Использование CASE-технологий в проектировании ИС

4. Средства вывода, используемые  для документирования, управления  проектом и кодовой генерации.

Все приведенные компоненты вместе должны обеспечивать решение  следующих функциональных задач:

• поддержка графических моделей;
• контроль проектной информации;
• организация и поддержка репозитория;
• поддержка процесса проектирования и разработки.

В процессах анализа и  проектирования ПО одним из основных средств отображения структуры  компонентов программных систем являются графические модели. Главными их преимуществами по сравнению со словесными описаниями является простота и компактность, а также легкость восприятия. Для представления различных  аспектов концептуальной модели системы  используются четыре типа диаграмм: диаграммы  функционального проектирования, к которым относятся DFD-диаграммы потоков данных; диаграммы моделирования данных (ERD-диаграммы «сущность-связь»); диаграммы моделирования поведения (как правило, STD- диаграммы переходов состояний) и структурные карты (схемы) SC.

На диаграммах потоков  данных (Data Flow Diagram, DFD) отражаются потоки данных, процессы преобразования входных  потоков в выходные; хранилища  информации, источники и потребители  информации, внешние относительно системы. Каждый из процессов может быть представлен  диаграммой низкого уровня. В дальнейшем эти диаграммы являются основой  для формирования структуры разрабатываемого ПО.

На диаграммах «сущность-связь» (Entity-Relationship Diagrams, ERD) должны быть показаны так называемые сущности (информационные объекты, представляющие интерес с  точки зрения последующего хранения) и связи между сущностями с  отображением характера связи. Эти  диаграммы являются основой для  проектирования баз данных.

На диаграммах переходов  состояний (State Transition Diagram, STD) отображаются состояния, в которых может находиться система, и возможные переходы из одного состояния в другое. Согласно диаграмме проектируется пользовательский интерфейс.

Структурные карты (Structure Chart, SC) служат для отображения архитектуры  системы в виде совокупности программных  модулей и связей между ними, а  также данных, передаваемых от одного модуля к другому.

Средством создания и модификации  диаграмм указанных типов являются специальные графические редакторы (диаграмеры), используемые на этапах анализа  требований и проектирования спецификаций. Функциональные возможности современных  диаграмерив предусматривают:

• создание иерархически связанных  диаграмм, в которых комбинируются  графические и текстовые объекты;

• создание отдельных объектов, а также групп объектов, и возможности  редактирования их (выравнивание, копирование, перемещение, масштабирование);

• хранение связей между  объектами при манипулировании  ими;

• автоматический контроль ошибок и т.п.

Диаграмеры предоставляют  удобную среду для графического моделирования. Полученные диаграммы  обеспечивают стандартное представление  структуры системы, характеристик  ее элементов и функциональных связей между ними.

В процессе создания проектных  моделей важно организовать своевременный  контроль проектной информации и  исправления ошибок. Основное внимание при этом следует уделить начальным  этапам ЖЦ ПО. Исследования зарубежных фирм - производителей CASE обнаружили, что, во-первых, за традиционного подхода  к созданию ПО ошибок проектирования допускают вдвое больше, чем ошибок кодирования, и, во-вторых, ошибки проектирования в 100 раз тяжелее обнаружить на этапе  сопровождения ПО, чем на этапах анализа требований и проектирования спецификаций.

CASE-средства способны  обеспечить автоматическую верификацию  и контроль проекта на полноту  и обоснованность на ранних  этапах ЖЦ. Диаграмеры и верификаторы  осуществляют следующие типы  контроля:

1. Контроль синтаксиса  диаграмм и типов их элементов.  По контроля этого вида проверяется,  соблюдены соответствии диаграмм  правилам построения их, а также  реального заполнения элементов  диаграмм типам элементов.

2. Контроль полноты и обоснованности диаграмм предусматривает, что все элементы диаграмм должны быть идентифицированы и отражены в репозитории. Например, для DFD контролируются неименованные и несвязанные потоки данных, процессы и хранилища данных.
3. Контроль декомпозиции функций включает частичный семантический контроль и оценку качества ПО на основании метрик оценки качества и установления соответствия последней требованиям к качеству, поступающих на вход этапа анализа.
4. Сквозной контроль диаграмм одного или разных типов с целью проверки согласованности по уровням - вертикальное и горизонтальное балансирование диаграмм. Вертикальное балансировки применяется для диаграмм одного типа и направлено на выявление несбалансированных потоков данных в диаграмме, детализируется, и в диаграмме, которую детализирует.

Горизонтальное балансирование обнаруживает несоответствия между DFD, ERD, STD, словарями данных и миниспецификациямы процессов. Например, при балансировании DFD-ERD контролируется соответствие каждого  хранилища данных на DFD сущности или  отношению на ERD.

Средства организации  и ведения репозитория должны обеспечивать основные функции последнего и удовлетворять требования по его  содержанию. Основными функциями  репозитория является хранение, доступ, обновление, анализ и визуализация всей информации по проекту ПО. Содержание епозиторию составляют объекты разных типов и отношения между их компонентами, а также правила  использования и обработки этих компонентов.

В репозитории может храниться  более 100 типов объектов, включая  структурные диаграммы, экранные формы, проекты отчетов, описания данных, логику обработки, модели организации, исходные коды, элементы данных и т.п.

Информационные объекты  в репозитории описываются их свойствами: идентификатор, имена-синонимы, тип, текстовое описание, компоненты, файл-хранилище, область значений. Сохраняются  также все отношения с другими  объектами (отношение вхождения, ссылки), правила формирования и редактирования объекта, а также контрольная  информация о времени создания его или обновления, номера версии, принадлежности к определенному проекту и т.д.

Средства поддержки репозитория  должны обеспечивать функции автоматизированного  формирования документов по проекту. Основными  типами отчетов являются:

• отчеты по содержанию, включающие сведения потоков данных объектов, описания модулей, планы тестирования подпрограмм и т.д.;

• отчеты по перекрестных ссылок, в частности данные о вызовах  модулей, доступ разработчиков к  объектам, маршруты движения данных;

• отчеты по результатам  анализа, включая возведение балансировки диаграмм, результаты анализа структуры  проекта;

• отчеты по декомпозиции объектов, включая таблицы иерархии всех объектов модели.

Поддержка проектирования и  разработки ПО означает поддержку анализа  требований и проектирования спецификаций, прототипирование, поддержку структурных  методологий, автоматическую кодогенерации. В состав CASE-пакета входят средства определения системных требований и моделирования ожидаемого поведения  системы. Для построения прототипов используются генераторы меню экранов  и отчетов, языка четвертого поколения (4GL), при этом прототип позволяет  моделировать основные функции системы. Языки спецификаций обеспечивают итеративный  процесс определения и выполнения спецификаций с последующей корректировкой. Поддержка структурных методологий  осуществляется благодаря построению структурных диаграмм различных  типов, генерации спецификаций для  детализации функциональных блоков в диаграммах и структур данных.

Средства кодогенерации  включают средства генерации каркаса  ПО и средства генерации полного  продукта. Каркас ПО включает описание потоков управления ПО, а также  коды для БД, файлов, экранов и  отчетов. Остальные ПО при этом кодируется вручную. В случае генерации полного  продукта из проектных спецификаций генерируется полная программа вместе с сопроводительной документацией. Чаще всего в CASE-пакетах обеспечивается кодирования на языках COBOL, C i ADA.

Заключение

Несмотря на высокие потенциальные  возможности CASE-технологии (увеличение производительности труда, улучшение  качества программных продуктов, поддержка  унифицированного и согласованного стиля работы) далеко не все разработчики информационных систем, использующие CASE-средства, достигают ожидаемых  результатов.

Существуют различные причины  возможных неудач, но, видимо, основной причиной является неадекватное понимание  сути программирования информационных систем и применения CASE-средств. Необходимо понимать, что процесс проектирования и разработки информационной системы  на основе CASE-технологии не может быть подобен процессу приготовления  пищи по поваренной книге. Всегда следует  быть готовым к новым трудностям, связанным с освоением новой  технологии, последовательно преодолевать эти трудности и последовательно  добиваться нужных результатов.

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых  средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ПО.

Наиболее трудоемкими  этапами разработки ИС являются этапы  анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений  и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы визуального представления информации. Это предполагает построение структурных  или иных диаграмм в реальном масштабе времени, использование многообразной  цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические средства моделирования  предметной области позволяют разработчикам  в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы  для персональных компьютеров с  весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы  для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный  рынок программных средств насчитывает  около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых, так или иначе, используются практически всеми  ведущими западными фирмами.

Список литературы:

1. Банков В.З. Информационные технологии в экономике [текст]/ В.З. Банков, В.С. Зверев. - Москва: Наука, 2008. – 369с.
2. Вендров А.М. Один из подходов к выбору средств проектирования баз данных и приложений [текст]/ А.М. Вендров// СУБД. – 1995. - №3. - С. 9-13
3. Грабауров В.А. Информационные технологии для менеджеров [текст]/ В.А. Грабауров. – Москва: Прогресс, 2008. – 493с.
4. Зиндер Е.З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования [текст]: учебное пособие/ Е.З. Зиндер. - Москва: Центр Информационных Технологий, 2009. – 327с.
5. Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение) [текст]/ Г.Н. Калянов. - Москва: Лори, 2008. – 476с.
6. Климова Р.Н. Информатика торговой фирмы [текст]: учебное пособие для студентов всех специальностей всех форм обучения/ Р.Н. Климова, М.В. Сорокина, И.А. Хахаев, С.А. Сошенский. – Санкт-Петербург.: СПбТЭИ, 2011. – 32с.
7. Компьютерные технологии обработки информации [текст]/ ред. С.И. Назарова. – Москва: Финансы и статистика, 2008. - 512с.
8. Марка Д.А. Методология структурного анализа и проектирования [текст]/ Д.А. Марка, К. МакГоуэн. - Москва: МетаТехнология, 2009. – 289с.
9. Косматов И.С. Международные стандарты, поддерживающие жизненный цикл программных средств[текст]/ И.С. Косматов, В.И. Лушин// Экономика. – 2010. - №5. – С. 15-22.
10. Новоженов Ю.В. Объектно-ориентированные технологии разработки сложных программных систем [текст]/ Ю.В. Новоженов. - Москва: Веста, 2009. – 694с.
11. Симионов Ю.Ф. Информационные технологии в экономике [текст]/ Ю.Ф. Симионов. – Москва: Прогресс, 2010. – 667с.
12. Советов Я.Б. Информационные технологии: учебник для вузов [текст]/ Я.Б. Советов. – Москва: Перо, 2010. – 472с.
13. Титоренко Г.А. Информационные технологии управления [текст]/ Г.А. Титоренко. – Москва: Пресса, 2010. – 528с.
14. Томашевский В.Н. Имитационное моделирование в среде GPSS [текст]/ В.Н. Томашевский, Е.Г. Жданова. – Москва: Бестселлер, 2010. – 416 с.
15. Фридланд А. Информатика – толковый словарь основных терминов [текст]/ А. Фрилланд. – Москва: Приор, 2008. – 573с.
16. Шафрин Ю.Г. Информационные технологии [текст]/ Ю.Г. Шафрин. - Москва: Лаборатория базовых знаний”, 2007. – 394с.
17. Шлеер С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях [текст]/ С. Шлеер, С. Меллор. – Киев: Диалектика, 2008. – 512с.