Case-технології проектування ІС

Для подолання труднощів і проблем у межах нових інформаційних технологій створена і знаходить все більше по­ширення CASE - технологія проектування, яка базується на вико­ристанні CASE - продуктів — програмного, методичного та ін­формаційного забезпечення САПР ІС. Основу CASE - технології проектування становить CASE-Method проектування систем. Роз­глянемо основні положення цієї методології.

CASE - системи являють собою програмно-технічні комплекси, що базуються, як правило, на потужних ПЕОМ або робочих стан­ціях локальних мереж ЕОМ і реалізують у тому чи іншому обсязі концепції САПР ТС. У загальному випадку CASE - системи реалі­зують такі види підтримки проектних процедур:

• підтримку бази метаданих проекту;

• підтримку одночасної роботи групи аналітиків-проектуваль-
ників і координації її з боку керівника розробки (головного менеджера проекту);

• наскрізну підтримку життєвого циклу системи;

• підтримку візуальних методів проектування;

• автоматизовану генерацію програмних продуктів за заданими специфікаціями;

і інформаційну підтримку розробників ІС на основі словників даних та ІПС;

• підготовку проектної документації.

Розглянемо коротко зміст перелічених видів підтримки проект­них процедур. Усі компоненти майбутньої ІС є інформаційними, або матеріальними, об'єктами, які мають сукупність атрибутів. Описи таких об'єктів та їх атрибутів вміщуються у словник мета­даних проекту — єдину базу даних проекту. Система перехрес­них посилань і таблиць словника метаданих забезпечує підтрим­ку узгодженості, несуперечності, повноти та мінімальної надмірності проекту. Наявність засобів контролю несуперечності й
узгодженості у словнику метаданих забезпечує коректність опе­рацій з редагування проекту.

Підтримка роботи групи розробників забезпечується можли­вістю оперативного доступу кожного з них до усіх елементів створюваного проекту. З іншого боку, будь-які зміни і допов­нення можуть бути введені тільки за санкцією головного мене­джера проекту.

Наскрізна підтримка життєвого циклу системи забезпечується можливістю напівавтоматичного перетворення логічних моделей системи на відповідні програмні та технологічні продукти.

Візуальні методи проектування базуються на використанні графічних і табличних моделей, що, у свою чергу, базуються на погоджених діаграмах, які мають детальні текстові супроводи.

Основою автоматизації генерування програмних продуктів є виконання рутинних операцій кодування програм (опис даних, основна логіка обробки, схеми баз даних, описи інтерфейсів) за заданими специфікаціями з використанням спеціальних генера­торів програм. Згідно з таким принципом генеруються, наприк­лад, тексти вихідної мови у системі CLARION. У ряді випадків автоматична генерація кодів програм може давати 90 % їх обсягу.

Інформаційне забезпечення в CASE - системах має два аспекти:

• доступ до всього проекту в реальному часі для кожного роз­робника;

• формування різноманітних звітів, що стосуються складу, структури властивостей як проекту в цілому, так і окремих його елементів.

Підготовка проектної документації змінює свій статус. Доку­ментація може бути виготовлена після завершення всієї розробки й бути готовою до виконання. Визначальною особливістю одер­жуваної за такого підходу документації є її несуперечності.

Методологія CASE-Method базується на спадному підході до проектування і дозволяє слідкувати за всіма етапами життєвого циклу ІС або її окремих задач.

Методологія CASE - технології визначає, що і як виконується у процесі проектування. Принциповою особливістю її є наявність наочних моделей для подання компонентів об'єкта управління і самої ІС, а також відображення проектних рішень. Такі наочні моделі і позначення дозволяють однозначно сприймати одні й ті самі проектні рішення різними учасниками процесу проектуван­ня. Використання наочних і зрозумілих моделей дозволяє залучати до активного обговорення замовників та майбутніх споживачів системи, що проектується, починаючи з ранніх фаз проектування. Це дає можливість будувати ІС, яка задовольняла б потреби за­мовників і користувачів, а також гарантувати задоволення цих потреб.

Розглянемо послідовність і зміст робіт, що виконуються з використанням CASE - систем і наявних у тому чи іншому обсязі у комерційних реалізаціях CASE-продуктів. Як правило, виділяється ряд етапів життєвого циклу ІС, що проектується.

На етапі 1 «Вироблення стратегії»:

— визначаються цілі створення системи та пріоритети й об­меження;

— будується модель системи;

— розробляється системна архітектура;затверджується план розробки системи.
На етапі 2 «Аналіз» виконуються такі роботи:

— будується модель інформаційних потреб (модель «сут­ність — зв'язок»);

— описується модель функціональних вимог до системи (на основі методу декомпозиції функцій);

— формується матриця перехресних посилань і діаграма по­токів даних;

— визначається загальний план впровадження системи;

— установлюються критерії прийому системи в експлуатацію.
Перші три види робіт із зазначеного переліку фактично реалі­зують побудову «інформаційної моделі підприємства».

На етапі 3 «Проектування»:

— докладно проробляється архітектура системи;

— будується концептуальна схема бази даних;

— здійснюється реляційне проектування бази даних;

— спеціалізуються функції, спроектовані на етапі аналізу;

— виконується проектування програмних модулів на основі специфікацій функцій;

— установлюються перехресні посилання між компонентами системи;

— докладно планується етап реалізації системи (тут також розробляються методики тестування програмного продукту).

На етапі 4 «Реалізація» виконуються такі роботи:

— створюється реляційна база даних;

— програмні реалізації задач установлюються на відповідних ЕОМ мережах;

— проводяться тестування і перевірка відповідності програм­них продуктів вимогам користувача.

На етапі 5 «Документування»:

— створюється системна документація;

— розробляються матеріали для навчання;

— готується посібник для користувачів.

На етапі 6 «Впровадження» виконуються такі роботи:

— конвертуються дані зі старих систем (у разі необхідності);

— проводиться подальше тестування програм;

— аналізуються функціональні можливості системи, її вироб­ників;

— оцінюється якість засобів захисту даних від зруйнування несанкціонованого доступу.

На етапі 7 «Експлуатація» здійснюються такі операції:

— підтримка системи;

— модифікація розробленої системи;

— перевірка цілісності й аналізу даних;

— моніторинг системи.

Нині не існує реалізацій CASE-системи, які дозволяли б в од­ному продукті зосередити розв'язання всіх задач проектування. Одночасно така тенденція має місце для багатьох фірм, що роз­робляють CASE-продукти. Так, у Великобританії використовує­ться школа з чотирьох ступенів для оцінки відповідності CASE-продукту вимогам технології SSADM. Оцінка проводиться на базі переліку сформульованих критеріїв. Одержувані оцінки станов­лять основу процедури сертифікації CASE-продуктів, які створю­ються фірмами — виробниками програмних продуктів.

Проаналізуємо коротко основні задачі розробки, що розв'язу­ються за допомогою CASE-систем.

Група задач фази аналізу. За допомогою цих задач виконуєть­ся аналіз вимог до ІС і створюються моделі й прототипи системи, що проектується. Задачі функціонального моделювання дозволя­ють створювати логічні специфікації перетворень даних за допо­могою діаграм потоків даних і специфікацій процесів. Задачі мо­делювання даних встановлюють і подають логічну структуру даних та їх відношень за допомогою діаграм відношень сутнос-тей, правил залежностей, специфікацій елементів даних. Задачі прототипізації спрямовані на створення макетів істотних елемен­тів користувальницького інтерфейса, окремих задач і системи в цілому. Розв'язуються задачі прототипізації на основі моделю­вання діаграм сценарію діалогу і використання засобів генерації вихідних форм (відеокадрів) прикладних задач.

Група задач фази проектування. За допомогою цих задач будуються моделі ІС, що відображують її структуру у термінах деякого абстрактного середовища реалізації (базова термінологія системного аналізу — процесори, задачі, модулі, табли­ці, файли, об'єкти, інтерфейси тощо). Задачі проектування ар­хітектури програмного забезпечення дозволяють створити ло­гічну структуру програмного забезпечення, структурувати йо-го на модулі, визначити міжмодульні інтерфейси. Розв'язання їх реалізується як напівавтоматична трансформація функціо­нальних модулів у структурні схеми ПЗ. Задачі детального проектування ПЗ дозволяють виконати специфікування внут-рішніх компонентів майбутніх програмних модулів. Інстру­ментарієм є псевдокоди, діаграми Нассі-Шнейдермана та інші засоби.

Задачі проектування бази даних допомагають перетворювати логічну модель даних на фізичну схему бази даних, створювати таблиці і ключі. Нормалізація й оптимізація схеми бази даних здійснюються автоматизованим способом. Задачі проектування користувальницького інтерфейса та діалогу з користувачем до­зволяють уточнювати і деталізувати вихідні форми та сценарій діалогу прототипу.

Задачі динамічного моделювання дозволяють оцінити пове­дінку системи, що проектується, у часі з метою виявлення чин­ників, які обмежують за часом, чинників надійності та інших ре­сурсів. Моделі реального часу будуються на основі апаратів мереж Петрі, кінцевих автоматів.

Група задач створення програм. До цієї групи входять задачі генерації базових кодів, що дозволяють перетворювати структур­ну схему ПЗ на базовий прототип програми заданою вихідною мовою програмування. Спеціальні деталі вносяться до базового прототипу програмістом. Задачі генерації схем бази даних дозво­ляють здійснювати автоматичне перетворення схеми бази даних на вихідний текст мовою СУБД. Задачі генерації користувальни­цького інтерфейса реалізують автоматичне перетворення проекту інтерфейса на вихідний текст програми.

Група задач управління проектом. Нею охоплені задачі власне управління проектом, задачі трасування вимог і задачі контролю версій. Задачі управління проектом дають можливість підтримувати менеджмент проектування у термінах робіт, завдань, вико­навців, процесів і проектних процедур. Задачі трасування вимог призначені для контролю відповідності прийнятих рішень функціональним та іншим вимогам технічного завдання, контролю версій, пов'язаного з підтримкою багатьох проектних рішень за одним і тим самим об'єктом або задачею.

Задачі документування дозволяють на основі словника мета-даних проекту компонувати результатну інформацію згідно з ви­могами, що задаються стандартами або конкретним користува­чем. Документи при цьому виводяться на магнітні касети у форматах, придатних для подальшої обробки текстовими редак­торами або видавничими системами.

Група задач забезпечення розробників. Задачі налагодження середовища забезпечують можливість системному аналітику-проектувальнику налагоджувати конфігураційні й ергономічні параметри CASE-системи, характеристики метамоделей. Задачі експорту (імпорту) дозволяють здійснювати передачу розроблю­ваних фрагментів проекту (базу даних проекту) в іншу систему. Задачі адміністрування бази даних проекту забезпечують ціліс­ність бази даних проекту, використання даних в інших проектах.

Задачі формування звітів за проектом дозволяють генерувати різноманітні звіти за структурою проекту і проектування відповід­но до запитів розробників. Задачі підтримки погодженості проек­ту допомагають в автоматичному або автоматизованому режимі контролювати погодженість проектних рішень, що приймаються. Наприклад, зміна довжини поля даних в одній задачі приводить до автоматичної перевірки можливості розміщення поля з новою довжиною в усіх документах, де вона зустрічається. Задачі тра­сування даних дозволяють будувати перехресні посилання щодо використання даних у різних файлах, задачах різними проекту­вальниками.

Система автоматизованого проектування на основі CASE-Method реалізується як інтегрована, що складається з CASE-продуктів. Окремі CASE - продукти являють собою програми, що реалізують сукупності функцій САПР. Подальший розгляд про­водитимемо на прикладі конкретної системи, розробленої фір­мою ORACL.

До складу САПР фірми ORACL входять три базових CASE-продукти: CASE*Dictionary, CASE*Desiqner та CASE*Generator.

Для функціонування CASE-продукті в необхідно мати у складі САПР СУБД ORACL, що включає модулі SQL*Forms і SQL*Plus. Побудована на основі зазначених CASE - продуктів САПР працює на більшості існуючих платформ (Sum, UNIX, VAX/VNS, MS-DOS).

Модуль CASE*Dictionary дозволяє зберігати й узагальнювати | інформацію, що виникає у процесі проектування інформаційної системи. Це — словесна система, в якій зберігаються описи ін­формаційних модулів, функціональних вимог і програмних рі­шень. Модуль працює у багато-користувальницькому режимі.

При цьому гарантується можливість паралельного оновлення ін­формації кількома розробниками.

Інформаційна модель в CASE*Dictionary будується на основі моделі «сутність - зв'язок». Проектувальнику надається можли­вість відображувати типи зв'язків («1:1», «1:М», «М:М»)> обо­в'язкові та необов'язкові атрибути сутностей і зв'язків, унікальні ключі, ієрархічні зв'язки об'єктів.

Для проектування прикладних задач:

* формується ієрархія функцій;

* будується модель подій, що відбуваються в системі;

* виявляються залежності та збіги функцій у прикладних за­дачах;

* визначається частота виконання функцій.

На основі виконаних системою функцій будується мережа мо­дулів, для кожного з яких формується специфікація.

CASE*Dictionary має набір утиліт, що дозволяють нормалізу­вати логічну та фізичну структури бази даних. У процесі проек­тування цей CASE - продукт автоматично підтримує перехресні посилання між об'єктами словника. Перехресні посилання мо­жуть створюватися між:

* сутностями й атрибутами;

* бізнес-функціями;

* бізнес-компонентами;

♦ таблицями та стовпцями бази даних;

♦ прикладними програмними модулями. CASE*Dictionary дозволяє генерувати понад 70 стандартних

звітів про модельовану проблемну сферу. Такі звіти включають списки об'єктів, описи перехресних посилань і взаємного впливу об'єктів один на одного.

Модуль CASE*Desiqner забезпечує графічний інтерфейс при роботі різних моделей проблемної сфери. Ця програма дозволяє будувати моделі у графічному режимі. Інформація про моделі за­носиться до CASE*Dictionary. Модуль працює в середовищі різних графічних оболонок (X Windows, DEC Windows, Presintaton Ma­nager та ін.). Проектувальник може відкрити необмежену кіль­кість вікон і в кожному з них виконувати окреме завдання.

CASE*Desiqner має легкий для засвоєння, дружелюбний до користувача інтерфейс, що включає: систему випадаючих меню; вікна, які проявляються; піктограми; підказки; гіпертекст. Він включає утиліти «діаграмери» для побудови чотирьох схем, що використовуються у проекті:

* ЕК-діаграми;

*діаграми ієрархії типів;

*діаграми потоків даних;

* діаграми матриць перехресних посилань.

Друкування побудованих діаграм може здійснюватися як на фоно-будівниках типу HP/GL, так і на принтерах, що підтриму­ють post-script.

Модуль CASE*Generator призначений для автоматичної гене­рації прикладних програм модулів. Прикладні задачі розробляю­ться у вигляді послідовності операторів мови SQL.

Генеровані модулем форми звітів відображуються у специфі­каціях проектів. Залежно від того, чи повна сумісність вихідних текстів ORACL на всіх платформах, створені прикладні задачі можуть переноситися з платформи на платформу. Наприклад, можна спроектувати прикладну задачу на PC, а виконувати її на великій машині типу IBM, HP або VAX.

CASE*Generator дозволяє автоматично підтримувати багато­рівневу цілісність посилань у базі даних. Так, якщо у базі даних є таблиці «Підприємства», «Відділи», «Службовці», то у моделі можна визначити, що видалення з бази даних підприємства авто­матично спричиняє видалення всіх його відділів. Відділ може бу­ти видалений тільки тоді, коли у ньому не залишається жодного

службовця.

Інша обмеженість цілісності стосується зміни підпорядкуван­ня запису. Наприклад, можна заборонити або дозволити переве­дення службовця з одного відділу в інший.

CASE*Generator дозволяє будувати форми документів на ос­нові однієї або кількох таблиць даних. Документ може розташо­вуватися на одному або декількох екранах.

Дата добавления: 2014-01-07