Тема 6. Современные информационные технологии и CASE-средства

Структурный подход

PLATINUM BPwin

BPwin (Business Process на базе Win) – это CASE-средство высокого уровня (Upper CASE), предназначенное для анализа и построения моделей предметной области и позволяющее разрабатывать:

· функциональные модели бизнес-процессов (Business Process, IDEF0);

· диаграммы сценариев, отображающих взаимодействие процессов в системе (Process Flow, IDEF3);

· диаграммы потоков данных (Data Flow Diagrams, DFD).

Функциональные модели строятся как для существующих бизнес-процессов (модель AS - IS), так и для бизнес-процессов, которые удовлетворяют требованиям оптимизации и модернизации (модель TO - BE). Функциональные модели строятся на основе использования принципа декомпозиции в виде иерархических диаграмм, которые от верхнего уровня – контекстной диаграммы – доходят до декомпозиционных диаграмм нижнего уровня (рис. 6.2).

Диаграммы сценариев описывают действия и события, которые должны быть обработаны за заданный промежуток времени. Сценарий может создаваться как самостоятельная модель или как часть модели бизнес-процесса, последовательность выполнения которого известна.

Сценарий сопровождается описанием процессов и может быть использован для документирования каждой функции системы. Следовательно, сценарии являются частью системного анализа, т. к. дают возможность проанализировать ситуацию во времени и описать объекты, участвующие в одном процессе одновременно.

Сценарий использует операции, представляющие собой единицы работы (Unit Of Work, UOF), ссылки на данные и перекрестки (Junctions).

Диаграммы потоков данных, создаваемые с помощью методологии DFD, описывают обработку данных в системе. С их помощью можно получить наглядное представление о функциях обработки данных, документах, участвующие в обработке, внешних ссылках и хранилищах данных. Совокупность построенных диаграмм потоков данных создает модель обработки информации в системе.

Таким образом, BPwin позволяет создать полезную документацию разрабатываемой системы, согласование которой с заказчиком существенным образом сокращает вероятность рисков.

На основе BPwin нельзя сгенерировать код приложений и программ, поскольку способы представления модели не предусматривают разработку БД, а являются языком моделирования и служат только для представления возможности общения различных специалистов.

ERwin (Entity Relationship на базе Win) – это CASE-средство проектирования баз данных, обеспечивающее моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД.

Средствами ERwin строятся логическая и физическая модели данных ИС с учетом используемой системы управления базой данных (технология IDEF1X) На первом этапе построения модели строится Диаграмма сущность-связь (Entity Relationship Diagram, ERD), которая представляет собой модель данных верхнего уровня. Она включает сущности и взаимосвязи, отражающие основные бизнес-правила предметной области. Такая диаграмма не слишком детализирована. Эта диаграмма может включать связи МНОГИЕ КО МНОГИМ и не включать описание ключей. Она используется для презентаций и обсуждения структуры данных с экспертами предметной области.

Рис. 6.2

PLATINUM ERwin

На следующих этапах строится модель данных, основанная на ключа;, она включает описание всех сущностей и ключей.

На окончательном этапе строится полная атрибутивная информационная модель – наиболее детальное представление структуры данных: данные представлены в третьей нормальной форме, и в модель включены все сущности, атрибуты и связи.

На этапе физического моделирования строится физическая модель данных, ориентированная на конкретную СУБД, в которой зафиксированы таблицы, связи между ними и типы данных.

На основе созданной модели данных автоматически может быть сгенерирован код клиентского приложения, представляющий собой программу, отвечающую за интерфейс с пользователем (преобразует его запросы в команды запросов к серверной части, а также производит обратное преобразование: результаты выполнения команд преобразуются к виду, воспринимаемому пользователем).

Код приложения генерируется путем использования редактора схем БД и соответствующих программных средств, с которыми ERwin интегрирован (Power Builder, Visual Basic, Delphi).

3.3. RUP-технология разработки
информационных систем

RUP -технология (R ational U nified P rocess) основана на использовании унифицированного процесса разработки информационной системы. Технология RUP структурирована в двух направлениях:

· время (разделение жизненного цикла системы на фазы и версии);

· компоненты процесса (набор средств для решения определенных задач).

Разработка системы с использованием RUP-технологии состоит из следующих временных этапов:

· Задание – определение общей задачи системы.

· Проработка – планирование необходимых работ и ресурсов.

· Создание – построение системы.

· Переходный период – поставка системы пользователю.

С точки зрения компонентов процесс разработки делится на следующие стадии:

· Построение бизнес-модели.

· Определение требований к системе.

· Анализ и проектирование.

· Реализация и внедрение

RUP-технология предполагает построение пяти представлений разрабатываемой системы:

1. Представление использования – основная часть модели описания системы, с помощью которой дается характеристика функций, выполняемых системой (аспектов использования) с точки зрения пользователей (субъектов).

2. Логическое представление – статическая часть модели описания системы, с помощью которой дается характеристика данных с точки зрения распределения их между связанными системными объектами.

3. Компонентное представление – описание структуры и взаимосвязей модулей реализации системы.

4. Представление взаимодействия процессов – описание согласованных действий, относящихся к взаимодействию и синхронизации отдельных компонентов системы.

5. Представление распределения – описание физической архитектуры системы, распределения ее компонентов в вычислительной сети.

Все вместе они позволяют легко и просто выполнить реализацию и внедрение системы. На основе этих представлений генерируется программный код и код приложения на языках программирования, которые при трансляции подвергаются процессу компилирования и преобразуются в исполняемые exe -файлы. В результате создаются приложения информационной системы для следующих программных сред: C ++, Visual Basic, Power Builder, Java и др.

В RUP-технологии активно используется универсальный язык моделирования UML (U nified M odeling L anguage). Язык прошел процесс стандартизации в рамках консорциума OMG (Object Management Group) и сейчас является международным стандартом.

Выводы

1. В процессе создания ИС разработчиками используются структурный и объектно-ориентированный подходы.

2. Структурный подход к разработке ИС основан на использовании принципа функциональной декомпозиции.

3. При структурном подходе основное внимание уделяется информации, с которой работает система, поэтому он ориентирован на данные.

4. Если код приложения генерируется не на основе описания предметной области, а на основе БД, невозможно построить эффективное приложение со сложной бизнес-логикой.

5. При структурном подходе имеется большая вероятность обнаружения ошибок на последнем этапе разработки.

6. Объектно-ориентированные методы разработки ИС уделяют внимание не только информации, но и поведению системы.

7. Снижение риска в объектно-ориентированной технологии достигается за счет использования спиральной модели ЖЦ.

8. Объектно-ориентированные методы разработки ИС основаны на принципах инкапсуляции, наследования и полиформизма.

9. Фундаментальными понятиями ООП являются объект и класс.

10. Каждый объект характеризуется состоянием, поведением и индивидуальностью.

11. Функциональное моделирование, основанное на структурном подходе к разработке ИС, использует IDEF-технологию.

12. Функциональная модель – это модель бизнес-процессов, реализуемых в системе.

13. Информационная модель – это модель данных, обрабатываемых в системе.

14. Визуальное моделирование, основанное на объектно-ориентированном подходе к разработке ИС, использует RUP-технологию.

15. IDEF-технология поддерживается CASE-средствами BPwin и ERwin.

16. RUP-технология поддерживается CASE-средством Rational Rose.

17. Основными диаграммами, разрабатываемыми в Rational Rose, являются диаграммы прецедентов, классов и взаимодействия и последовательности.

18. Технология ATS позволяет автоматизировать разработку моделей.

Вопросы для самопроверки

1. На чем основывается структурный подход к разработке ИС?

2. В чем заключаются достоинства и недостатки структурного подхода?

3. Назовите основное отличие объектно-ориентированного подхода от структурного подхода к разработке ИС.

4. Определите понятие «объектно-ориентированная парадигма», используемого в ООП.

5. Дайте определение:

o объекта и класса, используемых в ООП.

o понятия «наследование».

o понятия «инкапсуляция».

o понятия «полиформизм».

6. За счет чего наблюдается снижение риска в объектно-ориентированной технологии?

7. Какие характеристики имеют объекты в ООП?

8. Что означает операция декомпозиции модели?

9. Дайте определение функциональной и информационной моделям.

10. Что представляет собой концептуальная модель?

11. Назовите особенности визуального моделирования.

12. Что такое нотация?

13. Каковы различия между логической и физической моделями данных?

14. Какие требования предъявляются к физической модели данных?

15. Какая технология используется для моделирования бизнес-процессов?

16. Какая технология используется для моделирования данных ИС?

17. Какая технология используется для разработки диаграммы сценария в BPwin?

18. Какая методология используется для разработки диаграммы потоков данных?

19. Какие CASE-средства позволяют генерировать коды приложений?

20. Назовите представления ИС, разрабатываемые в RUP-технологии.

21. Назовите диаграммы, разрабатываемые с помощью языка UML?

22. Для чего создаются:

o диаграмма прецедентов?

o диаграмма классов?

o диаграмма последовательности?

Библиография

1. Бритов Г. С., Лупал А.М. Информационные системы в экономике. Методические материалы к выполнению лабораторных работ. – СПб.: Изд-во МБИ, - 2003. – 40 с.

2. Вендров А. М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 2000.

3. Маклаков С. В. BPwin, ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. – М.: ДИАЛОГ МИФИ, 1999. – 256 с.

4. Маклаков С. В. Создание информационных систем. – М.: ДИАЛОГ МИФИ, 2003. – 432 с.

5. Трофимов С. А. CASE-технологии. Практическая работа в Rational Rose. – М.: Издательство «Бином», 2001. – 272 с.

Тема 6. Современные информационные технологии и CASE-средства

Оглавление

1. Функциональное и визуальное моделирование деятельности. 2

1.1. Структурный и объектно-ориентированный подходы к разработке ИС.. 2

1.2. Функциональные модели деятельности. 6

1.3. Визуальные модели деятельности. 7

2. Логические и физические модели структур данных. 8

3. Современные технологии и CASE- средства. 9

3.1. IDEF – технология разработки информационных систем.. 9

3.2. CASE-средства, основанные на IDEF- технологии. 10

3.2.1. PLATINUM BPwin. 11

3.2.2. PLATINUM ERwin. 12

3.3. RUP-технология разработки информационных систем.. 13

3.4. CASE-средство Rational Rose и представления информационной системы на языке UML 14

4. ATS- технология разработки информационных систем.. 15

5. Выводы.. 16

6. Вопросы для самопроверки. 17

7. Библиография. 18

1. Функциональное и визуальное
моделирование деятельности

1.1. Структурный и объектно-ориентированный
подходы к разработке ИС

В процессе создания ИС разработчиками используются два альтернативных подхода – структурный и объектно-ориентированный.

Структурный подход к разработке является классическим и предполагает последовательную реализацию следующих этапов разработки:

· анализа предметной области,

· проектирования,

· создания программных модулей,

· объединения модулей в единую систему,

· тестирования,

· внедрения.

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и т. д. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны.

Однако эта технология не лишена некоторых недостатков. В соответствии с классическим подходом основное внимание должно уделяться информации, с которой работает система. Разработчик спрашивает пользователей, какая информация им нужна, проектирует БД для хранения этой информации, создает экранные формы для ее вывода, встраивает возможность распечатывать отчеты. Иначе говоря, разработчик «фокусируется» на самой информации, а тому, что с ней делать, т. е. поведению системы уделяется меньше внимания. Такой подход называется «ориентированным на данные (data centric)», он применялся при разработке тысяч различных систем много лет. Он неоценим при проектировании БД и систем обработки информации, но при разработке бизнес-приложений возникают проблемы, главная из которых состоит в том, что требования к системе могут меняться со временем. Система, ориентированная на данные легко приспосабливается к изменениям БД, однако изменить деловые правила или поведение такой системы значительно труднее.

Это обусловлено тем, что на основе информации о структуре БД генерируется клиентское приложение. Поскольку БД должна быть обязательно нормализована, данные хранятся в таблицах БД не всегда в той же форме, в которой они должны появляться на экранных формах. Другими словами, если код приложения генерируется не на основе описания предметной области, невозможно построить эффективное приложение со сложной бизнес-логикой.

Вторым недостатком структурного подхода является большая вероятность обнаружения ошибок на последнем этапе разработки, например этапе тестирования. В случае обнаружения ошибки необходимо вернуться на тот этап, где она допущена, и заново пройти все последующие этапы.

Для решения этой проблемы и были созданы объектно-ориентированные методы разработки ИС, при применении которых внимание уделяется как информации, так и поведению, что позволяет создавать гибкие системы, допускающие изменение их поведения и/или содержащейся в них информации. Эти методы основаны на использовании объектно-ориентированного программирования (ООП).

Объектно-ориентированное программирование – это новая методология, созданная во второй половине 1980-х гг. Она позволяет решить проблему появления новых акцентов в программировании, обусловленных распространением персональных компьютеров в мелком и среднем бизнесе, в котором вычислительные и расчетно-алгоритмические задачи уступили первое место задачам обработки и манипулирования данными. ООП предполагает представление программы как набора взаимодействующих объектов, наделенных определенным поведением и реакцией на изменение внешних условий. В то время как классический процедурно-ориентированный стиль программирования направлен на представление программы в виде множества поочередно вызываемых процедур.

Объектно-ориентированные методы разработки основаны на объектно-ориентированной концепции или, как часто говорят, парадигме. Парадигма – теория (или модель, тип постановки проблемы), принятая в качестве образца решения исследовательских задач. Объектно-ориентированная парадигма – способ описания приложений, при котором приложение предварительно делится на множество маленьких кусочков или объектов относительно независимых друг от друга. Готовое приложение можно затем создать, сложив эти объекты вместе. Преимуществом такого решения является возможность разработки компонентов только один раз с последующим многократным их использованием для создания абсолютно различных по назначению систем.

Снижение риска в объектно-ориентированной технологии достигается за счет реализации технологии итерационной разработки, когда используется спиральная модель жизненного цикла разработки. Разработка состоит из ряда этапов (итераций), которые в дальнейшем приводят к созданию информационной системы. Каждая итерация может приводить к созданию фрагмента или новой версии и включает все необходимые этапы: этапы выработки требований, анализа, проектирования, реализации и тестирования. Поскольку тестирование проводится на каждой итерации, риск снижается уже на начальных этапах жизненного цикла.

Указанные преимущества могут быть реализованы только при правильном проектировании систем в соответствии с принципами инкапсуляции, наследования и полиформизма.

Инкапсуляция – это, во-первых, процесс объединения в один объект данных и действий (операций), осуществляемых над ними, или, иначе говоря, поведения системы в процессе обработки этих данных. Во-вторых, инкапсуляция предполагает введение ограничений на последствия изменений, вносимых в систему. Эти ограничения вводятся за счет скрытия внутренней информации, когда доступ к объекту возможен только опосредованно – через его операции (характеризующие взаимодействие объекта с внешней средой) и свойства (атрибуты). Операции и свойства объекта представляют собой интерфейс объекта.

Наследование – это механизм, позволяющий создавать новые объекты, основываясь на уже существующих объектах. Наследование позволяет выделить свойства, операции и события одного объекта и приписать их другому объекту, иногда с модификацией. Порождаемый объект-потомок (child) наследует свойства порождающего, родительского объекта (parent). Например: если «Автомобиль» – некий родительский объект, то «Легковой автомобиль» – объект-потомок, которому присущи все свойства объекта «Автомобиль».

Полиформизм – это возможность порождаемых объектов, создаваемых на основе родительских объектов, изменять свою реакцию на одни и те же воздействия при различных внешних условиях. Иными словами, полиформизм – это способность объектов выбирать операцию на основе данных, принимаемых в сообщении из внешнего мира или от другого объекта.

Полиформизм можно также определить как свойство некоторых объектов принимать различные внешние формы в зависимости от обстоятельств, т. е. действия, выполняемые одноименными методами, могут отличаться в зависимости от того, к какому классу относится тот или иной метод. Например, операция «Выключить» имеет разный смысл и результат, будучи применена к разным классам – «Автомобилю», «Свету в комнате» или «Компьютеру».

Рассмотренные особенности альтернативных подходов к созданию информационных систем представлены в табл. 1.

Фундаментальным понятием ООП является Объект, представляющий собой некую сущность реального мира или концептуальную сущность с четко определенными границами и значением для системы. Объект может быть чем-то конкретным, например студент Иванов или кассовый аппарат № 4, или концептуальным, например банковская операция, торговый заказ, зачетная сессия или ставка прибыли.

Каждый объект имеет три характеристики: состояние, поведение и индивидуальность.

Состояние – одно из условий, в котором объект может находиться, меняется во времени и определяется атрибутами и отношениями между объектами. Например, имеем систему регистрации успеваемости. Объект Студенты группы № 1 в системе регистрации успеваемости может находиться в одном из двух состояний: сдавали экзамен по информатике или не сдавали экзамен по информатике. Если сдавали информатику, могут сдавать другой экзамен или могут быть переведены на следующий семестр, а если не сдавали, необходимо организовать экзамен по информатике.

Поведение определяет, как объект реагирует на запросы других объектов и что может делать сам объект. Поведение реализуется с помощью наборов операций для объекта. В системе регистрации успеваемости объект Студенты группы № 1 может иметь операции перевести на следующий курс или направить на экзамен.

Индивидуальность означает, что каждый объект уникален, даже если его состояние аналогично состоянию другого объекта. Например, студент Иванов и студент Петров – два объекта в системе регистрации успеваемости. Хотя они оба являются студентами группы № 1, каждый из них уникален.

Структурный подход

123Следующая ⇒ Поделиться с друзьями: Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства... Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается... Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни... Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...  © cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста. Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы! 0.12 с.