Автоматизированное проектирование информационных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизированное проектирование ИС (CASE-технология)

Определение. CASE-технология (Computer Aided Software Engineering) представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанную комплексом взаимоувязанных средств автоматизации.

Основные черты CASE-технологии

Назначение: автоматизация проектирования сложных информационных систем.

Изначально CASE-средства были ориентированы на разработку ПО. Сейчас чаще всего под такими средствами подразумевают любые средства проектирования ИС и/или моделирования предметной области.

CASE-средства охватывают все стадии ЖЦ ИС (анализ, проектирование, разработка, сопровождение).

Не создают новых методологий, а повышают эффективность использования существующих - за счет автоматизации.

Цели использования CASE-технологии в индустриальном проектировании ИС

Улучшение качества разрабатываемой ИС за счет автоматического контроля и генерации отдельных элементов;

Возможность повторного использования компонентов разработки;

Повышение уровня адаптивности и качества сопровождения ИС;

Использование методологии прототипного проектирования;

Ускорение работы за счет автоматизированной генерации кода и автоматизированного документирования проекта;

Возможность коллективной разработки ИС в режиме реального времени.

Содержание CASE-технологии

Методология - определяет шаги реализации проекта, а также правила используемых при его разработки методов.

Метод - процедура или техника генерации описания компонентов ИС (например, метод проектирования потоков данных).

Модель - совокупность символов (вербальных, математических, графических и т.п.), которая адекватно описывает некоторые свойства моделируемого объекта и отношения между ними.

Нотация - Система условных обозначений, принятая в конкретной модели. Обычно для описания моделей используются графические символы (почему?), а также формальные и естественные языки.

Инструментальные средства - CASE-средства

Определение. CASE-средство - это специальный программный продукт, который поддерживает одну или несколько методологий анализа и проектирования ИС.

Общая архитектура системы CASE-средств включает в себя следующие элементы:

Репозиторий (словарь данных) - специализированная база данных, являющаяся ядром системы. Обеспечивает хранение версий проекта и его отдельных компонентов и объектов, синхронизацию поступающей от проектировщиков информации, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость. Репозиторий хранит описания следующих объектов:

Проектировщиков и их прав доступа к различным компонентам системы;

Организационных структур;

Диаграмм, компонентов диаграмм и связей между диаграммами;

Структур данных;

Программных модулей, процедур, библиотек и т.п.

Графические средства анализа и проектирования (редакторы диаграмм). Используются для создания иерархически связанных диаграмм - моделей ИС - в заданной графической нотации.

Верификатор диаграмм. Служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования. Основные функции: мониторинга, диагностика, информирование об ошибках.

Неграфические средства проектирования и разработки приложений. Используются для построения моделей ИС на формальных и естественных языках, а также для автоматизированной разработки программ проекта.

Документатор проекта. Позволяет получать информацию о проекте в виде различных отчетов.

Средства администрирования проектом. Представляют собой набор инструментов и служебных программ, необходимых для выполнения таких административных функций, как:

Инициализация проекта;

Задание начальных параметров проекта;

Назначение и управление правами доступа к отдельным элементам проекта;

Мониторинг выполнения проекта.

Служебные средства. Представляют собой набор служебных программ, которые необходимы для обслуживания БД репозитория: архивация, восстановление данных и т.п.

Классификация CASE-средств

По области действия в пределах ЖЦ ИС

Upper CASE - средства, используемые на стадии анализа предметной области;

Middle CASE - средства, используемые на стадии анализа и проектирования структуры ИС;

Примечание. В настоящее время в зарубежной литературе имеет место тенденция объединять средства Upper и Middle CASE в одну группу (Upper CASE).

Lower CASE - средства, используемые на стадиях разработки и внедрения (тестирования).

I-CASE - интегрированная система CASE-средств, которая может использоваться как на ранних, так и на поздних стадиях ЖЦ ИС (т.е. объединяет возможности Upper- и Lower- CASE).

По функциональному назначению:

Средства анализа и проектирования ИС (автоматизация наиболее популярных методологий проектирования);

Средства проектирования баз данных (моделирование данных и генерация схем БД);

Средства разработки приложений (в том числе, средства генерации и рефакторинга программного кода, средства быстрой разработки приложений);

Средства обратного инжиниринга (построение моделей действующей ИС для ее переноса в другую среду);

Средства документирования проекта;

Средства управления тестированием ПО;

Средства планирования и управления проектом.

По поддерживаемым методологиям проектирования:

Функционально-ориентированные;

Объектно-ориентированные;

Комплексные (поддерживают различные методологии).

По степени интеграции:

Отдельные средства, которые могут быть использованы на той или иной стадии проектирования ИС.

Частично интегрированные наборы средств, охватывающие несколько стадий разработки ИС;

Полностью интегрированные системы средств, охватывающие несколько стадий разработки ИС и связанные между собой общим репозиторием.

По реализованной архитектуре:

Локальные;

Корпоративные (с поддержкой взаимодействия по корпоративным информационным сетям и возможностью коллективной разработки проекта).

Методологии проектирования ИС с использованием CASE-средств

В настоящее время существует два основных подхода к проектированию, которые мы уже упоминали:

Функционально-ориентированный (структурный);

Объектно-ориентированный.

В основе функционально-ориентированного подхода лежат две идеи:

Декомпозиция;

Графическое представление.

В настоящее время в качестве основных средств структурного анализа и проектирования используют следующие виды диаграмм:

Business Function Diagram (BFD) - диаграммы функциональных спецификаций. Позволяют представить общую структуру исследуемого объекта, отражающую взаимосвязь различных задач в процессе получения требуемых результатов. Основные элементы BFD - это функции (некоторые действия, необходимые для решения поставленных задач) и декомпозиции функций (разбиение функции на множество подфункций). На практике диаграмма функциональных спецификаций, используется, например, для верификации диаграмм сущность-связь при проектировании базы данных ИС.

Диаграммы SADT (диаграммы работ и объектов).

Диаграммы потоков данных (DFD).

State Transition Diagram (STD) - диаграммы переходов состояний. Моделируют поведение системы во времени в зависимости от произошедших событий. Позволяют осуществить декомпозицию управляющих процессов, происходящих в системе и описать отношение между управляющими потоками. С формальной точки зрения, диаграммы переходов состояний описывают некоторый конечный автомат. К основным элементам диаграммы перехода состояний относятся:

Состояние - устойчивое значение некоторого свойства в течение определенного времени. В каждый момент времени система находится строго в одном состоянии. Находясь в текущем состоянии, необходимо знать о предыдущих состояниях, чтобы определить условие перехода в следующее состояние.

Начальное состояние - узел диаграммы, являющийся стартовой точкой для начального системного перехода. В диаграмме может быть множество конечных состояний, но только одно начальное.

Переход - определяет перемещение моделируемой системы из одного состояния в другое. Имя перехода определяется событием, которое вызвало этот переход. Переход может быть вызван каким-либо действием.

Триггер - логическое выражение, написанное на каком-либо макроязыке, которое показывает условие перехода в данное состояние.

Применяется два способа построения ST-диаграммы. Первый способ заключа-ется в идентификации всех возможных состояний и дальнейшем исследо-вании всех не бессмысленных связей (переходов) между ними. По второ-му способу сначала строится начальное состояние, затем следующие за ним и т.д. В результате формируется предварительная диаграмма перехода состояний, для которой необходимо выполнить контроль состоятельности. Обычно он заключается в отве-те на следующие вопросы;

все ли состояния определены и имеют уникальное имя?

все ли состояния достижимы?

все ли состояния имеют выход?

реагирует ли система соответствующим об-разом на все возможные условия (особенно на ненормальные)?

все ли входные (выходные) потоки управляющего процесса отражены в условиях диаграммы?

Примеры диаграммы переходов состояний

Диаграммы состояний UML.

Диаграммы инфологических моделей «сущность-связь».

System Structure Diagram (SSD) - Диаграммы структуры программного приложения ИС. Представляют собой иерархическую взаимосвязь программных модулей, которые реализуют ИС. Диаграмма SSD служит «мостом» для перехода от системных требований, которые отображены в таких диаграммах, как BFD, DFD, ERD и STD, к реализации информационной системы.

Основные черты объектно-ориентированного проектирования

Предметная область моделируется как совокупность взаимодействующих во времени объектов;

Процесс обработки информации представляется как последовательность взаимодействий этих объектов;

Данные и операции моделируются совместно (неразрывно друг от друга);

За основу принимается спиральная модель проектирования. Модели предметной области накапливаются в репозитории и постепенно уточняются.

На основе сформированных моделей может быть автоматически сгенерирована система классов для программного приложения ИС;

Для моделирования широко используется унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language).

Самостоятельно:

Изучить, какие основные диаграммы включает в себя система объектно-ориентированных моделей в соответствии с нотациями UML;

Изучить общую характеристику и назначение каждой диаграммы;

Обратить внимание на диаграмму прецедентов, диаграмму состояний, диаграмму деятельности, диаграмму компонентов и диаграмму размещения.

Рассмотреть общую схему проектирования экономических ИС в рамках объектно-ориентированного подхода.

case проектирование информационный система

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1. Пример диаграммы перехода состояний.

Размещено на Allbest.ru