Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Факультет вычислительной математики и кибернетики

Нижегородский государственный университет
им. Н.И. Лобачевского
Факультет вычислительной математики и кибернетики
Учебно-исследовательская лаборатория
"Информационные технологии"
Обзор и анализ технологий и CASE-средств
кафедра МО ЭВМ ВМК ННГУ
Содержание
1.
Введение
2.
Сущность структурного подхода
3. Общая характеристика
4.
Классификация
5.
Обзор CASE-средств
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
2-<42>
1. Введение
Характеристика современных крупных проектов:
 сложность описания (достаточно большое количество функций,
процессов, элементов данных и сложные взаимосвязи между ними)
 наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов
(подсистем)
 отсутствие прямых аналогов, ограничивающее возможность
использования каких-либо типовых проектных решений и прикладных
систем
 необходимость интеграции существующих и вновь
разрабатываемых приложений
 функционирование в неоднородной среде на нескольких аппаратных
платформах
 разобщенность и разнородность отдельных групп разработчиков по
уровню квалификации и сложившимся традициям использования тех
или иных инструментальных средств
 существенная временная протяженность проекта
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
3-<42>
1. Введение ...
Предыстория :
• До 70-х гг: проектирование выполнялось в основном на
интуитивном уровне с применением неформализованных
методов
• 70-80 гг: широко применялась структурная методология,
предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие
формализованные методы описания ИС и принимаемых
технических решений
Проблемы :
• неадекватная спецификация требований
• неспособность обнаруживать ошибки в проектных решениях
• низкое качество документации
• затяжной цикл и неудовлетворительные результаты
тестирования
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
4-<42>
1. Введение ...
Термин CASE (Computer Aided Software
Engineering) :
• Первоначально: предназначен для автоматизации разработки
только лишь программного обеспечения (ПО)
• В настоящее время: приобрел новый смысл, охватывающий
процесс разработки сложных ИС в целом
Особенности применения :
 CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект; он
может быть получен только спустя какое-то время
 реальные затраты на внедрение CASE-средств обычно
намного превышают затраты на их приобретение
 CASE-средства обеспечивают возможности для получения
существенной выгоды только после успешного завершения
процесса их внедрения
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
5-<42>
1. Введение ...
Подводные камни при использовании:
 оценка отдачи от инвестиций в CASE-средства затруднительна
(отсутствие приемлемых метрик по процессам разработки ПО)
 внедрение может представлять собой достаточно длительный
процесс и может не принести немедленной отдачи
 отсутствие полного соответствия между теми процессами и
методами, которые поддерживаются CASE-средствами, и теми,
которые используются в данной организации
 CASE-средства зачастую трудно использовать в комплексе с
другими подобными средствами
 некоторые CASE-средства требуют слишком много усилий для
того, чтобы оправдать их использование в небольшом проекте
 негативное отношение персонала к внедрению новой CASEтехнологии может быть главной причиной провала проекта
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
6-<42>
2. Сущность структурного подхода
Система разбивается на функциональные
подсистемы, которые в свою очередь делятся на
подфункции, подразделяемые на задачи
Два базовых принципа :
 принцип "разделяй и властвуй" - принцип решения сложных
проблем путем их разбиения на множество меньших независимых
задач, легких для понимания и решения
 принцип иерархического упорядочивания - принцип
организации составных частей проблемы в иерархические
древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом
уровне
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
7-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Остальные принципы :
 принцип абстрагирования - заключается в выделении
существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных
 принцип формализации - заключается в необходимости
строгого методического подхода к решению проблемы
 принцип непротиворечивости - заключается в обоснованности
и согласованности элементов
 принцип структурирования данных - заключается в том, что
данные должны быть структурированы и иерархически
организованы
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
8-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Виды моделей (диаграмм) :
 SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и
соответствующие функциональные диаграммы
 DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных
 ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущностьсвязь"
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
9-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель SADT
Основывается на следующих концепциях :
• графическое представление блочного моделирования
• строгость и точность
Правила SADT включают :
• ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции
(правило 3-6 блоков)
• связность диаграмм (номера блоков)
• уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен)
• синтаксические правила для графики (блоков и дуг)
• разделение входов и управлений (правило определения роли данных)
• отделение организации от функции, т.е. исключение влияния
организационной структуры на функциональную модель.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
10-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель SADT
Управление
Входы
Функция
Выходы
Механизм
Рис. Функциональный блок и интерфейсные дуги
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
11-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель SADT
Более общее представление
Более детальное представление
1
2
3
4
Одной из наиболее важных особенностей методологии SADT
является постепенное введение все больших уровней детализации
по мере создания диаграмм, отображающих модель
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
12-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель DFD
В основе данной методологии лежит построение
модели анализируемой ИС
Основные компоненты диаграмм :
• внешние сущности
• системы/подсистемы
• процессы
• накопители данных
• потоки данных
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
13-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель DFD. Внешняя сущность
представляет собой материальный предмет или
физическое лицо, представляющее собой источник или
приемник информации, например, заказчики, персонал,
поставщики, клиенты, склад
Заказчик
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
14-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель DFD. Процесс
представляет собой преобразование входных потоков
данных в выходные в соответствии с определенным
алгоритмом
Поле номера
1.1
Рассчитать
остаток средств
Поле имени
Поле физической реализации
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
15-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель DFD. Накопитель данных
представляет собой абстрактное устройство для
хранения информации, которую можно в любой
момент поместить в накопитель и через некоторое
время извлечь
D1
Получаемые счета
Накопитель данных идентифицируется буквой "D" и
произвольным числом
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
16-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель DFD. Поток данных
1.5
Вывести отчет
о продажах
Отчет
о продажах
Руководство
Бухгалтерия
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
17-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель ERD
Наиболее распространенным средством моделирования данных
являются диаграммы "сущность-связь". С их помощью
определяются важные для предметной области объекты
(сущности), их свойства (атрибуты) и отношения друг с другом
(связи).
< ИМЯ СУЩНОСТИ>
Графическое изображение сущности
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
18-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель ERD. Связь
Много
Один
Необязательная
Обязательная
Графическое изображение связей
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
19-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель ERD. Атрибут
Атрибут - любая характеристика сущности, значимая для
рассматриваемой предметной области и предназначенная для
квалификации, идентификации, классификации, количественной
характеристики или выражения состояния сущности
<ИМЯ СУЩНОСТИ>
* <атрибут-1>
* - обязательный атрибут
o - необязательный атрибут
Графическое изображение атрибута
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
20-<42>
2. Сущность структурного подхода ...
Модель ERD. Уникальный идентификатор
Уникальный идентификатор - это атрибут или совокупность
атрибутов и/или связей, предназначенная для уникальной
идентификации каждого экземпляра данного типа сущности
<ИМЯ
СУЩНОСТИ>
# <атрибут>
<ИМЯ
СУЩНОСТИ>
# <атрибут>
Полная идентификация
Идентификация посредством
другой сущности
Графическое изображение идентификатора
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
21-<42>
3. Общая характеристика
Требования к CASE-средствам:
• Мощные графические средства для описания и
документирования, обеспечивающие удобный интерфейс с
разработчиком и развивающие его творческие возможности
• Интеграция отдельных компонент CASE-средств,
обеспечивающая управляемость процессом разработки
• Использование специальным образом организованного
хранилища проектных метаданных (репозитория)
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
22-<42>
3. Общая характеристика …
Состав интегрированных CASE-средств:
• Репозиторий
• Графические средства анализа и проектирования
• Средства разработки приложений
• Средства конфигурационного управления
• Средства документирования
• Средства тестирования
• Средства управления проектом
• Средства реинжиниринга
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
23-<42>
4. Классификация
Виды классификации
По типам
По категориям
отражает функциональную
ориентацию CASE-средств на
те или иные процессы ЖЦ
определяет степень
интегрированности по
выполняемым функциям
отдельные локальные
средства
15.05.2003
набор частично
интегрированных средств
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
полностью интегрированные
средства
24-<42>
4. Классификация …
По типам
• средства анализа (Upper CASE)
• средства анализа и проектирования (Middle CASE)
• средства проектирования баз данных
• средства разработки приложений
• средства реинжиниринга
• средства планирования и управления проектом
• средства конфигурационного управления
• средства тестирования
• средства документирования
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
25-<42>
4. Обзор CASE-средств
Рынок CASE-средств :
• BPwin
• Rational Rose
• Together Control Center
• Designer/2000
• Silverrun
• … и свыше 500 других
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
26-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Назначение :
• автоматизация этапов анализа и проектирования ПО
• генерация кодов на различных языках
• выпуск проектной документации
Разработанная универсальная нотация для моделирования
объектов (UML - Unified Modeling Language) претендует на роль
стандарта в области объектно-ориентированного анализа и
проектирования
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
27-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Состав :
• репозиторий
• графический интерфейс пользователя
• средства просмотра проекта (browser)
• средства контроля проекта
• средства сбора статистики
• генератор документов
• генератор кодов (индивидуальный для каждого языка)
• анализатор кодов для С++, обеспечивающий реинжиниринг восстановление модели проекта по исходным текстам программ.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
28-<42>
4. Обзор CASE-средств
Состав :
Rational Rose
представляет собой объектноориентированную базу данных
• репозиторий
• графический интерфейс пользователя
• средства просмотра проекта (browser)
• средства контроля проекта
• средства сбора статистики
• генератор документов
• генератор кодов (индивидуальный для каждого языка)
• анализатор кодов для С++, обеспечивающий реинжиниринг восстановление модели проекта по исходным текстам программ.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
29-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
обеспечивают "навигацию" по проекту,
в том числе, перемещение по иерархиям
• репозиторий
классов и подсистем, переключение
от одного
вида диаграмм к другому и т. д.
• графический интерфейс
пользователя
Состав :
• средства просмотра проекта (browser)
• средства контроля проекта
• средства сбора статистики
• генератор документов
• генератор кодов (индивидуальный для каждого языка)
• анализатор кодов для С++, обеспечивающий реинжиниринг восстановление модели проекта по исходным текстам программ.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
30-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Состав :
дают возможность находить и
устранять ошибки по мере
• графический интерфейс пользователя
развития проекта, а не после
завершения его описания
• средства просмотра проекта (browser)
• репозиторий
• средства контроля проекта
• средства сбора статистики
• генератор документов
• генератор кодов (индивидуальный для каждого языка)
• анализатор кодов для С++, обеспечивающий реинжиниринг восстановление модели проекта по исходным текстам программ.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
31-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Состав :
• репозиторий
• графический интерфейс пользователя
формирует
• средства просмотра проекта
(browser) тексты выходных
документов на основе содержащейся
• средства контроля проекта в репозитории информации
• средства сбора статистики
• генератор отчетов
• генератор кодов (индивидуальный для каждого языка)
• анализатор кодов для С++, обеспечивающий реинжиниринг восстановление модели проекта по исходным текстам программ.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
32-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Состав :
• репозиторий используя информацию, содержащуюся
в логической
и физической моделях проекта,
• графический
интерфейс пользователя
формирует файлы заголовков и файлы описаний
• средства просмотра проекта (browser)
классов и объектов. Создаваемый таким образом
• средства контроля
проекта
скелет программы
может быть уточнен путем
прямого
программирования на языке С++.
• средства сбора
статистики
• генератор отчетов
• генератор кодов (индивидуальный для каждого языка)
• анализатор кодов для С++, обеспечивающий реинжиниринг восстановление модели проекта по исходным текстам программ.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
33-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Состав :
• репозиторий
• графический интерфейс пользователя
• средства просмотра проекта (browser)
создает модули проектов в форме
• средства контроля проекта
Rational Rose на основе информации,
содержащейся в определяемых
• средства сбора статистики
пользователем исходных текстах на С++
• генератор отчетов
• генератор кодов (индивидуальный для каждого языка)
• анализатор кодов для С++, обеспечивающий реинжиниринг восстановление модели проекта по исходным текстам программ.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
34-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
В результате разработки проекта формируются
следующие документы :
• диаграммы классов
• диаграммы состояний
• диаграммы сценариев
• диаграммы модулей
• диаграммы процессов
• спецификации классов, объектов, атрибутов и операций
• заготовки текстов программ
• модель разрабатываемой программной системы
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
35-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Организация групповой работы : возможно разбиение
модели на управляемые подмодели
Возможные операции с подмоделями :
• загрузка подмодели в память
• выгрузка подмодели из памяти
• сохранение подмодели на диске в виде отдельного файла
• установка защиты от модификации
• замена подмодели в памяти на новую
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
36-<42>
4. Обзор CASE-средств
Rational Rose
Среда функционирования
• Платформа Windows - процессор 80386SX или выше
(рекомендуется 80486), память8Mб (рекомендуется
12Mб), пространство на диске 8Mб + 1-3Mб для одной
модели
• Платформа UNIX - память 32+(16*число
пользователей)Mб, пространство на диске 30Mб + 20
при инсталляции + 1-3Mб для одной модели.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
37-<42>
4. Обзор CASE-средств
BPwin
Основные характеристики BPwin :
 Развитая методология функционального моделирования на основе
IDEF0
 Мощные редакторы для описания операций, связей и вычисления затрат
на выполнение работ
 Иерархическая структура диаграмм, облегчающая последовательное
уточнение элементов модели
 Контекстные диаграммы для описания границ системы, области
действия, назначения объектов
 Декомпозиционные диаграммы для описания особенностей
взаимодействия различных процессов
 Расширенные возможности по поддержанию ссылочной целостности
 Поддержка методологии IDEF3
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
38-<42>
4. Обзор CASE-средств
BPwin
Основные характеристики BPwin :
 Экспорт моделей в средства имитационного моделирования
 Интеграция и связь со средством проектирования баз данных ERwin
(методология IDEF1X)
 Поддержка свойств, определяемых пользователем, включая
мультимедийные документы
 Интеграция с ModelMart. Кроме того, поддерживаются прямые связи
ModelMart с ERwin и BPwin.
 Расширенная архитектура. BPwin поддерживает 16- и 32-х разрядные
системы, позволяя организовать совместную работу для всех участников
проекта.
 Автоматическая поддержка изменения размеров. BPwin поддерживает
автоматическую настройку размеров диаграмм и возможность изменения
масштабов изображения моделей.
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
39-<42>
4. Обзор CASE-средств
BPwin
Внешний вид :
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
40-<42>
4. Обзор CASE-средств
Сравнение возможностей :
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
41-<42>
Авторы мини-проекта:
Куратор: Свистунов А.Н.
Гаврилов А.Е. (главный
разработчик, технический писатель)
Пекерская И.А. (лидер проекта,
главный тестер)
Тезин Ю.А. (технический писатель)
15.05.2003
Обзор и анализ технологий и
CASE-средств
42-<42>