18586

Инструментальные средства концептуального проектирования автоматизированных систем

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Инструментальные средства концептуального проектирования автоматизированных систем В современных информационных технологиях важное место отводится инструментальным средствам и средам разработки АС в частности системам разработки и сопровождения их ПО. Эти технол

Русский

2013-07-08

41.5 KB

35 чел.

Инструментальные средства концептуального проектирования автоматизированных систем

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

Аббревиатура CASE имеет двоякое толкование, соответствующее двум направлениям использования CASE-систем. Первое из них — Computer Aided System Engineeringподчеркивает направленность на поддержку концептуального проектирования сложных систем, преимущественно слабоструктурированных. Далее CASE-системы этого направления будем называть системами CASE для концептуального проектирования. Второе направление называют Computer Aided Software Engineering, что переводится как автоматизированное проектирование программного обеспечения. Соответствующие CASE-системы называют инструментальными CASE или инструментальными средами разработки ПО.

Среди систем CASE для концептуального проектирования различают системы функционального, информационного или поведенческого проектирования. Наиболее известной методикой функционального проектирования сложных систем является методика SADT (Structured Analysis and Design Technique), предложенная в 1973 г. Р. Россом и впоследствии ставшая основой стандарта IDEFO (Integrated DEFinition 0).

Системы информационного проектирования реализуют методики инфо-логического проектирования баз данных. Широко используются язык и методика создания информационных моделей приложений, закрепленные в методике IDEF1X. Кроме того, развитые коммерческие СУБД, как правило, имеют в своем составе совокупность CASE-средств проектирования приложений.

Основные положения стандартов IDEF0 и IDEFIX использованы также при создании комплекса стандартов ISO 10303, лежащих в основе технологии STEP для представления в компьютерных средах информации, относящейся к проектированию и производству в промышленности.

Поведенческое моделирование сложных систем используют для определения динамики функционирования сложных систем. В его основе лежат модели и методы имитационного моделирования систем массового обслуживания, сети Петри, возможно применение конечно-автоматных моделей, описывающих поведение системы как последовательность смены состояний.

Применение инструментальных CASE-систем ведет к сокращению затрат на разработку ПО за счет уменьшения числа итераций и числа ошибок, к улучшению качества продукта вследствие лучшего взаимопонимания разработчика и заказчика, к облегчению сопровождения готового ПО.

Среди инструментальных CASE-систем различают интегрированные комплексы инструментальных средств для автоматизации всех этапов жизненного цикла ПО (такие системы называют Workbench) и специализированные инструментальные средства для выполнения отдельных функций (Tools). Средства CASE-систем по своему функциональному назначению принадлежат к одной из следующих групп: 1) средства программирования; 2) средства управления программным проектом; 3) средства верификации (анализа) программ; 4) средства документирования.

К средствам программирования относятся компиляторы с алгоритмических языков; построители диаграмм потоков данных; планировщики для построения высокоуровневых спецификаций и планов ПО (возможно на основе баз знаний, реализованных в экспертных системах); интерпретаторы языков спецификаций и языков четвертого поколения; прототайпер для разработки внешних интерфейсов — экранов, форм выходных документов, сценариев диалога; генераторы программ определенных классов (например, конверторы заданных языков, драйверы устройств программного управления, постпроцессоры); кросс-средства; отладчики программ. При этом под языками спецификаций понимают средства укрупненного описания разрабатываемых алгоритмов и программ, к языкам 4GL относят языки для компиляции программ из набора готовых модулей, реализующих типовые функции достаточно общих приложений (чаще всего это функции технико-экономических систем).

Управление программным проектом называют также управлением конфигурациями ПО. Этому понятию соответствуют корректное внесение изменений в программную систему при ее проектировании и сопровождении, контроль целостности проектных данных, управление версиями проекта, организация параллельной работы членов коллектива разработчиков. Использование средств управления конфигурациями позволяет создавать программные системы из сотен и тысяч модулей, значительно сокращать сроки разработки, успешно модернизировать уже поставленные заказчикам системы.

Основой средств управления программным проектом является репозито-рий - база данных проекта. Именно в репозитории отражена история развития программного проекта, содержатся все созданные версии (исходный программный код, исполняемые программы, библиотеки, сопроводительная документация и т. п.), с помощью репозитория осуществляются контроль и отслеживание вносимых изменений.

Средства верификации служат для оценки эффективности исполнения разрабатываемых программ и определения наличия в них ошибок и противоречий. Различают статические и динамические анализаторы. В статических анализаторах ПО исследуется на наличие неопределенных данных, бесконечных циклов, недопустимых передач управления и т. п. Динамический анализатор функционирует в процессе исполнения проверяемой программы; при этом исследуются трассы, измеряются частоты обращений к модулям и т. п. Используемый математический аппарат — сети Петри, теория массового обслуживания.

В последнюю из перечисленных групп входят документаторы для оформления программной документации, например отчетов по данным репозитория; различные редакторы для объединения, разделения, замены, поиска фрагментов программ и других операций редактирования.

Проектирование ПО с помощью CASE-систем включает в себя несколько этапов. Начальный этап — предварительное изучение проблемы. Результат представляют в виде исходной диаграммы потоков данных и согласуют с заказчиком. На следующем этапе выполняют детализацию ограничений и функций программной системы и полученную логическую модель вновь согласуют с заказчиком. Далее разрабатывают физическую модель, т. е. определяют модульную структуру программы, выполняют инфологическое проектирование баз данных, детализируют граф-схемы программной системы и ее модулей.

Подсистема CASE в составе системной среды САПР предназначена для адаптации САПР к нуждам конкретных пользователей, разработки и сопровождения прикладного ПО. Ее можно рассматривать как специализированную САПР, в которой объектом проектирования являются новые версии подсистем САПР, в частности версии, адаптированные к требованиям конкретного заказчика. Другими словами, такие CASE-подсистемы позволяют пользователям формировать сравнительно с малыми затратами усилий варианты прикладных ПМК из имеющегося базового набора модулей под заданный узкий диапазон конкретных условий проектирования.

CASE-система, как система проектирования ПО, содержит компоненты для разработки структурных схем алгоритмов и «экранов» для взаимодействия с пользователем в интерактивных процедурах, средства для инфологического проектирования баз данных, отладки программ, документирования, сохранения «истории» проектирования и т. п. Наряду с этим в CASE-подсистему САПР входят и компоненты со специфическими для САПР функциями.

Так, в состав САПР Microstation (фирма Bentley Systems) включена инструментальная среда Microstation Basic и язык MDL (Microstation Development Language) с соответствующей программной поддержкой. Язык MDL — С-подобный, с его помощью можно лаконично выразить обращения к проектным операциям и процедурам. В целом среда Microstation Basic близка по своим функциям к среде MS Visual Basic, в ней имеются генератор форм, редактор, конструктор диалога, отладчик.

САПР Спрут (российская фирма Sprut Technologies), вообще говоря, создана как инструментальная среда для разработки пользователем потоков задач конструкторского и технологического проектирования в машиностроении с последующим возможным оформлением потоков в виде пользовательских версий САПР. Сконструированный поток поддерживается компонентами системы, в число которых входят графические 2D- и 3D -подсистемы, СУБД, продукционная экспертная система, документатор, технологический процессор создания программ для станков с ЧПУ, постпроцессоры.

Наиболее известной CASE-системой в составе САПР в настоящее время является описываемая ниже система CAS. CADE фирмы MatraDatavision, с ее помощью фирма разработала версию Euclid Quantum своей САПР Euclid.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19746. Регистрация и техническое освидетельствование паровых и водогрейных котлов. Разрешение на эксплуатацию 15.4 KB
  Регистрация и техническое освидетельствование паровых и водогрейных котлов. Разрешение на эксплуатацию Перед техническим освидетельствованием котел должен быть охлажден отключен и очищен в соответствии с требованиями Правил по котлонадзору. Внутренние устройства ...
19747. Эксплуатация топок для слоевого и камерного сжигания твёрдого топлива 14.79 KB
  Эксплуатация топок для слоевого и камерного сжигания твёрдого топлива В паровых котлах на органическом топливе теплоту для нагрева рабочего тела получают в топках топочных камерах путем сжигания топлива. В зависимости от способа сжигания и вида топлива различают топ
19748. Эксплуатация топок для сжигания мазута, оборудованных форсунками различных типов 15.77 KB
  Эксплуатация топок для сжигания мазута оборудованных форсунками различных типов. Условия работы и схема топок. Нефтяные остатки сжигаются в камерных топках. Распыливание жидкого топлива производится форсунками которые разбиваются на три группы: а форс
19749. Порядок росжига, регулирования и остановка котлов, работающих на твёрдом, газообразном, жидком топливе 23.7 KB
  Порядок росжига регулирования и остановка котлов работающих на твёрдом газообразном жидком топливе РАСТОПКА КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 30. Растопка котла должна производиться в течение времени установленного руководством организации владельца котельной и указанн
19750. Допуск персонала к самостоятельной работе по обслуживанию котельных установок. Проведение противоаварийных тренировок персонала с целью предотвращения аварий 17.77 KB
  Допуск персонала к самостоятельной работе по обслуживанию котельных установок. Проведение противоаварийных тренировок персонала с целью предотвращения аварий Допуск к самостоятельной работе вновь принятые работники или имеющие перерыв в работе более 6 месяцев в за...
19751. Особенности эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Пуск, обслуживание во время работы, остановка котла 19.18 KB
  Особенности эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Пуск обслуживание во время работы остановка котла Учитывая местные особенности котельной установки конструкцию котла топки вид топлива расположение арматуры способ топливоподачи и золоудаления...
19752. Наблюдение за работой котла по показаниям эксплуатационных КИП. Составление теплового баланса по данным суточной ведомости 15.65 KB
  Наблюдение за работой котла по показаниям эксплуатационных КИП. Составление теплового баланса по данным суточной ведомости Во время работы водогрейного котла необходимо: поддерживать нормальное давление воды до и после котла не допуская его выше или ниже разрешенног
19753. Организация эксплуатации внутренних систем. Техническое освидетельствование трубопроводов и сосудов, работающих под давлением 16.83 KB
  Организация эксплуатации внутренних систем. Техническое освидетельствование трубопроводов и сосудов работающих под давлением Техническое освидетельствование сосуда работающего под давлением проводится: до пуска в работу первичное; после монтажа периодически...
19754. Организация эксплуатации тепловых сетей. Категорийность трубопроводов 16.24 KB
  Организация эксплуатации тепловых сетей. Категорийность трубопроводов На каждом предприятии должно быть организовано круглосуточное управление режимами работы теплопотребляющих установок и тепловых сетей задачами которого являются: ведение заданных режимов ра...