Лекции по "Информационному технологии"

РАЗДЕЛ. Технологии проектирования автоматизированных систем

(полное наименование  темы лекции)

и их информационного  обеспечения.

Тема №. Основы методологии разработки автоматизированных систем.

Лекция. CASE-технологии и системы

 

                                                                                   

                                                                                                      Лекция № 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

(Программные  вопросы лекции)

1. Понятие CASE. Основные достоинства и недостатки CASE-систем.

2. Классификация и критерии оценки эффективности CASE-систем. Проблемы использования CASE-технологий в практике разработки АСОИУ ВВС.

4. Основы методологии  быстрой разработки приложений.

 

Литература

1. [3] c. 80-83, 23-26;
2. [4] c.154-158.

 

Учебно-материальное обеспечение

1. Плакат "Классификация CASE-систем".

2.

Организационно-методические указания

Лекция читается для  учебной группы методом устного  изложения учебного материала с демонстрацией плаката.

 

Введение

 

В 70–80-х г.г. при проектировании АСОИУ применялись в основном "ручные" способы разработки проекта. Неавтоматизированное проектирование порождало ряд следующих существенных проблем:

- неадекватную спецификацию  требований;

- неспособность разработчиков  обнаруживать ошибки в проектных решениях;

- низкое качество проектной  и эксплуатационной документации;

- затяжной цикл проектирования;

- неудовлетворительные  результаты тестирования.

Данные факторы, а также  стремление автоматизировать труд разработчика привели к созданию специальных программно-технических средств специального класса.

Материалы данной лекции раскрывают сущность этих средств, их место в процессе проектирования АСОИУ, основные достоинства и недостатки.

 

Учебные вопросы

 

1. Понятие CASE. Основные достоинства и недостатки CASE-систем

 

 В середине 80-х годов для проектирования сложных программных систем создаются и начинают использоваться средства автоматизированной поддержки проектирования программного обеспечения – CASE-системы.

Аббревиатура CASE (Computer-Aided Software Engineering) в зарубежных и отечественных публикациях используется, как правило, в трех контекстах:

для обозначения новой области информатики и программотехники – машинного проектирования программного обеспечения (ПО), включая экономические аспекты, вопросы организации обучения, производства, маркетинга и применения программно-технических средств автоматизации проектирования ПО;

для обозначения совокупности технологии и методов машинного проектирования ПО, направленных на резкое ускорение разработки ПО и повышение его качества;

для обозначения конкретных программно-инструментальных средств автоматизации различных этапов разработки ПО.

С начала 90-х годов  в рамках CASE широкое распространение получили концепции:

CBSE (Component-Based Software Engineering) – компонентного разработки ПО (Delphi и др.);

COTS (Commercial Off-The-Shelf) – готовых коммерчески доступных объектов (ActiveX).

Основная идея – создание небольших высококачественных модулей с последующем их объединением. 

В настоящее время в связи с преобладанием системного подхода при разработке АСОИУ термин CASE трактуется как Computer Aided System/Software Engineering,  т.е. как технология автоматизированного проектирования систем.

Предмет CASE-технологий – автоматизация процесса проектирования, разработки и реализации программного и информационного обеспечения АСОИУ.

Цель CASE-технологий – добиться резкого роста производительности труда в инженерии программного и информационного обеспечения АСОИУ,  облегчить работу программистов, проектировщиков, аналитиков и руководителей проектов.

Достоинства:

возможность наглядно представить  общую картину функционирования автоматизируемой предметной области;

возможность наглядно представить  и исследовать модель будущей  АСОИУ задолго до ее фактической реализации;

возможность  эффективно  перевести  информационную систему в архитектуру "клиент-сервер" и т.п.

Недостатки:

высокая начальная стоимость программных  и аппаратных средств для внедрения CASE (стоимость установки современной CASE-системы для коллектива в 50 человек может достигать 1 млн. долларов);

отсутствие функционально полных систем, накрывающих весь ЖЦ ПО и стандартов для обмена информацией между разными CASE;

необходимость дополнительного обучения и тренировки различных категорий специалистов, которые имеют какое-либо отношение к процессу разработки ИО и ПО.

Таким образом, СASE-системы призваны осуществить переход от кустарных способов создания систем, с характерным для них отсутствием планирования и непредсказуемостью результатов, к индустриальным автоматизированным методам, позволяющим планировать сроки и затраты, гарантировать качество и обеспечить заказчика необходимым ему результатом.

 

2. Классификация и критерии  оценки эффективности CASE-систем. Проблемы использования зарубежных CASE-технологий в практике разработки АСОИУ ВВС

С точки зрения реализуемых  функций и структурной организации (конструктивной реализации) все CASE-системы можно классифицировать по типам, категориям и уровням.

3. Классификация  по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств в технологическом процессе и подразделяет их на следующие группы:

средства анализа  и проектирования, которые используются определения системных требований и свойств, которыми система должна обладать, а также создание проекта системы, удовлетворяющей этим требованиям (BPWin, CASE.Аналитик, DESIGNER/2000, Silverrun, Vantage Team Builder и др.);

средства проектирования баз данных, обеспечивающие концептуальное и логическое моделирование данных, автоматическую генерацию схем БД (SQL) для наиболее распространенных СУБД (ERWin, S-Designor, PRO-IV, CASE.Синтез++ и др.);

средства разработки приложений, поддерживающие этапы программирования и тестирования и обеспечивающие автоматическую кодогенерацию (SQL Windows, PowerBuilder, Delphi и др.);

средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем БД и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций (PRO-IV, ORACLE*CASE, Rational Rose, Object Team);

средства окружения, обеспечивающие поддержку платформ для интеграции, создания и придания товарного вида самим CASE-средствам (PVCS, SoDA);

средства планирования и управления проектом, поддерживающие планирование, контроль, руководство и взаимодействие (MS Project, SE Companion);

средства тестирования (Quality Works).

2. Классификация  по категориям определяет уровень интеграции по выполняемым функциям и выделяет:

вспомогательные (библиотечные) программы (tools);

пакет разработчика, библиотека программ (toolkit);

инструментальное средство (workbench – "верстак");

Категория tools обозначает вспомогательный пакет, решающий небольшую автономную задачу, принадлежащую процессу или проблеме более высокого уровня (QW, SoDA, PVCS).

Категория toolkit представляет собой объединение интегрированных программных средств, которые обеспечивают автоматизированную поддержку одной фазы ЖЦ или разработке определенного вида обеспечения АСОИУ, например: системный анализ, проектирование базы данных, разработка программ (CASE.Аналитик, BPWin, ERWin).

Категория workbench представляет собой программные средства, которые: поддерживают автоматизированные процессы системного анализа, проектирования и разработки ИО и ПО; ориентированы на определенную методологию проектирования; используют общее хранилище проектной информации; автоматически передают системную информацию между этапами разработки. Workbench по сравнению с toolkit обладает более высокой степенью интеграции выполняемых функций, большей самостоятельностью и автономностью использования (ORACLE*CASE, ORACLE*Forms, PRO-IV).

3. Классификация по уровням связана с областью действия CASE в пределах жизненного цикла. В рамках данной классификации можно выделить следующие уровни группирования CASE-систем:

верхний (upper) – планирование (MS Project, SE Companion);

средний (middle) – анализ и проектирование (CASE.Аналитик, DESIGNER/2000, Silverrun);

нижний (lower) – разработка (Uniface, JAM, PowerBuilder, Delphi).

Верхние (upper) CASE призваны повысить эффективность деятельности как руководителей организаций-заказчиков АСОИУ, так и руководителей проекта путем сокращения затрат времени на определение стратегии создания АСОИУ в целом и выработку общего плана действий.

Средние CASE считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры ПО. Их использование существенно сокращает цикл разработки проекта, при этом важную роль играет возможность накопления и хранения знаний. Это позволяет использовать накопленные решения и при создании других проектов, обеспечивает возможность быстрого создания прототипа и документирования проекта.

Нижние CASE реализуют компоненты для создания групп системных спецификаций, используемых для генерации программ, баз данных и пользовательской документации.

Кроме того, CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:

4. Применяемая методология:

структурный подход: SADT (3%), Уорд-Меллор, Йордан (36%), Гейн-Сарсон (22%), де Марко;

информационная инженерия (IE): Мартин (22%);

ООП: Буч, Коэд-Йордан, Шлеер-Меллор, Рамбо.

5. Степень интегрированности  с СУБД.

6. Доступные  платформы.

Критерии  оценки эффективности:

надежность;

простота исполнения;

эффективность;

сопровождаемость;

переносимость;

общие критерии (стоимость, время);

функциональные характеристики (среда разработки; функции, ориентированные на фазы ЖЦ; общие функции).

Критерии выбора:

Основные:

1. Поддержка полного ЖЦ АСОИУ.

2. Обеспечение целостности единой  БД проекта.

3. Независимость от программно-аппаратной  платформы

4. Поддержка одновременной работы  групп разработчиков.

Основные:

1. Возможность разработки приложений "клиент-сервер" требуемой конфигурации.

2. Открытая архитектура и возможность  экспорта/импорта.

3. Качество технической поддержки,  стоимость приобретения.

4. Обеспечение качества проектной  документации (ГОСТ, ЕСКД).

Проблемы использования  зарубежных CASE-систем в практике разработки АСОИУ ВВС:

отсутствие систематических  полных публикаций по методологическим и технологическим аспектам использования  конкретных CASE (соблюдение принципов "ноу-хау");

высокая стоимость CASE-систем;

номенклатура CASE-систем в России ограничена из-за малочисленности официальных дистрибьютеров фирм-производителей CASE;

поставка мощных CASE, обусловливается  запретом на их использование в ряде наукоемких областей, связанных, с оборонным  комплексом;

наличие языковых барьеров.

 

3. Методология быстрой разработки приложений (RAD)

Основные принципы методологии RAD:

разработка АСОИУ итерациями;

обязательность вовлечения пользователей в процесс разработки;

необходимость применения CASE-средств, обеспечивающих целостность проекта;

применение средств управления конфигурацией;

необходимость использования  генераторов кода;

использование прототипирования;

тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой;

ведение разработки немногочисленной хорошо управляемой командой профессионалов (10-15 чел.);

четкое планирование и контроль выполнения работ.

Достоинства:

идеально подходит для относительно небольших проектов, разрабатываемых для конкретного заказчика

Недостатки:

методология неприменима  для построения сложных расчетных  комплексов, ОС или программ управления динамическими объектами (объем ПО сотни тысяч строк уникального кода);

неприменима для разработки приложений, в которых отсутствует  ярко выраженная интерфейсная часть (системы  реального времени).

Применяемые средства разработки:

ORACLE*CASE, PRO-IV;

Vantage Team Builder+Uniface (JAM) – UNIX-платформа;

CASE.Аналитик (BPWin)+ERWin+PowerBuilder – Windows-платформа.

 

 

Заключение

В лекции мы определили понятие CASE, рассмотрели области применения CASE-систем, отметили их достоинства и недостатки. а также изучили классификацию CASE-систем. Для организации процесса разработки АСОИУ с помощью CASE-средств целесообразно руководствоваться предложенными критериями оценки их эффективности и выбора. В заключении были рассмотрены основы методологии быстрой разработки приложений (RAD).

В качестве основной перспективы развития CASE в настоящее время рассматривается интеграция средств поддержки разработки баз данных и знаний, а также создание "фабрик" по производству ПО и ИО АСОИУ. Кроме того, активно ведутся работы по созданию мощного многопользовательского микрокомпьютерного применения CASE.