Федеральное агентство по образованию
МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Факультет «Информационная безопасность»
Кафедра «Криптология и дискретная математика»
Г.И. Борзунов
Лабораторный практикум по дисциплине «Методы программирования»
Часть 1. Объектно-ориентированный анализ и проектирование программных систем
Москва - 2005
************************************************************
ПРЕДИСЛОВИЕ
Целью настоящего практикума является приобретение практических навыков проектирования программных систем с использованием современных CASE – технологий. Содержание настоящего практикума соответствует разделу "Объектно-ориентированный анализ и проектирование программных систем" учебной программы дисциплины "Методы программирования", которая предусмотрена учебным планом специальности 075500 – “Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем”. Приводятся задания по лабораторным работам и указания к их выполнению. Теоретический материал пособия содержит краткое описание средств автоматизированной разработки программного обеспечения (Rational Rose), основанной на использовании унифицированного языка моделирования (UML).
Практическая значимость результатов выполнения предлагаемых лабораторных работ заключается в приобретении практических навыков применения технологий объектно-ориентированного анализа и проектирования АСОИУ, которые обеспечивают превращение процесса создания программного обеспечения (ПО) в промышленное производство, Применение указанных технологий позволяет выполнить разработку ПО в реальные сроки и существенно продлевает его жизненный цикл. Теоретические знания, полученные в результате выполнения лабораторных работ, составляют современную основу для рационального выбора технологий разработки ПО автоматизированных систем обработки данных и управления.
Пособие предназначается для студентов дневного отделения, обучающихся указанной выше специальности, и может использоваться студентами других специальностей и форм обучения при изучении информационных технологий и программирования.
Назначение и возможности пакета Rational Rose
Rational Rose представляет собой программный пакет для визуального объектно-ориентированного моделирования программных систем. Это моделирование основывается на описаниях классов и взаимодействий между классами с помощью графических диаграмм унифицированного языка моделирования UML (Unified Modeling Language). В настоящее время UML фактическиявляется мировым стандартом для объектно-ориентированного анализа и проектирования программных систем: по данным USA Today 49 из 50 ведущих компьютерных компаний используют UML при разработке программных систем с использованием объектно-ориентированного подхода. Но использование UML требует применения CASE – технологий.
Сегодня среди известных CASE-средств лидирует Rational Rose. Этот пакет позволяет создавать сложные программные системы от замысла до создания исходного кода, и этим привлекает не только проектировщиков систем, но и программистов-разработчиков. За рубежом, по причине сильной конкуренции между фирмами-разработчиками программ, ни один, даже небольшой программный проект, не обходится без применения CASE-средства. Уже более 50 тысяч больших и маленьких компаний по всему миру используют Rational Rose для разработки программных систем. Это такие известные компании как NASA, Boeing, Lockheed Martin, Honey-well, NBC, Reuters, AT&T и другие.
Следует отметить, что Rational Rose не создаёт готовый исходный код в автоматическом режиме. Пакет может создать основу для системы, заготовки классов вместе с описанием их взаимодействий, а наполнять методы содержанием должен все-таки программист. Но, исправив что-либо даже в структуре классов, программист всегда может получить визуальное отражение этих изменений в Rational Rose и новый код шаблонов классов.
В распоряжение проектировщика системы Rational Rose предоставляет следующие типы диаграмм, последовательное создание которых позволяет получить полное представление обо всей проектируемой системе и об отдельных ее компонентах:
• Use case diagram (диаграммы вариантов использования системы);
• Deployment diagram (диаграммы размещения или топологии системы);
• State diagram (диаграммы состояний объектов);
• Activity diagram (диаграммы деятельности или активности);
• Sequence diagram (диаграммы последовательностей действий);
• Collaboration diagram (диаграммы сотрудничества);
• Class diagram (диаграммы классов);
• Component diagram (диаграммы компонент).
Преимущества от применения Rational Rose оказываются весьма значительными. Эти преимущества в основном заключаются в следующем:
• сокращение цикла разработки приложения “заказчик – программист – заказчик”. Заказчику нет необходимости ждать первой альфа-версии, чтобы убедиться, что все делается совсем не так, как он ожидал;
• увеличение продуктивности работы программистов. Меньше ручного кодирования – меньше ошибок, меньше ошибок – меньше отладки, меньше отладки – больше продуктивность;
• улучшение потребительских качеств создаваемых программ за счет ориентации на пользователей и бизнес;
• способность вести большие проекты и группы проектов;
• возможность повторного использования уже созданного ПО за счет четкого описания его архитектуры и компонентов;
• язык UML служит универсальным «мостиком» между разработчиками из разных отделов.
В данном учебном пособии рассматриваются возможности стандартной версии языка UML и пакета Rational Rose Enterprise Edition версии 2001 г., а также примеры их применения.