображения состояния проектируемой АИС в каждый момент времени. Объекты всех диаграмм синхронизированы на основе общей информации словаря данных.
Репозиторий содержит информацию об объектах проектируемой ЭИС и взаимосвязях между ними, все подсистемы обмениваются данными с ним. В репозиторий хранятся описания следующих объектов: проектировщиков и их прав доступа к различным компонентам системы; организационных структур; диаграмм; компонентов диаграмм; связей между диаграммами; структур данных; программных модулей; процедур; библиотеки модулей и т.д.
Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам АИС в наглядном виде изучать существующую информационную систему, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. Все модификации диаграмм, выполняемых разработчиками в интерактивном (диалоговом) режиме, вводятся в словарь данных, контролируются с общесистемной точки зрения и могут использоваться для дальнейшей генерации действующих функциональных приложений. В любой момент времени диаграммы могут быть распечатаны для включения в техническую документацию проекта.
Графический редактор диаграмм предназначен для отображения в графическом виде в заданной нотации проектируемой АИС. Он позволяет выполнять следующие операции:
- создавать элементы диаграмм и взаимосвязи между ними;
|
|
|
- задавать описания элементов диаграмм;
- задавать описания связей между элементами диаграмм;
- редактировать элементы диаграмм, их взаимосвязи и описания.
Верификатор диаграмм служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования АИС. Он выполняет следующие функции:
- мониторинг правильности построения диаграмм;
- диагностику и выдачу сообщений об ошибках;
- выделение на диаграмме ошибочных элементов.
Документатор проекта позволяет получать информацию о состоянии проекта в виде различных отчетов. Отчеты могут строиться по нескольким признакам, например по времени, автору, элементам диаграмм, диаграмме или проекту в целом.
Администратор проекта представляет собой инструменты, необходимые для выполнения следующих административных функций:
- инициализации проекта;
- задания начальных параметров проекта;
- назначения и изменения прав доступа к элементам проекта;
- мониторинга выполнения проекта.
Сервис представляет собой набор системных утилит по обслуживанию репозитория. Данные утилиты выполняют функции архивации данных, восстановления данных и создания нового репозитория.
Современные CASE-системы классифицируются по следующим признакам:
1) по поддерживаемым, методологиям проектирования, функционально (структурно) - ориентированные, объектно-ориентированные и комплексно-ориентированные (набор методологий проектирования);
2) по поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм: с фиксированной нотацией, с отдельными нотациями и наиболее распространенными нотациями;
3) по степени интегрированности: tools (отдельные локальные средства), toolkit (набор неинтегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ЭИС) и workbench (полностью интегрированные средства, связанные общей базой проектных данных - репозиторием);
4) по типу и архитектуре вычислительной техники: ориентированные на ПЭВМ, ориентированные на локальную вычислительную сеть (ЛВС), ориентированные на глобальную вычислительную сеть (ГВС) и смешанного типа;
5) по режиму коллективной разработки проекта: не поддерживающие коллективную разработку, ориентированные на режим реального времени разработки проекта, ориентированные на режим объединения подпроектов;
6) по типу операционной системы (ОС): работающие под управлениемWINDOWS 3.11 и выше; работающие под управлением UNIX и работающие под управлением различных ОС (WINDOWS, UNIX, OS/2 и др.).
Все современные CASE-средства могут быть классифицированы в основном по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы ЖЦ. Классификация по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства, решающие небольшие автономные задачи (tools), набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла ИС (toolkit) и полностью интегрированные средства, поддерживающие весь ЖЦ ИС и связанные общим репозиторием. Помимо этого, CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:
|
|
|
- применяемым методологиям и моделям систем и БД;
- степени интегрированности с СУБД;
- доступным платформам.
Классификация по типам в основном совпадает с компонентным составом CASE-средств и включает следующие основные типы:
- средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), ВРwin (Logic Work));
- средства анализа и проектирования (Middel CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Сауenne), Designer/2000 (ORACLE), Silverrun (СSА), РRО-IV (МсDonnell Douglass), САSЕ.Аналитак (МакроПроджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;
- средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. К ним относятся ERwin (Logic Works), S-Designor (SDP) и DataBase Designer (ORACLE). Средства проектирования баз данных имеются также в составе САSЕ-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и РRО-IV;
- средства разработки приложений. К ним относятся средства 4GL (Uniface (Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (ORACLE), New Era (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi (Borland) и др.) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, РRО-IV и частично - в Silverrun;
- средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, РRО-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные САSЕ-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке С++ (Rational Rose (Rational Software), Object (Сауеnnе)).
Российский рынок программного обеспечения располагает следующими наиболее развитыми CASE-средствами:
-Vantage Team Builder (Westmount I-CASE);
-Designer/2000;
-Silverrun;
-ERwin+BPwin;
-S-Designor;
-САSЕ. Аналитик.
Кроме того, на рынке постоянно появляются как новые для отечественных пользователей системы (например, CASE /4/0, PRO-IV, System Architect, Visible Analyst Workbench, EasyCASE), так и новые версии и модификации перечисленных систем.
ТЕМА 4.
|
|
|
