6. Структурные карты

Структурный анализ охватывает не только этап специфицирования программного обеспечения, но и этап проектирования его внутренней структуры.

Этап проектирования начинается с изучения спецификаций. Первым делом проверяется завершенность спецификаций и формально выявляются и разрешаются все противоречия. Далее формируется структура программного обеспечения и общие правила взаимодействия его компонентов (модулей).

Модуль - это отдельная функционально законченная программная единица, которая может применяться самостоятельно, либо быть частью программы.

Программное обеспечение создается на основе модульной структуры, состоящей из отдельных модулей. Для проектирования и документирования модульной структуры применяются структурные карты Константайна (Constantine), которые являются моделью отношений между программными модулями.

Структурная карта представляет собой ориентированный граф. Узлы структурных карт соответствуют модулям и областям данных, а дуги изображают межмодульные вызовы. При этом циклические и условные вызовы моделируются специальными узлами, привязанными к дугам.

В соответствии со стандартами IBM и ANSI для изображения элементов структурных карт используются изображения, представленные на рис. 16 - 19.

Рис. 16. Элементы структурных карт.

Базовым элементом структурной карты является модуль. Можно выделить различные типы модулей (см. рис. 17).

1.  Собственно модуль используется для представления обрабатывающего фрагмента ПО и для локализации его на диаграмме.

2.  Подсистема – совокупность ранее определенных модулей. Может повторно использоваться любое число раз на любых диаграммах.

3.  Библиотека отличается от подсистемы тем, что определена вне контекста системы.

4.  Область данных используется для указания модулей, содержащих области глобальных (распределенных) переменных.

Рис. 17. Типы модулей на структурных картах

При построении структурных карт добавление модулей и увязывание их вместе осуществляется с использованием потоков, демонстрирующих иерархию вызовов. Различают последовательный и параллельный вызовы. При последовательном вызове модули могут вызываться в любом порядке или одновременно.

Для моделирования условных и циклических вызовов применяются условные и итерационные узлы, изображенные на рис. 18.

Рис. 18. Изображения условного и итерационного вызовов

Связи по данным и управлению между модулями (передаваемые как параметры) раскрываются аннотированием потоков вызовов (см. рис. 19). Стрелками отмечаются направления связей.

Рис. 19. Связи по данным и управлению

Техника структурных карт используется на этапе проектирования для того, чтобы продемонстрировать, каким образом системные требования будут отражаться комбинацией программных структур.

7. Система инструментальной поддержки структурного анализа

В настоящее время в мировой практике разработки программного обеспечения широко используются так называемые CASE–технологии и средства. CASE (Computer–Aided Software/System Engineering)–технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанную комплексом взаимосвязанных CASE–средств автоматизации.

Одним из представителей CASE–средств является программный продукт EasyCASE Professional 4.21, разработанный фирмой Evergreen CASE tools. EasyCASE – это инструментальное средство автоматизированной разработки программного обеспечения, в котором используется структурный анализ, структурное проектирование и моделирование поведения данных и информации вообще.

Функциональные возможности EasyCASE включают ряд действий, которые можно разделить на четыре основные группы:

• действия по управлению проектом;

• действия по редактированию и анализу диаграмм;

• действия по составлению отчетов;

• действия по синтезу схем баз данных.

Проект, создаваемый в EasyCASE, включает иерархию диаграмм различных типов и единый для всего проекта словарь данных. EasyCASE позволяет работать со следующими типами диаграмм в различных нотациях:

• диаграммы потоков данных (DFDs);

• схемы преобразований (DFDs в реальном масштабе времени);

• диаграммы переходов-состояний (STDs);

• структурные карты (STCs);

• диаграммы сущность-связь (ERDs);

• некоторые другие типы диаграмм, моделирующие данные и отношения между ними.

Действия по управлению проектом включают:

• создание или открытие уже существующего проекта;

• автоматическую генерацию контекстной диаграммы потоков данных для вновь создаваемого проекта;

• построение иерархии диаграмм и перемещение по уровням этой иерархии;

• установку параметров проекта, в том числе, касающихся администрирования и разделения ресурсов между пользователями, вплоть до парольного доступа и дифференциации в уровнях привилегий.

Действия по редактированию и анализу диаграмм включают:

• функции создания, сохранения, удаления и модификации существующих диаграмм;

• выбор, нанесение на диаграмму и перемещение ее элементов;

• связывание элементов диаграммы со словарем данных;

• печать диаграмм;

• проверку корректности построенных диаграмм, в том числе: анализ диаграмм с прямой проверкой правил методологии, который проводится по ходу их создания, проверка правил, которая выполняется для обнаружения наличия характерных ошибок в расположении, логической или методологической структуре элементов в пределах одной диаграммы, и уровневую проверку, при которой анализируется несколько диаграмм, связанных общими иерархическими отношениями. Процедуры анализа и проверки диаграмм выявляют не связанные ни с чем элементы, ошибки связей, фрагменты диаграмм, нарушающие основополагающие концепции выбранного методологического подхода.

Действия по созданию отчетов позволяют получить сводную обобщенную информацию о создаваемом проекте. Используя отчеты, можно получить сведения о том, где применяется данный объект (элемент проекта), в каких связях состоит данный объект с другими объектами иерархии диаграмм, состав компонентов в каждой записи словаря данных и так далее.

В EasyCASE предусмотрено пять встроенных типов отчетов:

• по объектам диаграммы;

• по диаграммам;

• по элементам;

• по записям;

• по управляющим таблицам.

Каждый из них представляет сведения об элементах соответствующих его классу видимости.

Действия по созданию схем баз данных позволяют для разработанной модели данных на уровне диаграмм сущность–связь автоматически генерировать текст на языке описания данных, представляющий собой описание структуры базы данных. Однако для того, чтобы воспользоваться этой возможностью необходима специальная компонента Database Engineer, обычно не входящая в стандартную поставку EasyCASE.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1