CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем


Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 57 страниц
В избранное:

Кафедра “Прикладная Информатика”
Курсовая работа
По дисциплине: Проектирование информационных систем
На тему: CASE-технологии. Современные методы и средства
проектирования информационных систем
Выполнил: Кван Д.
Студент: 4 курс
Факультет: ИЭ
Спец. : ИС в Э
Группа: 404
Проверила: доцент Гагарина Н. Л.
Алматы 2007
Содержание
Введение . . . 3
1. Основы методологии проектирования ИС . . . 5
1. 1. Жизненный цикл по ИС . . . 5
1. 2. Модели жизненного цикла ПО . . . 6
1. 3. Методологии и технологии проектирования ИС . . . 8
1. 3. 1. Общие требования к методологии и технологии . . . 8
1. 3. 2. Методология RAD . . . 10
2. Структурный подход к проектированию ИС . . . 12
2. 1. Сущность структурного подхода . . . 12
2. 2. Методология функционального моделирования SADT . . . 13
2. 2. 1. Состав функциональной модели . . . 14
2. 2. 2. Иерархия диаграмм . . . 14
2. 2. 3. Типы связей между функциями . . . 17
2. 3. Моделирование потоков данных (процессов) . . . 20
2. 3. 1. Внешние сущности . . . 20
2. 3. 2. Системы и подсистемы . . . 20
2. 3. 3. Процессы . . . 21
2. 3. 4. Накопители данных . . . 21
2. 3. 5. Потоки данных . . . 21
2. 3. 6. Построение иерархии диаграмм потоков данных . . . 22
2. 4. Моделирование данных . . . 23
2. 4. 1. Case-метод Баркера . . . 23
2. 4. 2. Методология IDEF1 . . . 27
3. Характеристики CASE-средств . . . 29
3. 1. Silverrun+JAM . . . 29
3. 1. 1. Silverrun . . . 29
3. 1. 2. JAM . . . 30
3. 2. Vantage Team Builder (Westmount I-CASE) + Uniface . . . 33
3. 2. 1. Vantage Team Builder (Westmount I-CASE) . . . 33
3. 2. 2. Uniface . . . 35
3. 3. Designer/2000 + Developer/2000 . . . 36
3. 4. Локальные средства (ERwin, BPwin, S-Designor, CASE. Аналитик) . . . 37
3. 5. Объектно-ориентированные CASE-средства (Rational Rose) . . . 38
3. 6. Вспомогательные средства поддержки жизненного цикла ПО . . . 40
3. 6. 1. Средства конфигурационного управления . . . 40
3. 6. 2. Средства документирования . . . 42
3. 6. 3. Средства тестирования . . . 43
3. 7. Примеры комплексов CASE-средств . . . 43
Заключение . . . 44
Литература . . . 45
Введение
Целью данного обзора является введение в особенности современных методов и
средств проектирования информационных систем, основанных на использовании
CASE-технологии.
Несмотря на высокие потенциальные возможности CASE-технологии (увеличение
производительности труда, улучшение качества программных продуктов,
поддержка унифицированного и согласованного стиля работы) далеко не все
разработчики информационных систем, использующие CASE-средства, достигают
ожидаемых результатов.
Существуют различные причины возможных неудач, но, видимо, основной
причиной является неадекватное понимание сути программирования
информационных систем и применения CASE-средств. Необходимо понимать, что
процесс проектирования и разработки информационной системы на основе CASE-
технологии не может быть подобен процессу приготовления пищи по поваренной
книге. Всегда следует быть готовым к новым трудностям, связанным с
освоением новой технологии, последовательно преодолевать эти трудности и
последовательно добиваться нужных результатов.
Тенденции развития современных информационных технологий приводят к
постоянному возрастанию сложности информационных систем (ИС), создаваемых в
различных областях экономики. Современные крупные проекты ИС
характеризуются, как правило, следующими особенностями:
сложность описания (достаточно большое количество функций, процессов,
элементов данных и сложные взаимосвязи между ними), требующая тщательного
моделирования и анализа данных и процессов;
наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов (подсистем),
имеющих свои локальные задачи и цели функционирования (например,
традиционных приложений, связанных с обработкой транзакций и решением
регламентных задач, и приложений аналитической обработки (поддержки
принятия решений), использующих нерегламентированные запросы к данным
большого объема) ;
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, обусловленная, с одной
стороны, ограниченными возможностями коллектива разработчиков, и, с другой
стороны, масштабами организации-заказчика и различной степенью готовности
отдельных ее подразделений к внедрению ИС.
Для успешной реализации проекта объект проектирования (ИС) должен быть
прежде всего адекватно описан, должны быть построены полные и
непротиворечивые функциональные и информационные модели ИС. Накопленный к
настоящему времени опыт проектирования ИС показывает, что это логически
сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой
квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до недавнего времени
проектирование ИС выполнялось в основном на интуитивном уровне с
применением неформализованных методов, основанных на искусстве,
практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных
проверках качества функционирования ИС. Кроме того, в процессе создания и
функционирования ИС информационные потребности пользователей могут
изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и
сопровождение таких систем.
В 70-х и 80-х годах при разработке ИС достаточно широко применялась
структурная методология, предоставляющая в распоряжение разработчиков
строгие формализованные методы описания ИС и принимаемых технических
решений. Она основана на наглядной графической технике: для описания
различного рода моделей ИС 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 конкретных ИС встречалось достаточно редко, поскольку при
неавтоматизированной (ручной) разработке это практически невозможно.
Действительно, вручную очень трудно разработать и графически представить
строгие формальные спецификации системы, проверить их на полноту и
непротиворечивость, и тем более изменить. Если все же удается создать
строгую систему проектных документов, то ее переработка при появлении
серьезных изменений практически неосуществима. Ручная разработка обычно
порождала следующие проблемы:
неадекватная спецификация требований;
неспособность обнаруживать ошибки в проектных решениях;
низкое качество документации, снижающее эксплуатационные качества;
затяжной цикл и неудовлетворительные результаты тестирования.
С другой стороны, разработчики ИС исторически всегда стояли последними в
ряду тех, кто использовал компьютерные технологии для повышения качества,
надежности и производительности в своей собственной работе (феномен
"сапожника без сапог") .
Перечисленные факторы способствовали появлению программно-технологических
средств специального класса - CASE-средств, реализующих CASE-технологию
создания и сопровождения ИС. Термин CASE (Computer Aided Software
Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле.
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.
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. Кроме того, появлению CASE-технологии
способствовали и такие факторы, как:
подготовка аналитиков и программистов, восприимчивых к концепциям
модульного и структурного программирования;
широкое внедрение и постоянный рост производительности компьютеров,
позволившие использовать эффективные графические средства и
автоматизировать большинство этапов проектирования;
внедрение сетевой технологии, предоставившей возможность объединения усилий
отдельных исполнителей в единый процесс проектирования путем использования
разделяемой базы данных, содержащей необходимую информацию о проекте.
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.
Согласно обзору передовых технологий (Survey of Advanced Technology),
составленному фирмой Systems Development Inc. в 1996 г. по результатам
анкетирования более 1000 американских фирм, CASE-технология в настоящее
время попала в разряд наиболее стабильных информационных технологий (ее
использовала половина всех опрошенных пользователей более чем в трети своих
проектов, из них 85% завершились успешно) . Однако, несмотря на все
потенциальные возможности CASE-средств, существует множество примеров их
неудачного внедрения, в результате которых CASE-средства становятся
"полочным" ПО (shelfware) . В связи с этим необходимо отметить следующее:
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.
Ввиду разнообразной природы CASE-средств было бы ошибочно делать какие-либо
безоговорочные утверждения относительно реального удовлетворения тех или
иных ожиданий от их внедрения. Можно перечислить следующие факторы,
усложняющие определение возможного эффекта от использования CASE-средств:
широкое разнообразие качества и возможностей CASE-средств;
относительно небольшое время использования CASE-средств в различных
организациях и недостаток опыта их применения;
широкое разнообразие в практике внедрения различных организаций;
отсутствие детальных метрик и данных для уже выполненных и текущих
проектов;
широкий диапазон предметных областей проектов;
различная степень интеграции CASE-средств в различных проектах.
Вследствие этих сложностей доступная информация о реальных внедрениях
крайне ограничена и противоречива. Она зависит от типа средств,
характеристик проектов, уровня сопровождения и опыта пользователей.
Некоторые аналитики полагают, что реальная выгода от использования
некоторых типов CASE-средств может быть получена только после одно- или
двухлетнего опыта. Другие полагают, что воздействие может реально
проявиться в фазе эксплуатации жизненного цикла ИС, когда технологические
улучшения могут привести к снижению эксплуатационных затрат.
Для успешного внедрения CASE-средств организация должна обладать следующими
качествами:
Технология. Понимание ограниченности существующих возможностей и
способность принять новую технологию;
Культура. Готовность к внедрению новых процессов и взаимоотношений между
разработчиками и пользователями;
Управление. Четкое руководство и организованность по отношению к наиболее
важным этапам и процессам внедрения.
Если организация не обладает хотя бы одним из перечисленных качеств, то
внедрение CASE-средств может закончиться неудачей независимо от степени
тщательности следования различным рекомендациям по внедрению.
Для того, чтобы принять взвешенное решение относительно инвестиций в CASE-
технологию, пользователи вынуждены производить оценку отдельных CASE-
средств, опираясь на неполные и противоречивые данные. Эта проблема
зачастую усугубляется недостаточным знанием всех возможных "подводных
камней" использования CASE-средств. Среди наиболее важных проблем
выделяются следующие:
достоверная оценка отдачи от инвестиций в CASE-средства затруднительна
ввиду отсутствия приемлемых метрик и данных по проектам и процессам
разработки ПО;
внедрение CASE-средств может представлять собой достаточно длительный
процесс и может не принести немедленной отдачи. Возможно даже краткосрочное
снижение продуктивности в результате усилий, затрачиваемых на внедрение.
Вследствие этого руководство организации-пользователя может утратить
интерес к CASE-средствам и прекратить поддержку их внедрения;
отсутствие полного соответствия между теми процессами и методами, которые
поддерживаются CASE-средствами, и теми, которые используются в данной
организации, может привести к дополнительным трудностям;
CASE-средства зачастую трудно использовать в комплексе с другими подобными
средствами. Это объясняется как различными парадигмами, поддерживаемыми
различными средствами, так и проблемами передачи данных и управления от
одного средства к другому;
некоторые CASE-средства требуют слишком много усилий для того, чтобы
оправдать их использование в небольшом проекте, при этом, тем не менее,
можно извлечь выгоду из той дисциплины, к которой обязывает их применение;
негативное отношение персонала к внедрению новой CASE-технологии может быть
главной причиной провала проекта.
Пользователи CASE-средств должны быть готовы к необходимости долгосрочных
затрат на эксплуатацию, частому появлению новых версий и возможному
быстрому моральному старению средств, а также постоянным затратам на
обучение и повышение квалификации персонала.
Несмотря на все высказанные предостережения и некоторый пессимизм,
грамотный и разумный подход к использованию CASE-средств может преодолеть
все перечисленные трудности. Успешное внедрение CASE-средств должно
обеспечить такие выгоды как:
высокий уровень технологической поддержки процессов разработки и
сопровождения ПО;
положительное воздействие на некоторые или все из перечисленных факторов:
производительность, качество продукции, соблюдение стандартов,
документирование;
приемлемый уровень отдачи от инвестиций в CASE-средства.
1. Основы методологии проектирования ИС
1. 1. Жизненный цикл по ИС
Одним из базовых понятий методологии проектирования ИС 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.
Основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ ПО, является
международный стандарт ISO/IEC 12207 [5] (ISO - International Organization
of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC -
International Electrotechnical Commission - Международная комиссия по
электротехнике) . Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия
и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО.
Структура ЖЦ ПО по стандарту ISO/IEC 12207 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 организовать, 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 [5] .
Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их
решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и
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.
1. 2. Модели жизненного цикла ПО
Стандарт ISO/IEC 12207 не предлагает конкретную модель ЖЦ и методы
разработки ПО (под моделью ЖЦ понимается структура, определяющая
последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач,
выполняемых на протяжении ЖЦ. Модель ЖЦ зависит от специфики ИС и специфики
условий, в которых последняя создается и функционирует) . Его регламенты
являются общими для любых моделей ЖЦ, методологий и технологий разработки.
Стандарт ISO/IEC 12207 описывает структуру процессов ЖЦ ПО, но не
конкретизирует в деталях, как реализовать или выполнить действия и задачи,
включенные в эти процессы.
К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие две
основные модели ЖЦ:
каскадная модель (70-85 г. г. ) ;
спиральная модель (86-90 г. г. ) .
В изначально существовавших однородных ИС каждое приложение представляло
собой единое целое. Для разработки такого типа приложений применялся
каскадный способ. Его основной характеристикой является разбиение всей
разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит
только после того, как будет полностью завершена работа на текущем (рис.
1. 1) . Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации,
достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой
командой разработчиков.
Положительные стороны применения каскадного подхода заключаются в следующем
[2] :
на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации,
отвечающий критериям полноты и согласованности;
выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать
сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.
Рис. 1. 1. Каскадная схема разработки ПО
Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении ИС, для которых
в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все
требования, с тем чтобы предоставить разработчикам свободу реализовать их
как можно лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают
сложные расчетные системы, системы реального времени и другие подобные
задачи. Однако, в процессе использования этого подхода обнаружился ряд его
недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания ПО
... продолжение- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда