Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Системы автоматизации проектирования программного обеспечения” (стр. 1 из 22)

В современных информационных технологиях важное место отводится инструментальным средствам и средам разработки автоматизированных информационных систем и, в частности, системам разработки и сопровождения их программного обеспечения. Эти технологии и среды образуют системы, называемые CASE-системами.

Изначально разрабатываемые как инструмент для создания программного обеспечения, в настоящее время CASE-технологии являются целым направлением по системному анализу и проектированию. CASE-технологии представляют собой инструментарий для аналитиков и разработчиков, позволяющими минимизировать затраты на создание моделей будущей (или существующей) системы и на основе этой модели заранее найти возможные ошибки.

Объемы информации, высокие требования к точности и достоверности, необходимость эффективного анализа - вот основные причины, предопределяющие использование новых информационных технологий, что становится принципиальным условием для достижения успешного результата.

В предлагаемом материале рассмотрен пример разработки типовой автоматизированной информационной системы на основе CASE-средства Rational Rose 2003.

1 Использование CASE-технологии в разработоке программного обеспечения

В индустрии разработок программного обеспечения существует понятие CASE-технологии (Computer-Aided Software/System Engineering). CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. 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. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения (ПО), в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ИС 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 ИС.

Главными преимуществами CASE-технологии по сравнению с другими способами моделирования являются:

- создание модели системы в приемлемые сроки;

- сокращение затрат связанных с процессом проектирования;

- возможность анализа полученных данных до начала процесса непосредственного создания системы (тем самым появляется возможность «предотвращения» глобальных ошибок);

- возможность применения «готовых» разработок в соответствии со своими требованиями (стандартные программные продукты и инструменты, относящиеся к группе CASE-средств).

1.1 Унифицированный Язык Моделирования

UML – это язык визуализации, специфицирования, проектирования (конструирования) и документирования.

UML – это стандартная нотация визуального моделирования программных систем, принятая консорциумом Object Managing Group (OMG) осенью 1997г., и на сегодняшний день она поддерживается многими объектно-ориентированным CASE продуктами, включая Rational Rose.

Для понимания UML необходимо усвоить основные принципы, положенные в структуру этого языка. Этих принципов всего три, а сам язык как бы состоит из трех частей: основные конструкции языка, правила их взаимодействия и некоторые общие для всего языка механизмы. Освоив эти идеи, вы сумеете читать модели на UML и самостоятельно их разрабатывать, естественно, вначале не очень сложные. По мере приобретения навыков работы с языком вы научитесь использовать и более развитыми его возможностями.

Язык UML предназначен, прежде всего, для разработки программных систем. Его использование особенно эффективно в следующих областях:

- информационные системы масштаба предприятия;

- банковские и финансовые услуги;

- телекоммуникации;

- транспорт;

- оборонная промышленность, авиация, космонавтика;

- торговые системы;

- медицинская электроника;

- наука;

- распределенные Web-системы.

Сфера применения UML не ограничивается моделированием программного обеспечения. Его выразительность позволяет моделировать, например, документооборот в юридических системах, структуру и функционирование системы обслуживания пациентов в больницах, осуществлять проектирование аппаратных средств.

Существует несколько CASE-средств, поддерживающих язык UML. Наиболее известным являются PLATINUM Paradigm Plus фирмы PLATINUM technology и выпущенный фирмой Rational Software программный пакет Rational Rose. Эти инструменты позволяют генерировать код приложения, в полной мере отвечающий бизнес-правилам, и с наименьшим риском.

Снижение риска в объектной технологии достигается за счет реализации технологии итерационной разработки (так называемая спиральная модель жизненного цикла разработки). Разработка состоит из ряда итераций, которые в дальнейшем приводят к созданию ИС. Каждая итерация может приводить к созданию фрагмента или новой версии и включает этапы выработки требований, анализа, проектирования, реализации и тестирования. Поскольку тестирование проводится на каждой итерации, риск снижается уже на начальных этапах жизненного цикла разработки.

Модель представляет собой совокупность диаграмм, описывающих различные аспекты структуры и поведения ИС. В дальнейшем в качестве примера будет описана объектная модель, построенная в Rational Rose 2003.

1.2 CASE-средство Rational Rose 2003

Весь лабораторный практикум по данной дисциплине построен на изучении Case-средства Rational Rose 2003.

Rational Rose — Case-средство предназначенное для анализа и проектирования объектно-ориентированных программных систем.

Выбор Case-средства визуального объектно-ориентированного проектирования информационных систем Rational Rose 200x Enterprise Edition , определялся рядом возможностей данного Case-средства:

имеет удобный для пользователя графический интерфейс;

многоплатформенность;

проектирование систем любой сложности;

предоставления развернутого представления о проекте в сочетании со средствами документирования (SoDA);

проводить обратное проектирование имеющихся систем;

интеграция с MS Visual Studio 6, что включает в себя поддержку на уровне прямой и обратной генерации кодов и диаграмм VB 6, Visual C++ 6, Visual J++ 6 (ATL-Microsoft Active Template Library, Web-Classes, DHTML, Data Connections);

непосредственная работа (инжиниринг и реинжиниринг) с исполняемыми модулями и библиотеками форматов EXE, DLL, TLB, OCX;

поддержка технологий MTS (Microsoft Transaction Server) и ADO (ActiveX Data Objects) на уровне шаблонов и исходного кода, а также элементов стратегической технологии Microsoft — СОМ+ (DCOM);

полная поддержка CORBA 2.2, включая реализацию технологии компонентной разработки приложений CBD (Component-Based Development), языка определения интерфейса IDL (Interface Definition Language) и языка определения данных DDL (Data Definition Language);

полная поддержка среды разработки Java-приложений JDK 1.2, включая прямую и обратную генерацию классов Java формата JAR, а также работу с файлами форматов CAB и ZIP;

поддержка языка UML.

В распоряжение проектировщика системы Rational Rose предоставляет следующие типы диаграмм, последовательное создание которых позволяет получить полное представление обо всей проектируемой системе и об отдельных ее компонентах:

- диаграммы вариантов использования;

- диаграммы классов;

- диаграммы поведения системы;

- диаграммы взаимодействия;

- диаграммы последовательности;

- кооперативные диаграммы;

- диаграммы состояний;

- диаграммы деятельностей;

- диаграммы реализацией;

- диаграммы компонентов;