Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Разработка информационных систем. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 108 9 10 > Следующая >>>

5. СОВРЕМЕННЫЕ CASE-СРЕДСТВА

5.1 Понятие и классификация CASE-средств

При подготовке разд. 5 использована литература [11, 28–31].

CASE-средства (компьютерная инженерия программного обеспечения)

являются инструментом автоматизации процесса разработки ИС и ПО. Разработка ИС предприятия предполагает выделение и анализ бизнеспроцессов, установление связей между элементами процесса, определение их оптимальной структуры и т.д.

CASE-средства применяют в разработке ИС предприятия как инструмент, позволяющий сократить время и затраты на разработку ИС, а также повысить их качество. Поэтому эти средства являются инструментом повышения эффективности труда.

Множество современных CASE-средств представляются тремя основными группами, принцип формирования которых зависит от этапов разработки ИС, на которых они применяются. Поэтому в классификации CASEсредств, прежде всего, обращают внимание на те этапы разработки ИС, которые они поддерживают. В связи с этим CASE-средства классифицируются следующим образом.

CASE-средства верхнего уровня. Эти средства применяются на начальных этапах разработки ИС и обеспечивают решение задач планирования, уточнения целей, приоритетов и наглядного, обычно, графического представления информации. Поэтому средства этого уровня имеют развитые графические инструменты, с помощью которых строятся различные виды диаграмм. Например, ER-диаграммы, которые называют диаграммами «сущность-связь», DFD-диаграммы (диаграммы потока данных) или структурные схемы и многие другие графические представления.

CASE-средства нижнего уровня. Эти средства применяются в основ- ном на последних этапах разработки ИС и обеспечивают решение задач, связанных с разработкой программного кода, тестированием и внедрением. Средства этого уровня естественно, зависят от данных, поступающих с верхнего уровня. CASE-средства нижнего уровня применяются разработчиками приложений и помогают им в разработке ИС, но эти средства не обеспечивают программиста эффективным инструментом разработки ПО.

5. Современные CASE-средства

Интегрированные CASE-средства. Эти средства применяются на всех

этапах жизненного цикла разработки ИС. При этом эти средства не только выполняют функцию связующего звена между верхним и нижним уровнями, но и повышают эффективность разработки за счёт [5]:

 повышения качество моделей;  прогнозирования ожидаемого результата;  уменьшения времени проектирования;  обеспечения функций редактирования и обновления моделей.

Требования к CASE-средствам. Для эффективного выполнения моде-

лирования и оптимизации процессов в разработке ИС CASE-средства должны удовлетворять следующим основным требованиям:

 наличие графического интерфейса;  наличие репозитория;  возможность представления процессов в различных вариантах;  возможность одновременной работы при коллективном доступе;  возможность выполнения прототипирования;  возможность обеспечения построения отчетов.

Наличие графического интерфейса позволяет отображать процессы в виде схем, которые являются существенно проще и нагляднее любых текстовых и числовых представлений. В результате становится возможным получать легко управляемые компоненты модели с простой и понятной структурой.

Репозиторий представляет собой общую базу данных, которая является важнейшим компонентом ИС. В репозитории находятся описания элементов процессов и их отношений. При этом каждый объект, помещённый в репозиторий, должен иметь свойства свойств, присущие только для этого объекта.

Требование гибкости применения связано с представлением процессов в различных вариантах. В конечном итоге, выполнение этого требования позволяет получать различные варианты процессов, выполнять их анализ и формировать модели под особенности деятельности предприятия.

Требование коллективной работы связано с возможностью одновременной работы при коллективном доступе. Выполнение этого требования позволяет модифицировать фрагменты моделей при коллективном доступе.

Требование возможности прототипирования во многих современных

5.2. Функциональное и визуальное моделирование деятельности

технологиях создания ИС является определяющим, так как прототипы процессов позволяют уже на начальных этапах разработки ИС определить соответствие разрабатываемого процесса предъявляемым требованиям.

Требование обеспечения построения отчётов позволяет формировать

отчёты по всем моделям процессов, которые нужны для анализа моделей и возможности их оптимизации. При этом появляется возможность организации различных видов контроля, таких как:

 полнота моделей и их достаточность;  оптимальность декомпозиции процессов;  контроль диаграмм и применяемых элементов.

5.2. Функциональное и визуальное моделирование деятельности

5.2.1. Структурный подход к разработке ИС

В процессе создания ИС разработчиками используются два альтерна-

тивных подхода – структурный и объектно-ориентированный.

Структурный подход к разработке является классическим и предпола-

гает последовательную реализацию следующих этапов разработки:

 анализа предметной области;  проектирования;  создания программных модулей;  объединения модулей в единую систему;  тестирования;  внедрения.

Основу рассматриваемого подхода составляет цепочка решений, свя-

занных с задачей декомпозиции ИС на функциональные подсистемы, далее на подфункции, задачи, конкретные процедуры, сохраняя их взаимосвязь и целостность представления ИС.

Однако структурный подход имеет определённые недостатки, которые в основном объясняются тем, что основным акцентом является информация, с которой работает система. В связи с этим разработчик акцентирует основное внимание на самой информации, а не на том, что с ней делать. Вследствие этого поведение ИС остаётся в определённой степени на втором плане, что отражает название такого подхода, как подход, ориентированный на данные.

5. Современные CASE-средства

Ориентация на данные очень эффективна, когда разработчик проекти-

рует БД, разрабатывает экранные формы вывода информации или решает вопросы распечатки отчётов. Однако когда создаются бизнес-приложения, то появляются проблемы, связанные с изменением во времени требований к системе. При этом такой подход легко адаптируется к изменениям БД, но адаптация системы на изменение «деловых правил» или её поведения становится трудно выполнимой. Таким образом, можно сделать вывод: если код бизнес-приложения создаётся не на базе описания предметной области, то практически невозможно создать эффективное бизнес-приложение со сложной бизнес-логикой.

Структурный подход в разработке ИС имеет дополнительно недостаток, связанный с большой вероятностью выявления ошибок в конце разработки, например на этапе тестирования. При этом надо будет перейти на этап, где она была допущена, и пройти все последующие этапы заново. Чтобы устранить эту проблему, был создан объектно-ориентированный подход в разработке ИС. Этот подход придаёт разрабатываемой системе гибкость, которая достигается акцентированием внимания не только на информации, но и на поведении системы. Такой подход базируется на применении объектно-ориентированного программирования (ООП).

5.2.2. Объектно-ориентированный подход к разработке ИС

Объектно-ориентированные подходы в разработке основаны на объектно-ориентированной концепции, которая представляет собой метод описания приложений, когда предварительно в приложении выделяется множество относительно независимых объектов, из которых можно затем создать готовое приложение. Преимуществом такого решения является возможность разработки компонентов только один раз с последующим многократным их использованием для создания абсолютно различных по назначению систем.

Для снижения риска в объектно-ориентированном подходе применяется технология итерационной разработки с использованием спиральной модели ЖЦ разработки. При этом на каждой итерации создаётся фрагмент или новая версия, включающие все необходимые этапы ЖЦ. Так как каждая итерация включает этап тестирования, то вероятность риска существенно снижается уже на начальных этапах ЖЦ.

5.2. Функциональное и визуальное моделирование деятельности

Рассмотренные преимущества реализуются при проектировании систем

в соответствии с принципами инкапсуляции, наследования и полиформизма.

Инкапсуляция – это, во-первых, процесс объединения в один объект

данных и действий (операций), осуществляемых над ними, или, иначе говоря, поведения системы в процессе обработки этих данных. Во-вторых, инкапсуляция предполагает введение ограничений на последствия изменений, вносимых в систему. Эти ограничения вводятся за счет скрытия внутренней информации, когда доступ к объекту возможен только опосредованно – через его операции (характеризующие взаимодействие объекта с внешней средой) и свойства (атрибуты). Операции и свойства объекта представляют собой интерфейс объекта.

Наследование – это механизм создания новых объектов, который бази-

руется на использовании существующих объектов. Наследование позволяет выделить свойства и операции какого-либо объекта и снабдить ими другой объект, возможно с модификацией. Таким образом, объект-потомок приобретает свойства родительского объекта. Например, если «самолёт» – некий родительский объект, то «пассажирский самолёт» – объект-потомок, которому присущи все свойства объекта «самолёт».

Полиморфизм (от греч. polymorphos – многообразный). Синонимами являются многообразие, многообразность, многоформность. Полиморфизм является одной из основных парадигм объектно-ориентированного программирования, представляющей собой идеи и понятия, определяющие стиль (подход) к программированию. В полиморфизме реализуется возможность объекта использования методов порождённого класса объектов, который не существует на момент создания базового. Также полиморфизм можно определить как возможность порождаемых объектов, создаваемых на основе родительских объектов, изменять свою реакцию на одни и те же воздействия при различных внешних условиях. Иными словами, полиформизм – это способность объектов выбирать операцию на основе данных, принимаемых в сообщении из внешнего мира или от другого объекта. В более широком смысле и проще можно также сказать, что полиформизм – это свойство, позволяющее объектам изменять свои формы в зависимости от внешних условий.

Рассмотренные особенности альтернативных подходов к созданию информационных систем представлены в табл. 5.1.

5. Современные CASE-средства

Таблица 5.1

Особенности альтернативных подходов к созданию ИС

5.3. Функциональные модели деятельности

Наибольшей трудоёмкостью в разработке ИС характеризуются этапы

анализа и проектирования. Именно на этих этапах должны обеспечиваться качество и эффективность принимаемых решений, а также формирование проектной документации. Существенный вклад в повышение этих показателей вносят применяемые методы представления информации. В настоя-

Структурный

Объектно-ориентированный

Особенности

Следствия

Особенности

Следствия

Подход к разра-

ботке

Декомпозиция работы системы на автоматизируемые функции (функциональные подсистемы)

Целостное представление, в котором все компоненты взаимоувязаны в пространстве и времени

Описание системы и её приложений отдельными фрагментами (объектами), наделенными определенным поведением и реакцией на изменение внешних условий

Однократная разработка всех объектов с многократным использованием для создания различных по назначению систем

ЖЦ

Последовательная реализация этапов ЖЦ

Риск обнаружения ошибок на этапе тестирования, который является предпоследним

Спиральная модель ЖЦ

Снижение риска за счет наличия этапа тестирования на каждой итерации ЖЦ

Ориен-

тация

Ориентация на данные и на обработку информации. Перенос на приложения отработки реакции системы на запросы и решение задач

Удобство разработки БД, системы обработки информации и отслеживания изменения данных. Проблемы при разработке бизнесприложений, из-за изменений требований к системе

Ориентация на объектноориентированную парадигму, использующую принципы инкапсуляции, наследования и полиформизма

Объединение данных и их обработки, позволяющее легко отслеживать как изменения данных, так и изменения в функционировании системы

5.3. Функциональные модели деятельности

щее время графические средства и средства геометрического моделирования значительно облегчают разработчикам в наглядном виде изучать ИС, редактировать и адаптировать её при изменении целей и ограничений. Эти средства позволяют строить различные диаграммы в реальном масштабе времени, использовать многообразную цветовую палитру и визуализировать многочисленные аспекты моделирования.

Структурный подход в создании ИС ориентирован на разработку функциональной модели. При этом ИС представляется набором действий, преобразующих объект или набор объектов.

Функциональная модель описывает процессы системы в текстовом и графическом виде. В общем случае такая модель является иерархической и состоящей из взаимосвязанных друг с другом диаграмм, каждая из которых представляет единицу описания системы. В функциональной модели действия представляются элементом, который называется блоком и является основным структурным элементом.

При функциональном моделировании деятельности разработчики, как правило, выполняют следующие рекомендации:

1. Использовать функциональную декомпозицию, приводящую к про-

стым функциям, которые далее нельзя разбивать без потери смысла. В результате декомпозиции модель системы приобретает легко обозримую иерархическую структуру отдельных диаграмм. При этом нижний уровень иерархии составляют элементарные по смыслу функции.

2. Пользоваться стандартным языком моделирования с формальными

правилами формирования моделей бизнес-процессов. Приведем простой пример такой декомпозиции:

1. Выставить счёт клиенту.

2. Рассчитать общую стоимость товара.

3. Выбрать и рассчитать скидки.

4. Сгенерировать и напечатать счёт-фактуру.

5. Перенести итоговый счёт в бухгалтерские реестры.

В процессе функционального моделирования помимо функциональной модели разрабатывается информационная модель, отражающая существующие информационные структуры и взаимосвязи между ними. Обе модели при их совместном использовании образуют концептуальную модель деятельности. Такая модель характеризует предметную область, решаемые задачи и необходимые информационные потребности, а также технологические ограничения и т. п.

5. Современные CASE-средства

5.4. Визуальные модели деятельности

Наличие у человека таких мощных врождённых аппаратов познания

окружающего мира, как распознавание образов и ассоциативного мышления, позволяет ему решать многие задачи значительно эффективней компьютера. Поэтому человеку существенно эффективней общаться с системой на уровне зрительного (визуального) восприятия, чем на вербальном или текстовом уровне. В связи с этим использование и развитие средств визуального моделирования при создании ИС является одним из условий эффективной реализации проекта.

Основой визуального моделирования является процесс формирования модели на базе стандартного набора графических элементов. Так как важнейшим достоинством визуального моделирования является возможность организации высокоэффективной коммуникации, то необходимо, чтобы участники коммуникации одинаково понимали все элементы визуализации. Поэтому требуется, чтобы общение между всеми участниками проекта проводилось с использованием стандартного набора графических элементов.

Визуальная модель отражает работу системы на следующих уровнях:

 взаимодействия пользователя с системой;

 взаимосвязи объектов внутри системы;

 коммуникации между системами.

Например:

 для пользователей важно взаимодействие с системой;

 для аналитиков и тестировщиков важна взаимосвязь между объекта-

ми;

 для разработчиков важно, какие объекты нужны и их назначение;

 для менеджеров важна система в целом и взаимодействие ее частей;

 для руководителей важно взаимодействие системы в их организации.

Приведённый пример иллюстрирует, что визуальные модели являются мощный инструментом для всех участников проекта.

Важным вопросом является выбор понятного всем представления элементов модели (графической нотации). Сам термин «нотация» обозначает набор графических объектов для формирования и использования моделей. Было разработано несколько методов моделирования, использовавших разные нотации (представления элементов модели). Например, в современных

5.5. Современные технологии и CASE-средства

технологиях достаточно широко используется нотация американского ученого Г. Буча. Более простая графика использована в технологии объектного моделирования (OMT, Object Modeling Technology). Нотация ОМТ разработана Дж. Рамбо. Эту нотацию поддерживают многие современные инструменты моделирования программного обеспечения, например, Rational Rose.

5.5. Современные технологии и CASE-средства

5.5.1. Логические и физические модели структур данных

В современных технологиях различают логический уровень описания

данных в модели и физический уровень.

На логическом уровне данные носят абстрактный характер, они пред-

ставляются и называются, как и в реальном мире и непосредственно связаны с исследуемыми процессами.

Логическая модель данных не связана с конкретной СУБД и с физическими особенностями платформ, которые в дальнейшем будут применяться. Поэтому этот вид модели является понятным даже неспециалистам. В логической модели описываются данные, которые должны быть зарегистрированы в проектируемой БД. Основными компонентами логической модели являются сущности и их атрибуты, а также связи между ними.

В отличие от логической модели, физическая модель данных связана с конкретной СУБД, так как в ней содержится компонентный состав будущей системы, ориентированный на определённую техническую базу. При этом учитывается не только выбранная вычислительная платформа, но и конкретные производители. Формируя физическую модель данных, обязательно определяются с названиями таблиц и с типами данных для всех полей. Физическая модель данных должна быть нормализована.

5.5.2. IDEF-технология разработки ИС

Группа IDEF-технологий основана на стандарте SADT (методика структурного анализа и проектирования). В группе содержатся:

 IDEF0 – технология функционального моделирования, позволяющая

документировать процесс производства и отображать информацию об использовании ресурсов на каждом этапе проектирования системы;

5. Современные CASE-средства

 IDEF1Х – технология моделирования структуры данных;  IDEF2 – технология динамического моделирования поведения систе-

мы во времени (не была полностью реализована);

 IDEF3 – технология моделирования процессов;  IDEF4 – технология разработки систем, ориентированных на объект;  IDEF5 – технология онтологического (принципиального, структурно-

го) исследования системы.

В рамках IDEF0 проектируемая система представляется множеством функциональных моделей, позволяющих эффективно анализировать процессы. Применение IDEF0 является начальным шагом системного анализа ЖЦ системы. Фактически инструменты IDEF0 определяют технологию разработки системы.

С целью повышения эффективности анализа процессов в системе была создана технология IDEF3, позволяющая описывать сценарии и последовательность выполнения операций для каждого процесса. Для обеспечения связи IDEF0 с IDEF3, как правило, IDEF0-модели связываются с IDEF3сценариями. При этом каждый блок IDEF0-модели обычно соответствует одному или нескольким IDEF3-сценариям.

Модуль IDEF1Х позволяет формировать реляционные структуры данных и разработать БД информационной системы. На базе логической модели данных выполняется физическое проектирование, а затем на базе физической модели формируется реляционная модель данных с учётом используемой СУБД. При построении этих моделей производится нормализация и, если нужно, денормализация модели данных. В результате формируется документация по результатам разработки БД.

Изложенное выше можно назвать начальной фазой системного синтеза ЖЦ системы. После этого приступают к разработке интерфейса пользователя, в результате чего формируются запросы на пополнение БД, на просмотр данных таблиц и выполнения вычислений.

5.5.3. CASE-средства, основанные на IDEF-технологии

За сравнительно небольшой период времени смысл термина CASE претерпел существенное изменение – от средств автоматизации разработки только ПО до средств автоматизации разработки практически всех процессов ЖЦ ИС.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 108 9 10 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]