ВОПРОС 15. Адаптация ЭИС с помощью CASE-средств. Обзор нотаций, используемых в CASE-средствах

 

Технологическая сеть объектно-ориентированного проектирования (ТСООП) ЭИС на основе использования CASE-технологии, для которой характерны последовательное расширение и уточнение моделей на различных стадиях жизненного цикла ЭИС анализа системных требований, логического и физического проектирования, реализации. ТСООП ЭИС (рис. 13.18) представляет собой обобщение методологий Objectory и NaturalEngineeringWorkbench.

Рис. 13.18 ТСООП ЭИС: Dобсл – описание организационно-экономической системы; D’пи, D’’пи – диаграммы прецедентов использования ЭИС; D’о, D’’о, D’’’о – диаграммы классов объектов; D’с, D’’с, D’’’с – диаграммы состояний объектов; D’п, D’’п, D’’’п – диаграммы пакетов; D’’в – диаграммы взаимодействий; D’’д, D’’’д – диаграммы деятельностей; D’’’к – диаграммы компонентов; D’’’р – диаграммы размещения компонентов; Uоояп – универсум оъектно-ориентированных ЯП; Gо – классы объектов; Gм – процедуры методов.

 

АНАЛИЗ СИСТЕМНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ЭИС

ТСООП анализа системных требований к ЭИС представлена на рис. 13.19. На входе этапа анализа системных требований используется описание организационно-экономической системы (Dобсл), полученное в ходе работ по анализу и проектированию бизнес-процессов. Эти материалы содержат описание организационной структуры, структуры материальных, финансовых и информационных потоков, которое может быть выполнено либо с помощью традиционных средств графического отображения, либо с помощью определенных методологий бизнес-реинжиниринга, например, с помощью той же объектно-ориентированной методологии.

Рис. 13.19. Технологическая сеть системного анализа требований: Doбсл– описание организационно-экономической системы; D'пи – диаграмма прецедентов использования ЭИС, D'о– диаграмма классов объектов; D’c – диаграммы состояний объектов, D'пк– диаграмма пакетов.

Так, в объектно-ориентированной методологии анализа и проектирования бизнес-процессов предусматриваются:

1. описание бизнес-процессов (БП) как прецедентов использования, актерами которых служат внешние участники БП (клиенты, поставщики, субподрядчики, инвесторы, финансовые компании, гос. органы);

2. задание порядка разработки и автоматизации БП в соответствии с определенными критериями, например наибольшим эффектом для заказчика, простотой и быстротой разработки и т. д.;

3. неформальное словесное описание БП.

Структура основных бизнес-объектов и их взаимодействии описывается в соответствии с требованиями модели классов объектов.

Анализ системных требований начинается с идентификации основных прецедентов использования (D'пи) и объектов-сущностей (D'o), которые будут применяться в ИС. Работы по идентификации прецедентов использования и классов объектов-сущностей, как правило, выполняются параллельно. В случае объектно-ориентированного оформления результатов предпроектного обследования данная работа упрощается в силу однозначности соответствия БП и прецедентов использования ЭИС, бизнес-объектов и объектов-сущностей.

Разработка D'пи – диаграммы прецедентов использования ЭИС (преобразователь ПИ) предполагает выделение тех последовательностей транзакций, которые будут автоматизировать требуемые БП. При этом определяются основные пользователи-актеры, взаимодействующие с прецедентами использования.

Разработка D'o – диаграммы классов объектов (преобразователь П12) предполагает задание состава основных атрибутов и определение характера взаимосвязей классов объектов.

Разработка D'с – диаграммы состояний объектов (преобразователь П13) осуществляется только для классов объектов со сложным поведением. При этом рассматриваются все прецеденты использования, в которых объекты данного класса используются и меняют свои состояния.

Разработка D'пк – диаграммы пакетов (преобразователь П14) осуществляется путем группировки классов объектов по подсистемам. На этапе анализа системных требований определяется состав пакетов, относящихся к пакету «Проблемная область». При этом выделяются функциональные пакеты, которые объединяют классы объектов, реализующие функции управления, и базовые пакеты с нормативно-справочной информацией, общие для функциональных пакетов.

 

ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭИС

На этапе логического проектирования ЭИС осуществляются детализация моделей прецедентов использования, классов объектов, состояний, пакетов и разработка моделей взаимодействия объектов и деятельностей, которые определяют характер методов (процедур) обработки объектов (рис. 13.20).

Рис. 13.20.Технологическая сеть логического проектирования

Детализация D''пи – диаграммы прецедентов использования (преобразователь П21) предполагает разработку основных и альтернативных потоков событий, которые могут быть представлены самостоятельными диаграммами прецедентов использования. Кроме того, могут быть выделены прецеденты использования, расширяющие набор функций основных прецедентов, или из нескольких прецедентов использования могут быть выделены общие функции в самостоятельные прецеденты. При этом соответственно задаются отношения расширения и использования.

Детализация D''о – диаграммы классов объектов (преобразователь П22) выполняется путем уточнения классов объектов-сущностей и введения интерфейсных и управляющих классов объектов. Интерфейсные классы объектов соответствуют актерам прецедентов использования, а управляющие классы объектов - координирующим функциям обработки объектов-сущностей.

Уточнение D"с – диаграммы состояний объектов (преобразователь П23) выполняется в связи с детализацией диаграммы прецедентов использования D''пи и диаграммы классов объектов D''o.

Разработка D''в – диаграммы взаимодействий (преобразователь П24) выполняется для каждого прецедента использования с учетом построенных диаграмм классов объектов и состояний. В частности, сообщение от одного объекта к другому в диаграмме взаимодействия должно соответствовать событию, вызывающему переход состояния объекта получателя сообщения в диаграмме состояний. Аналогично внешнее событие в диаграмме взаимодействий, вызываемое актером, соответствует событию, осуществляющему переход состояния объекта в диаграмме состояний.

Разработка D''д – диаграммы деятельностей (преобразователь П25) уточняет характер взаимодействия объектов не в одном, а в нескольких прецедентах использования. Если диаграммы взаимодействий объектов формируют набор методов обработки объектов, то диаграммы деятельностей дают спецификацию алгоритмов для последующего программирования процедур этих методов.

Детализация D''пк – диаграммы пакетов (преобразователь П26) связана с уточнением состава классов объектов-сущностей и появлением интерфейсных и управляющих классов объектов. Например, интерфейсные и управляющие классы объектов могут быть выделены в самостоятельные обеспечивающие пакеты.

 

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭИС

На этапе физического проектирования происходит детализация диаграмм классов объектов и пакетов с позиции их реализации в конкретной программно-технической среде (рис. 13.21).

Рис. 13.21. Технологическая сеть физического проектирования: D''o, D"'o – диаграммы классов объектов, D"с, D"'с– диаграммы состояний объектов; D"пк, D"'пк– диаграммы пакетов; D"'к – диаграмма компонентов, D"'р – диаграмма размещения компонентов.

Спецификация физической реализации D"'o – диаграммы классов объектов (преобразователь П31) предусматривает определение форматов данных для атрибутов и методов реализации отношений (ключей, указателей, процедур) классов объектов.

Детализация D"'пк – диаграммы пакетов (преобразователь П32) предполагает разработку обеспечивающих компонентов: базы данных, управления задачами, вспомогательных функций.

Разработка D"'к – диаграммы компонентов (преобразователь ПЗЗ) и D"'р – диаграммы размещения компонентов (преобразователь П34) реализует клиент-серверную технологию и определяет схему размещения компонентов по узлам вычислительной сети.

РЕАЛИЗАЦИЯ ЭИС

Осуществляются кодогенерация классов объектов, программирование процедур методов классов объектов, наполнение БД и размещение компонентов по узлам вычислительной сети (рис. 13.22).

Рис. 13.22. Технологическая сеть реализации ЭИС: Uооя – универсум объектно-ориентированных ЯП (ООЯП); D"'o – диаграмма классов объектов; D"'c – диаграммы состояний объектов; D"'пк – диаграмма пакетов; D"в – диаграммы взаимодействий; D"а – диаграмма активностей; D"'к – диаграмма компонентов; D"р – диаграмма размещения компонентов; Gо – классы объектов; Gш– шаблоны процедур методов класса объектов; Gм – процедуры методов.

Генерация Go – классов объектов (преобразователь П41) в конкретной объектно-ориентированной программной среде (C++, VisualBasic, Pascal и т.д.), выбираемой из Uооя – универсума ООЯП, осуществляется на основе диаграммы классов объектов D"'o.

Генерация Gш – шаблонов процедур методов класса объектов (преобразователь П42) в конкретной объектно-ориентированной программной среде (C++,VisualBasic, Pascal и т.д.), выбираемой из универсума ООЯП, производится на основе диаграммы взаимодействий объектов D"в.

Программирование Gм процедур методов класса объектов (преобразователь П43) с помощью ООЯП выполняется на основе Dш – шаблонов процедур методов классов объектов по спецификациям D"д – диаграмм деятельностей и D"с – состояний объектов.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для ПК с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Ниже рассмотрены наиболее распространенные CASE-средства.

AllFusion ERwin Data Modeler (ранее ERwin) – предназначен для проектирования, документирования и сопровождения БД, хранилищ данных и витрин данных (data marts). Поддерживает прямое (создание БД на основе модели) и обратное (генерация модели по имеющейся БД) проектирование для 20 типов СУБД. Также может использоваться для моделирования структуры информации в предметной области.

Поддерживаемые методологии, нотации: методология структурного моделирования SADT; нотации: нотацию IDEF1x для ER-диаграмм моделей данных, нотацию IE и специальную нотацию, предназначенную для проектирования хранилищ данных – DIMENSIONAL.

Интеграция с другими CASE-средствами и программными продуктами СУБД: Oracle, InterBase, Ingres, MS SQL Server, Clipper, ODBC, DB2, dBASE, Paradox, FoxPro, Rdb, HiRDB, Red Brick Warehouse, Informix, SAS, SQl Anywhere, MS Access, SQL Base, Teradata, Sybase. Средства (среды) разработки: Delphi, PowerBuilder, Visual Basic, Oracle Designer и др. CASE-средства: Rational Rose, AllFusion Process Modeler, Oracle Designer (импорт-экспорт моделей), AllFusion Model Manager (ранее ModelMart), AllFusion Component Modeler (ранее Paradigm Plus).

AllFusion Process Modeler (ранее BPWin). Назначение: визуальное моделирование БП.

Поддерживаемые нотации: IDEF0 (функциональное моделирование), DFD (Data Flow Diagram – моделирование потоков данных), IDEF3 (моделирование потоков работ, технологических процессов). В IDEF3 поддерживаются два взгляда на процесс: с точки зрения технологии обработки объектов и с точки зрения обрабатываемого объекта. Интеграция с другими CASE-средствами и программными продуктами: интегрирован с ERwin, Paradigm Plus (моделирование компонентов ПО), Arena Software (имитационное моделирование).

Rational Rose (Rational Software) Назначение: автоматизация этапов анализа и проектирования систем, а также для генерация программного кода на различных ООЯП высокого уровня, а также для автоматизации выпуска проектной документации. В основе работы Rational Rose лежит построение различного рода диаграмм и спецификаций (на основе объектно-ориентированных технологий), определяющих логическую и физическую структуры модели, ее статические и динамические аспекты. В их число входят диаграммы классов, состояний, сценариев, модулей, процессов, спецификации классов, объектов, атрибутов и операций, заготовки текстов программ, модель разрабатываемой программной системы. Поддерживаемые методологии, нотации: подмножество UML (Unified Modeling Language) в реализации компанией Rational Software Corporation. Интеграция с другими CASE-средствами и программными продуктами: PVCS – для организации групповой работы и управления проектом и со средством SoDA – для документирования проектов.

SoDA (Software Documentation Automation) – оригинальная разработка компании Rational, существенно упрощает и удешевляет процесс создания проектной документации и поддержания актуальности последней. SoDA будет особенно полезна при реализации крупных информационных проектов, в которых на составление документации и ее постоянную переработку часто тратится очень много времени и сил разработчиков. По задаваемым пользователем шаблонам SoDA "компилирует" документацию, собирая в один документ текстовые и графические данные из различных источников, например, из моделей, созданных в Rational Rose. Потом пользователь может отредактировать этот документ с помощью MS Word. Назначение: универсальное средство деловой графики, позволяющее оформлять структурные модели в виде схем и диаграмм в широком спектре нотаций. Поддерживает множество современных нотаций структурных моделей. В частности: диаграммы потоков данных (DFD), диаграммы «сущность-связь», диаграммы UML, блок-схемы алгоритмов, топологии ЛВС, абстрактные блок-схемы, сети Петри и т.п. Поддерживаемые методологии, нотации: широкий спектр методологий и нотаций. Интеграция с другими CASE-средствами и ПП: автоматическое создание диаграмм БД из БД MS SQL Server и MS Access, создание диаграмм ПО на языке UML из проектов MS Visual Studio «.NET», создание веб-схем существующих веб-узлов, шкал времени из MS Excel или MS Project, календарей из MS Outlook и организационных диаграмм из MS Excel или MS Exchange Server. Данные диаграмм Visio можно извлекать в формате XML и других форматах, экспортировать в файлы MS Excel, MS Word, MS SQL Server и другие типы файлов для интеграции с БП и системами.

IDEF/Design. Назначение: автоматизирует все этапы проектирования сложных систем различного назначения: формулировку требований и целей проектирования, разработку спецификаций, определение компонентов и взаимодействий между ними, документирование проекта, проверку его полноты и непротиворечивости. Поддерживаемые методологии, нотации: методологии описания и моделирования системных функций (IDEF0/SADT), структур и потоков данных в системе (IDEF1, IDEF1x, ER-диаграммы) и поведения системы (IDEF/CPN – Colored Petri Network). Интеграция с другими CASE-средствами и программными продуктами: с Design/CPN (система динамического моделирования на базе сетей Петри), пакетом динамического анализа сложных систем WorkFlow Analyzer, пакетом функционально-стоимостного анализа EasyABC.

System Architect. Назначение: автоматизирует процесс разработки, поддержки и управления различными типами диаграмм: диаграммы потоков данных (DFD), сущность-связь (ER), структурные диаграммы, диаграммы состояний передачи, потоковые диаграммы и др. Поддерживаемые методологии, нотации: объектно-ориентированные методы: OMT (Rumbaugh), Booch, Coad/Yourdon. Структурные нотации: реального времени Уорда-Меллора (Ward & Mellor), SSADM IV, IDEF0, IDEF1X, Йордона-ДеМарко, Гейна-Сарсона (Gane-Sarson), ER-диаграммы. Интеграция с другими CASE-средствами и ПП: поддерживает СУБД большинства ведущих производителей: Oracle, Sybase, DB2, SQL Server, Informix, Sybase, Access, dBASE, Paradox и др.

Silverrun Назначение: моделирование функционирования обследуемой организации или разрабатываемой ИС, построение моделей данных "сущность-связь" (как абстрактных, так и в привязке к конкретной реляционной СУБД). Поддерживаемые методологии, нотации: диаграммы потоков данных (DFD) в нотациях: Йордона-ДеМарко, Гейна-Сарсона, Уорда-Меллора и др. Интеграция с другими CASE-средствами и ПП СУБД: Oracle, Informix, DB2, Ingres, Progress, SQL Server, SQLBase, Sybase. Для передачи данных в средства разработки приложений имеются мосты к языкам 4GL: JAM, PowerBuilder, SQL Windows, Uniface, NewEra, Delphi.

Встроенные CASE-средства СУБД MS SQL Server. Назначение: разработка, моделирование, создание, модификация и генерация БД. Позволяет разрабатывать БД, работая с графическим представлением таблиц, колонок и взаимосвязей между ними Поддерживаемые методологии, нотации: методология IDEF1x. Интеграция с другими CASE-средствами и ПП: нет.

Встроенные CASE-средства СУБД Oracle (Oracle Designer). Назначение: позволяет моделировать БП, создавать диаграммы потоков данных и функциональные модели. Поддерживаемые методологии, нотации: диаграммы потоков данных (DFD) в нотации Йордона-ДеМарко, диаграммы "сущность-связь" в нотации Баркера. Интеграция с другими CASE-средствами и ПП: интегрируется с СУБД: Oracle RDB, DB2, MS SQL Server, Sybase, другими через ODBC.

В настоящее время для объектно-ориентированного моделирования проблемной области широко используется унифицированный язык моделирования UML, который разработан группой ведущих компьютерных фирм мира OMG (Object Management Group) и фактически является стандартом по объектно-ориентированным технологиям. Язык UML реализован многими фирмами - производителями ПО в рамках CASE-технологий, например. RationalRose (Rational), NaturalEngineeringWorkbench (SoftwareAG), ARISToolset (IDSprof. Scheer) и др.

Система объектно-ориентированных моделей в соответствии с нотациями UML включает в себя следующие диаграммы:

диаграмму прецедентов использования, которая отображает функциональность ЭИС в виде совокупности выполняющихся последовательностей транзакций;

диаграмму классов объектов, которая отображает структуру совокупности взаимосвязанных классов объектов аналогично ER-диаграмме функционально-ориентированного подхода;

диаграммы состояний, каждая из которых отображает динамику состояний объектов одного класса и связанных с ними событий;

диаграммы взаимодействия объектов, каждая из которых отображает динамическое взаимодействие объектов в рамках одного прецедента использования;

диаграммы деятельностей, которые отображают потоки работ во взаимосвязанных прецедентах использования (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

диаграммы пакетов, которые отображают распределение объектов по функциональным или обеспечивающим подсистемам (могут декомпозироваться на более детальные диаграммы);

диаграмму компонентов, которая отображает физические модули программного кода;

диаграмму размещения, которая отображает распределение объектов по узлам вычислительной сети.