CASE-технологии - Банки и базы данных. Системы управления базами данных

В последнее время широкое распространение получила технология автоматизированного проектирования информационных систем (ИС) и программных продуктов, называемая CASE-технологией (Computer Aided System Engirneering). Понятие CASE включает в себя совокупность регламентно-методических материалов, автоматизированных методов и инструментальных средств разработки, поддерживающих все этапы Жизненного Цикла Системы (ЖЦС, Bysiness System Life Cycle) начиная от первоначального формирования технических требований и спецификаций до получения и сопровождения готового программного продукта. Таким образом, понятие CASE охватывает всевозможные методические и программно-инструментальные средства, объединенные общей целью эффективной поддержки любых процессов создания прикладного программного обеспечения. Использование CASE - технологии при проектировании сложных ИС обеспечивает существенное увеличение производительности труда на всех этапах разработки и значительно сокращает затраты на сопровождение и модификацию по сравнению с проектированием ИС вручную.

Любая CASE-система включает в себя следующие компоненты: метод, нотация и средство. Под методом подразумевается методология проектирования. Нотацией называется выбранное для описания системы средство, которым является программный продукт либо компьютерный инструмент, предназначенный для поддержки и усиления методов проектирования (то есть та среда, в которой работает пользователь).

Основными функциональными компонентами CASE-систем являются следующие:

    - централизованное хранилище информации о проекте (БД проекта); - средства ввода данных в БД; - средства анализа и редактирования информации в БД; - средства вывода (средства документирования и верификации).

CASE-средства обеспечивают необходимый для проектирования ИС набор средств. Эти средства включают технологии и стандарты построения диаграмм БД, методы автоматического определения ошибок, а также комплекс технологий для конструирования программных систем.

CASE-средства позволяют решать ряд задач в рамках ЖЦС, к которым относятся задачи стратегического планирования проекта, моделирования ПО, изучения возможных вариантов решения проблем, определения требований к ИС, системного проектирования, программирования, тестирования, отладки программного обеспечения и измерения качества, поддержки документирования, управления процессом проектирования, сопровождения.

Современные CASE-системы имеют в своем арсенале центральный словарь и БД проекта, средства генерации кода, средства управления проектом, словарь проекта, средства генерации отчетов и другие средства, используемые на различных этапах создания или модификации системы.

Наиболее общими характеристиками CASE-систем являются следующие: поддержка единой БД проекта, поддержка одновременной работы группы разработчиков, поддержка полного ЖЦС, поддержка визуальных методов проектирования, автоматизация кодирования, информационное обеспечение разработчиков, документирование проекта, управление проектом, возможности тестирования и отладки, возможности повторной разработки системы и интеграции различных систем, открытая архитектура.

К сожалению, ни одна из существующих в настоящее время CASE-систем не имеет всех возможностей из этого списка.

В зависимости от вида проектных описаний, специфицируемых в методологиях CASE-систем, они делятся на структурные, функциональные и смешанные, в том числе объектно-ориентированные. Структурные методологии определяют структуру информационного фонда вне зависимости от процессов его обработки. В функциональных методологиях первичными являются процессы (функции), которые последовательно детализируются до уровня программных модулей. Третья группа методологий предполагает параллельное взаимосвязанное проектирование структур данных и процессов их обработки.

Методологии классифицируют также по их принадлежности различным этапам ЖЦС. В соответствии с этим они делятся на верхние, средние и нижние.

Верхние CASE, иногда называемые системами компьютерного планирования, позволяют строить модель ПО, отражающую механизмы функционирования, имеющиеся возможности, ресурсы, цели проекта.

Средние CASE - это средства детального описания структуры создаваемого программного обеспечения. Они позволяют анализировать информационные и конструктивные проблемы, используют диаграммы и словари данных, существенно сокращая время разработки проекта. Немаловажную роль при этом играет возможность накопления и хранения полученной информации, что позволяет использовать эти решения при создании других проектов.

Нижние CASE - это средства, поддерживающие системы разработки программного обеспечения. Они используют компоненты генерации программ, создания документации и тестирования.

Любая методология CASE-технологии базируется на концепции ЖЦС. Согласно этой концепции проектируемая система проходит в своем развитии ряд вполне определенных этапов, каждый из которых ставит свои задачи перед разработчиком. Каждый этап является внутренне завершенным и служит основой для последующих этапов. На каждом этапе применяются определенные методы и инструментальные средства.

В настоящее время, несмотря на имеющиеся различия существующих методологий, эти этапы практически идентичны для всех моделей ЖЦС: Стратегия, Анализ, Проектирование, Реализация, Документирование, Внедрение. В совокупности они и составляют ЖЦС, который отражает стадии развития, необходимые для создания системы любой сложности. В настоящее время наиболее широко распространенными являются каскадная, спиральная модели ЖЦС и модель с промежуточным контролем.

В каскадной модели предполагается строгое последовательное выполнение перечисленных этапов. Несмотря на то, что при таком подходе обычно проще осуществлять контроль над процессом проектирования ИС, регулировать затраты и планировать мероприятия, сам процесс создания ИС является итерационным: после выполнения определенного этапа происходит пересмотр принятых решений и возврат к предыдущим этапам проектирования. Это является одним из основных недостатков каскадной модели.

Для того, чтобы максимально согласовать ЖЦС с реальным процессом проектирования ИС, используется модель с промежуточным контролем, в которой допускается возврат к более ранним этапам. Однако в этом случае недостатком становится увеличение длительности процесса проектирования.

В спиральной модели оказывается возможным начало работ на следующем этапе даже при неполном завершении предыдущего этапа. Тем самым эта модель устраняет основные недостатки двух других.

На первом этапе ЖЦС определяется стратегия разработки ИС. Для этого в процессе диалога с заказчиком формулируются наиболее общие требования к будущей системе, производится постановка задачи, выбирается наилучший вариант "архитектуры системы", т. е. выделяются наиболее важные направления, на которые нужно обратить внимание при ее последующей разработке. Результатом этого этапа должен быть комплекс моделей, четко описывающих задачи и информационные потребности организации в целом, комплекс рекомендаций и план разработки ИС, которая должна удовлетворять как текущие, так, по возможности, и будущие информационные потребности организации с учетом организационных, финансовых и технических ограничений.

Цель этапа анализа - показать, как реально работает организация, и как достигаются ее цели. В большинстве систем на этом этапе применяется метод структурного анализа. Структурный анализ является развитием системного анализа применительно к системам обработки информации.

Данный метод строится на наглядной диаграммной технике - для описания модели проектируемой системы используются диаграммы, схемы и структурограммы.

Чаще всего в структурном анализе применяются следующие диаграммы:

    - диаграммы потоков данных - описание движения информационных потоков между различными подсистемами, накопителями информации, внешними источниками и потребителями информации; - ER-диаграммы - выявление основных объектов ПО, отношений между ними и их свойств; - диаграммы переходов состояний - одна или несколько связанных диаграмм дают разработчикам достаточно полное представление о структуре ПО и о происходящих там процессах.

Таким образом, результатом выполнения первых двух этапов является построение концептуальной модели ПО.

На этапе проектирования концептуальная модель, разработанная на предыдущих этапах, преобразуется в логическую модель, поддерживаемую конкретной СУБД.

На стадии реализации создается и тестируется реальная система.

Завершается цикл этапом внедрения и производства, на котором производится тестирование системы разработчиками и заказчиками и запуск ее в эксплуатацию.

С момента своего появления CASE-средств прошли большой путь развития. Первый этап эволюции этих средств совпал с развитием средств программирования. Сконцентрировавшись на принципах проектирования, разработчики изыскивали пути создания более экономного и надежного программного обеспечения. Средства (компиляторы и отладчики) и методы (структурный анализ и дизайн) помогали упростить разработку, увеличивая точность и скорость.

Следующим этапом было появление инструментальных средств программного проектирования. Средства внешнего интерфейса позволили использовать компьютерную графику для представления объектов программирования. Внутренние средства используют возможности компьютера для выделения детализированной информации из более общей.

В результате CASE-средства позволили автоматизировать разработку полного ЖЦС. Такие средства получили название Интегрированный CASE (Integrated CASE). Термин "интегрированный" означает, что различные CASE-средства, поддерживающие ЖЦС, работают согласованно, как если бы они были компонентами одной и той же среды.

Современные CASE-средства реализуют следующие группы функций:

    - ведение всех видов проектных описаний для различных этапов разработки в режиме их "ручного" определения (через графические диаграммы и/или экранные формы); - верификация проектных спецификаций; - документирование; - автоматическая генерация некоторых видов проектных описаний; - спецификация интерфейса с будущими пользователями ИС в виде создания экранных форматов планируемого представления информации; - возможность параллельной работы проектировщиков над общим проектом; - разграничение доступа проектировщиков; - простой и удобный интерфейс.

Первоначально опыт поддержки этих функций был получен на больших ЭВМ. Только последние достижения персональной компьютерной техники создали среду для эффективной реализации удобных в эксплуатации CASE-средств. В эту среду вошли персональные СУБД с языками 4-го поколения (4GL), графический и текстовой редакторы, режимы сетевой работы и новые оконные интерфейсы.

В заключение данного раздела перечислим основные используемые в настоящее время CASE-технологии.

    1. Системы Design/IDEF и BPwin используются как средства анализа и предназначены для исследования всевозможных моделей предметной области. 2. Основными средствами проектирования баз данных являются такие технологии, как ERwin, S-Designоr, DataBase Designor. 3. Технологии PRO-IV, Vantage Team Builder применяются для решения задач создания различных проектных спецификаций в качестве средств анализа и проектирования. 4. Технологии Oracle, JAM, Delphi, C++ Duilder, Uniface, Power Builder, SQL являются основными средствами для разработки приложений. Эти средства могут быть предназначены как для решения задач на одном или нескольких этапах ЖЦС (такие как Erwin, S-Designor), так и являться интегрированными, поддерживающими весь ЖЦС (Vantage Team Builder, Oracle).

Среди перечисленных CASE-технологий можно выделить структурные CASE-системы (такие как Vantage Team Builder), основанные на используемых в них методах структурного анализа и программирования, объектно-ориентированные (Object Team) и комбинированные CASE-системы (Oracle).

Похожие статьи




CASE-технологии - Банки и базы данных. Системы управления базами данных

Предыдущая | Следующая