CASE-инструментарий объектного моделирования и анализа

Существует несколько CASE-средств, поддерживающих язык UML. Наиболее известным является Rational Rose, которое мы рассмотрим, используя, в первую очередь, работу [82], а также [22, 86, 87].

4.3.1. Назначение и возможности «IBM Rational Software Architect»

Rational Rose – CASE-средство фирмы Rational Software Corporation (США) – предназначено для автоматизации этапов анализа и проектирования программного обеспечения (ПО), а также для генерации кодов на различных языках и выпуска проектной документации. Rational Rose использует методологию объектно-ориентированного анализа и проектирования. Конкретный вариант Rational Rose определяется языком, на котором генерируются коды программ (C++, Smalltalk, PowerBuilder, Ada, SQLWindows, ObjectPro). Кроме того, Rational Rose содержит средства реинжиниринга программ, обеспечивающие повторное использование программных компонент в новых проектах.

В составе Rational Rose можно выделить 6 основных структурных компонент: репозитарий, графический интерфейс пользователя, средства просмотра проекта (browser), средства контроля проекта,средства сбора статистики и генератор документов. К ним добавляются генератор кодов (индивидуальный для каждого языка) и анализатор для С++, обеспечивающий реинжиниринг – восстановление модели проекта по исходным текстам программ.

Репозитарий представляет собой объектно-ориентированную базу данных. Средства просмотра обеспечивают «навигацию» по проекту, в том числе, перемещение по иерархиям классов и подсистем, переключение от одного вида диаграмм к другому и т.д. Средства контроля и сбора статистики дают возможность находить и устранять ошибки по мере развития проекта, а не после завершения его описания. Генератор отчетов формирует тексты выходных документов на основе содержащейся в репозитарии информации.

Средства автоматической генерации кодов программ на языке С++, используя информацию, содержащуюся в логической и физической моделях проекта, формируют файлы заголовков и файлы описаний классов и объектов. Создаваемый таким образом скелет программы может быть уточнен путем прямого программирования на языке С++. Анализатор кодов С++ реализован в виде отдельного программного модуля. Его назначение состоит в том, чтобы создавать модули проектов в формате Rational Rose на основе информации, содержащейся в определяемых пользователем исходных текстах на С++. В процессе работы анализатор осуществляет контроль правильности исходных текстов и диагностику ошибок. Модель, полученная в результате его работы, может целиком или фрагментарно использоваться в различных проектах. Анализатор обладает широкими возможностями настройки по входу и выходу. Например, можно определить типы исходных файлов, базовый компилятор, задать, какая информация должна быть включена в формируемую модель и какие элементы выходной модели следует выводить на экран. Таким образом, Rational Rose/С++ обеспечивает возможность повторного использования программных компонент.

В основе работы Rational Rose лежит построение различного рода диаграмм и спецификаций, определяющих логическую и физическую структуры модели, ее статические и динамические аспекты.

Диаграммы классов показывают классы и их иерархии, отображая логику построения прикладной системы. Для больших систем обычно строится не одна, а несколько подобных диаграмм. Диаграмма классов определяет только статические аспекты, относящиеся к классам. Динамика их поведения представляется на диаграммах состояний. Диаграммы кооперации показывают существующие объекты и их взаимодействие в логическом проекте прикладной системы. Модульные диаграммы (диаграммы компонентов) определяют распределение классов и объектов в модулях, физически реализующих проект. Одна модульная диаграмма представляет всю или часть модульной архитектуры системы. Для решения задачи распределения аппаратных ресурсов в Rational Rose используются диаграммы размещения.

Не вся необходимая информация о проекте может быть наглядно отражена в диаграммах, поэтому Rational Rose содержит средства ввода спецификаций, которые дополняют набор диаграмм. Спецификации создаются для прецедентов, пакетов, классов, атрибутов, операций, подсистем, объектов, компонент, диаграмм и т.д.

Основные свойства Rational Rose, обеспечивающие ее высокую конкурентоспособность на мировом рынке программных средств, следующие:

- охват всех этапов жизненного цикла работы над проектом с единой методикой и нотацией;

- возможность повторного использования программных разработок пользователей за счет средств реинжиниринга;

- наличие средств автоматического контроля, позволяющих вести отладку проекта по мере его разработки;

- возможность описания проекта на разных уровнях для различных категорий пользователей;

- удобный для пользователя графический интерфейс;

- автоматическая генерация кодов на языках С++, Ada, Smalltalk, PowerBuilder, SQLWindows, VisualBasic;

- наличие средств групповой разработки;

- широкий спектр применения системы – базы данных, банковские системы, телекоммуникация, системы реального времени и т. д.

- возможность использования различных платформ: IBM PC (в среде Windows), Sun SPARC Stations (Solaris, SunOS), Hewlett-Packard (HP UX), IBM RS/6000 (AIX).

4.3.2. Интерфейс «IBM Rational Software Architect»

Интерфейса Rational Rose имеет пять основных элементов [82]:

- Браузер (browser), который используется для навигации по модели.

- Окно документации (documentation window), которое применяется для работы с документацией элементов модели.

- Панели инструментов (toolbars), которые применяются для быстрого доступа к наиболее распространенным командам.

- Окно диаграммы (diagram window), которое используется для просмотра и редактирования одной или нескольких диаграмм UML.

- Журнал (log), который применяется для просмотра ошибок и отчетов о результатах выполнения различных команд.

Браузер – это иерархическая структура, позволяющая легко осуществлять навигацию по модели. С помощью браузера можно [82]:

- добавлять к модели элементы (действующие лица, варианты использования, классы, компоненты, диаграммы и т.д.);

- просматривать существующие элементы модели;

- просматривать существующие отношения между элементами модели;

- перемещать элементы модели;

- переименовывать эти элементы;

- добавлять элементы модели к диаграмме;

- связывать элемент с файлом или адресом Интернет;

- группировать элементы в пакеты;

- работать с детализированной спецификацией элемента;

- открывать диаграмму.

Браузер поддерживает четыре представления (view): представление вариантов использования, логическое представление, представление компонентов, представление размещения (см. ниже).

Браузер организован в древовидном стиле. Каждый элемент модели может содержать другие элементы, находящиеся ниже его в иерархии. Знак «–» около элемента означает, что его ветвь полностью раскрыта. Знак «+» – что его ветвь свернута. По умолчанию браузер появляется в левой верхней части экрана. Затем его можно перетащить в любое другое место, закрепить там или оставить плавать свободно, а также, вообще, скрыть его.

С помощью окна документации можно документировать элементы модели. Например, можно сделать короткое описание каждого действующего лица. При документировании класса все, что будет написано в окне документации, появится затем, как комментарий в сгенерированном коде, что избавляет от необходимости впоследствии вносить эти комментарии вручную. Документация будет выводиться также в отчетах, создаваемых в среде Rational Rose.

Если в браузере или на диаграмме выбрать другой элемент, окно документации автоматически обновится, показав то, что соответствует этому элементу. Как и браузер, окно документации можно закрепить или оставить свободно перемещаться. По умолчанию оно появляется в нижнем левом углу окна Rational Rose, но может быть передвинуто оттуда или скрыто.

Панели инструментов Rational Rose обеспечивают быстрый доступ к наиболее распространенным командам. В этой среде существует два типа панелей инструментов: стандартная панель и панель диаграммы. Стандартная панель видна всегда, ее кнопки соответствуют командам, которые могут использоваться для работы с любой диаграммой. Панель диаграммы своя для каждого типа диаграмм UML. Все панели могут быть настроены пользователем.

В окне диаграммы видно, как выглядит одна или несколько UML-диаграмм модели. При внесении в элементы диаграммы изменений Rational Rose автоматически обновит браузер. Аналогично, при внесении изменений в элемент с помощью браузера Rational Rose обновит соответствующие диаграммы. Это помогает поддерживать модель в непротиворечивом состоянии.

По мере работы над моделью определенная информация будет направляться в окно журнала. Например, туда помещаются сообщения об ошибках, возникающих при генерации кода. Не существует способа закрыть журнал совсем, но его окно может быть минимизировано.

4.3.3. Представление модели в «IBM Rational Software Architect»: представление вариантов использования; логическое представление; представление компонент; представление размещения

В модели Rational Rose, как уже было отмечено, поддерживается четыре представления (views) – представление вариантов использования (прецедентов), логическое представление, представление компонентов и представление размещения. Каждое из них предназначено для своих целей и для соответствующей аудитории.

Представление вариантов использования

Представление вариантов использования (прецедентов) содержит [82]:

- Действующих лиц.

- Варианты использования.

- Диаграммы вариантов использования. Обычно у системы бывает несколько таких диаграмм, каждая из которых показывает подмножество действующих лиц и/или вариантов использования.

- Документацию по вариантам использования, детализирующую происходящие в них процессы (потоки событий), включая обработку ошибок.

- Диаграммы деятельности, а также диаграммы взаимодействия, отображающие объекты или классы, принимающие участие в одном потоке событий варианта использования. Для каждого варианта использования можно создать множество диаграмм взаимодействия. Это делается либо в представлении вариантов использования, либо в логическом представлении системы. Как правило, не зависящие от языка программирования и реализации, диаграммы взаимодействия создают в представлении вариантов использования. Обычно такие диаграммы показывают взаимодействия объектов, а не классов. Диаграммы взаимодействия, зависящие от языка, обычно находятся в логическом представлении системы. Они, как правило, отображают классы, а не объекты.

- Пакеты, являющиеся группами вариантов использования и/или действующих лиц. Пакеты представляют собой механизм языка UML, позволяющий группировать вместе сходные элементы. Как правило, в системе существует сравнительно мало вариантов использования и действующих лиц, так что образовывать из них пакеты не требуется. Тем не менее, этот инструмент всегда может помочь в организации представления вариантов использования.

В начале работы над проектом представление вариантов использования нужно для заказчиков, аналитиков и менеджеров проекта. Работая с вариантами использования, их диаграммами и документацией по ним, они смогут прийти к соглашению о том, как должна выглядеть система на высоком уровне. При этом данное представление рассматривает только то, что именно будет делать система. Обсуждение деталей ее реализации надо оставить на будущее. В процессе работы над проектом все члены команды могут ознакомиться с этим представлением, чтобы достичь понимания системы на высоком уровне.

Документация варианта использования описывает соответствующий поток событий. С помощью этой информации специалисты по контролю качества смогут начать сразу писать тестовые программы для системы, а технические писатели – документацию для пользователей. Аналитики и заказчики будут уверены, что учтены все требования. Разработчики поймут, какие высокоуровневые элементы системы предстоит создать, и как будет работать ее логика.

Согласовав варианты использования и действующих лиц, заказчики должны будут принять решение и по поводу области применения системы. После этого разработчики смогут перейти к ее логическому представлению, уделяющему больше внимания тому, как система будет реализовывать поведение, определяемое вариантами использования.

Дата добавления: 2014-12-27