CASE-технологии проектирования автоматизированных информационных систем

Содержание
· Введение
· Жизненный цикл программного обеспечения информационной системы
· RAD-технологии прототипного создания приложений
· Структурный метод разработки программного обеспечения
· Использованная литература

Введение
За последнее десятилетие сформировалось новое направ­ление в программотехнике — CASE (Computer-Aided Software/System Engineering) — в дословном переводе — разработка программного обеспечения информационных сис­тем при поддержке (с помощью) компьютера. В настоящее время не существует общепринятого определения CASE, тер­мин CASE используется в весьма широком смысле. Первона­чальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обес­печения, в настоящее время приобрело новый смысл, охва­тывающий процесс разработки сложных автоматизированных информационных систем в целом. Теперь под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживаю­щие процессы создания и сопровождения ИС, включая анализ и формулировку требований, проектирование приклад­ного ПО (приложений) и баз данных, генерацию кода, тести­рование, документирование, обеспечение качества, конфи­гурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют полную среду раз­работки АИС.
CASE-средства позволяют не только создавать "правиль­ные" продукты, но и обеспечить "правильный" процесс их создания. Основная цель CASE состоит в том, чтобы отделить проектирование ПО от его кодирования и последующих эта­пов разработки, а также скрыть от разработчиков все дета­ли среды разработки и функционирования ПО. При использо­вании CASE-технологий изменяются все этапы жизненного цикла программного обеспечения (подробнее об этом будет сказано ниже) информационной системы, при этом наиболь­шие изменения касаются этапов анализа и проектирования. Большинство существующих CASE-средств основано на ме­тодологиях структурного (в основном) или объектно-ориенти­рованного анализа и проектирования, использующих специ­фикации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики по­ведения системы и архитектуры программных средств. Такие методологии обеспечивают строгое и наглядное описание про­ектируемой системы, которое начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую струк­туру со все большим числом уровней. CASE-технологий ус­пешно применяются для построения практически всех типов систем ПО, однако устойчивое положение они занимают в следующих областях:
♦ обеспечение разработки делового и коммерческого ПО, широкое применение CASE-технологий обусловлены массовостью этой прикладной области, в которой CASE применяется не только для разработки ПО, но и для создания моделей систем, помогающих решать задачи стратегического планирования, управления финансами, определения политики фирм, обучения персонала и др. (это направление получило свое собственное на­звание — бизнес-анализ);
♦ разработка системного и управляющего ПО. Активное применение CASE-технологий связано с большой слож­ностью данной проблематики и со стремлением повы­сить эффективность работ.
CASE — не революция в программотехнике, а результат естественного эволюционного развития всей отрасли средств, называемых ранее инструментальными или технологически­ми. С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений при использовании структурных методологий проектирования 60—70-х гг. XX в. (сложности понимания, большой трудоемкости и стоимости использова­ния, трудности внесения изменений в проектные специфика­ции и т. д.) за счет их автоматизации и интеграции поддержи­вающих средств. Таким образом, CASE-технологии не могут считаться самостоятельными методологиями, они только раз­вивают структурные методологии и делают более эффектив­ным их применение за счет автоматизации.
Помимо автоматизации структурных методологий и, как следствие, возможности применения современных методов системной и программной инженерии, CASE-средства обла­дают следующими основными достоинствами:
♦ улучшают качество создаваемого ПО за счет средств автоматического контроля (прежде всего контроля про­екта);
♦ позволяют за короткое время создавать прототип буду­щей системы, что позволяет на ранних этапах оценить ожидаемый результат;
♦ ускоряют процесс проектирования и разработки;
♦ освобождают разработчика от рутинной работы, позво­ляя ему целиком сосредоточиться на творческой части разработки;
♦ поддерживают развитие и сопровождение разработки;
♦ поддерживают технологии повторного использования компонента разработки.
Появлению CASE-технологии и CASE-средств предше­ствовали исследования в области методологии программиро­вания. Программирование обрело черты системного подхода с разработкой и внедрением языков высокого уровня, мето­дов структурного и модульного программирования, языков проектирования и средств их поддержки, формальных и не­формальных языков описаний системных требований и спе­цификаций и т. д. В 70—80-х гг. стала на практике применять­ся структурная методология, предоставляющая в распоря­жение разработчиков строгие формализованные методы опи­сания АИС и принимаемых-технических решений. Она осно­вана на наглядной графической технике: для описания раз­личного рода моделей АИС используются схемы и диаграм­мы. Наглядность и строгость средств структурного анализа позволяла разработчикам и будущим пользователям системы с самого начала неформально участвовать в ее создании, обсуждать и закреплять понимание основных технических решений. Однако широкое применение этой методологии и следование ее рекомендациям при разработке контактных АИС встречалось достаточно редко, поскольку при неавто­матизированной (ручной) разработке это практически невоз­можно. Это и способствовало появлению программно-техни­ческих средств особого класса — CASE-средств, реализую­щих CASE-технологию создания и сопровождения АИС.
Необходимо понимать, что успешное применение CASE-средств невозможно без понимания базовой технологии, на которой эти средства основаны. Сами по себе программные CASE-средства являются средствами автоматизации процес­сов проектирования и сопровождения информационных сис­тем. Без понимания методологии проектирования ИС невоз­можно применение CASE-средств.
1. Жизненный цикл программного обеспечения информационной системы
Одним из базовых понятий методологии проектирования АИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО — это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необхо­димости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации [6].
Структура ЖЦ ПО базируется на трех группах процес­сов:
♦ основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
♦ вспомогательные процессы, обеспечивающие выпол­нение основных процессов (документирование, управ­ление конфигурацией, обеспечение качества, верифи­кация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);
♦ организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оцен­ка и улучшение самого ЖЦ, обучение).
Разработка включает в себя все работы по созданию ПО и его компонент в соответствии с заданными требования­ми, включая оформление проектной и эксплуатационной до­кументации, подготовку материалов, необходимых для про­верки работоспособности и соответствующего качества про­граммных продуктов, материалов, необходимых для органи­зации обучения персонала и т. д. Разработка ПО включает в себя, как правило, анализ, проектирование и реализацию (программирование).
Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ПО в эксплуатацию, в том числе конфигуриро­вание базы данных и рабочих мест пользователей, обеспече­ние эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и т. д. и непосредственно эксплуатацию, в том чис­ле локализацию проблем и устранение причин их возникно­вения, модификацию ПО в рамках установленного регламен­та, подготовку предложений по совершенствованию, разви­тию и модернизации системы.
Управление проектом связано с вопросами планирова­ния и организации работ, создания коллективов разработчи­ков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ.
Техническое и организационное обеспечение проекта вклю­чает выбор методов и инструментальных средств для реали­зации проекта, определение методов описания промежуточ­ных состояний разработки, разработку методов и средств ис­пытаний ПО, обучение персонала и т. п. Обеспечение каче­ства проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ПО. Верификация — это процесс определе­ния того, отвечает ли текущее состояние разработки, дос­тигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Провер­ка позволяет оценить соответствие параметров разработки с исходными требованиями. Проверка частично совпадает с те­стированием, которое связано с идентификацией различий между действительными и ожидаемыми результатами и оцен­кой соответствия характеристик ПО исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают воп­росы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.
Управление конфигурацией является одним из вспомо­гательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ПО, прежде всего процессы разработки и сопровождения ПО. При создании проектов сложных ИС, со­стоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учета их связей и функций, создания унифицированной структуры и обеспечения развития всей системы. Управление конфигу­рацией позволяет организовывать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации конфигурационного учета, планирования и управления конфигурациями ПО от­ражены в проекте стандарта ISO 12207-2.
Каждый процесс характеризуется определенными зада­чами и методами их решения, исходными данными, получен­ными на предыдущем этапе, результатами. Результатами ана­лиза, в частности, являются функциональные модели, ин­формационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ ПО носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.
Существующие модели ЖЦ определяют порядок испол­нения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распрос­транение получили три следующие модели ЖЦ:
♦ каскадная модель (1970—1980 гг.) — предлагает пере­ход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу;
♦ поэтапная модель с промежуточным контролем (1980—1985 гг.) — итерационная модель разработки ПО с циклами обратной связи между этапами. Преимуще­ство такой модели заключается в том, что межэтап­ные корректировки обеспечивают меньшую трудоем­кость по сравнению с каскадной моделью, однако вре­мя жизни каждого из этапов растягивается на весь пе­риод разработки;
♦ спиральная модель (1986—1990 гг.) — делает упор на начальные этапы ЖЦ: анализ требований, проектиро­вание спецификаций, предварительное и детальное про­ектирование. На этих этапах проверяется и обосновыва­ется реализуемость технических решений путем созда­ния прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии про­граммного изделия, на нем уточняются цели и характе­ристики проекта, определяется его качество, планиру­ются работы следующего витка спирали. Таким обра­зом, углубляются и последовательно конкретизируют­ся детали проекта и в результате выбирается обосно­ванный вариант, который доводится до реализации.
Специалистами отмечаются следующие преимущества спиральной модели:
♦ накопление и повторное использование программных средств, моделей и прототипов;
♦ ориентация на развитие и модификацию ПО в процес­се его проектирования;
♦ анализ риска и издержек в процессе проектирования.
Главная особенность индустрии создания ПО состоит в концентрации сложности на начальных этапах ЖЦ (анализ, проектирование) при относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Более того, нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проек­тирования, порождают на последующих этапах трудные, ча­сто неразрешимые проблемы и, в конечном счете, приводят к неуспеху всего проекта.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию