3613
CASE-средства: этапы становление, современное состояния
Контрольная
Информатика, кибернетика и программирование
CASE-средства: этапы становление, современное состояния Техническими предпосылками CASE-технологий являются средства машинной графики, большие объемы используемой памяти ЭВМ, высокая производительность и т.п. В настоящее время можно выделить три пок...
Русский
2012-11-04
93.5 KB
111 чел.
CASE-средства: этапы становление, современное состояния
Техническими предпосылками CASE-технологий являются средства машинной графики, большие объемы используемой памяти ЭВМ, высокая производительность и т.п.
В настоящее время можно выделить три поколения CASE-средств, представленных на рисунке.
Рис. 1
Первое поколение характеризуется наличием разобщенных средств, повышаюших производительность труда и улучшающих качество проектирования а отдельных этапах или операциях разработки ИС. Создание подобных средств в основном было ориентировано на уменьшение ошибок исполняемого кода программ и повышение надежности программного обеспечения, т.к. при создании больших программных комплексов почти невозможно избежать ошибок, большая часть которых (60-70%) появляется на этапах анализа требований и создания структурной модели проекта, остальные на этапе кодирования. К CASE-средствами первого поколения относятся такие методологии проектирования различного вида программного обеспечения, как:
CASE-средства первого поколения были направлены на облегчение труда разработчиков и предоставления отдельных инструментов для уменьшения ошибок при реализации наиболее рутинных частей информационных технологий. Эти средства используются в комплексе с традиционными средствами анализа и синтеза ИС.
Второе поколение CASE-средств характеризуется созданием интегрированной среды комплексной автоматизации процесса проектирование ИС. CASE-средства второго поколения это объединенные единой методологией проектирования инструменты создания исходного кода программного обеспечения, имеющее общее программное, лингвистическое, математическое, информационное и организационное обеспечение. CASE-средства второго поколения часто охватывают не только традиционные вопросы проектирования и разработки, но и операции по анализу готового программного обеспечения с целью устранения ошибок и оптимизации характеристик его функционирования . Проектировщик сосредотачивается в основном на разработке архитектуры системы, чем на создании кода. Вместе с тем, существует определенная граница между процессом проектирования и эксплуатацией системы. Пользователь обычно не вмешивается на прямую в процесс проектирования, а пользуется его продуктом. При возникновении необходимости доработки системы требуется вмешательство разработчика.
В настоящее время можно выделить следующие основные направления развития CASE-средства второго поколения: объектно-ориентированные и объектно-реляционные базы данных, инструменты визуальной и компонентной разработки; интерфейсы СУБД с WWW; средства разработки в архитектуре «Клиент-сервер»; средства анализа и проектирования баз данных.
Третье поколение CASE-средств характеризуется созданием интегрированной среды автоматизированного проектирования ИС в виде «общей системы». «Общая система» - это стандартная интерпретированная информационная система, выбранная в качестве представителя класса систем, изоморфных (эквивалентных) относительно некоторого класса информационных технологий. В представителей выбираются обычно наиболее общие или наиболее подверженные влиянию внешней среды элементы ИТ или технологии в целом. Модули, реализующие данные технологии, представлены в САПР в виде абстракций. Предпосылкой построения таких CASE-средств является выделение выделение классов информационных систем, базирующихся на определенных типах отношений. Этот критерий дает следующую классификацию систем: класс задается определенным типом отношения (ИТ), а тип элементов, а тип элементов, на которых определены эти отношения не фиксируется. Таким образом, состав CASE-средств третьего поколения определяется:
Процесс проектирования заключается в преобразовании общей системы (путем задания спецификаций) в конкретную ИС. Пользователь практически работает со специфицированной общей системой, которая заключает в себе все возможности модификации и расширения. Это создает предпосылки для самостоятельного проектирования и сопровождения ИС непосредственно пользователем системы. Процесс проектирования в этом случае не отличается от процесса корректировки существующей системы. CASE-средства третьего поколения могут быть как общими для всех ИС, так и специализированными для определенного класса задач.
Очевидно, что чем выше уровень абстракции, тем меньше класс информационных систем, изоморфных некоторой общей системе. CASE-средства третьего поколения могут включать в себя модули различного уровня абстракции.
Современные CASE-средства прочно входят в практику программной инженерии. При этом они используются не только для производства программных систем, но и как инструмент решения исследовательских и проектных задач на начальных этапах разработки, таких, как анализ предметной области, разработка проектных спецификаций, подготовка проектной документации, планирование и контроль разработок, моделирование функционирования приложений и т.п.
Современное комплексное CASE-средство должно удовлетворять следующим требованиям:
В настоящее время наиболее интенсивное развитие получили два следующих главных направления применения CASE-средств проектирования ИС.
Следует отметить, что такое разнообразие является условным, поскольку при разработке проекта конкретной ИС могут использоваться как BPR-направления, так и CASE-средства системного анализа, проектирования и моделирования.
Для моделирования бизнес-процессов обычно используются методология SADT, поддерживаемая системами BPWin и Design/IDEF. Однако SADT модели, как правило, позволяют исследовать статические характеристики и свойства объектов и бизнес-процессов предметной области. Для исследования динамических характеристик процессов используются такие системы динамического моделирования, как Design/CPN, INCOME Mobile, Designer/2000 и др. В частности, система Design/CPN базируется на аппарате расширенных сетей Петри и ее использование в совокупности с системой Design/IDEF образует единую методологию проектирования (перепроектирования) систем.
Рассмотренные выше CASE-средства используют структурную методологию разработки программных систем. С начала 90-х годов на рынке ИТ стали появляться CASE-средства, использующие современную объектно-ориентированную методологию анализа, проектирования (т.н. ОО CASE-средства) Наиболее известными ОО CASE-средствами являются:
Сравнительный анализ CASE-средств показывает, что наиболее приближенным к «идеальному» средств, удовлетворяющему сформулированным выше условиям, является семейство продуктов Rational Rose фирмы Rational Software Corp. В данной фирме используется неформальный подход к разработке продуктов, названный «управляемая итеративная разработка». Суть данного подхода заключается в том, на основе т.н. «итеративного побудительного мотива», в качестве которого могут, например, выступать такие факторы, как максимально скорое достижение результата или откладывание в сторону дорогостоящих задач, быстро создается первый вариант проекта, который в дальнейшем развивается по мере необходимости. В соответствии с предлагаемой методикой после завершения анализа требований, следует сконцентрироваться на критических частях проекта, наиболее рискованных с точки зрения успешного завершения проекта. Далее разрабатывается прототип системы и по результатам прототипирования разрабатывается проект, а в это время выбирается очередная область риска и строиться ее прототип и т.д. Такой подход является разновидностью минимаксной стратегии и гарантирует минимум потерь в виде затрат на проекты, которые не могут быть успешно завершены.
По функциональному назначению существующие CASE-средства можно разделить на шесть типов (рис 2).
Рис. 2.
Существуют и другие подходы к построению классификации.
Прежде чем привести их, введем некоторые определения и пояснения.
CASE-технология в рамках методологии включает в себя методы, с помощью которых на основе графической нотации строятся диаграммы, поддерживаемые инструментальной средой.
Методология определяет шаги и этапность реализации проекта, а также правила использования методов, с помощью которых разрабатывается проект.
Метод это процедура или техника генерации описаний компонентов ЭИС (например, проектирование потоков и структур данных).
Нотация отображение структуры системы, элементов данных, этапов обработки с помощью специальных графических символов диаграмм, а также описание проекта системы на формальных и естественных языках.
Исходя из того, что инструментальные средства CASE это специальные программы, которые поддерживают одну или несколько методологий анализа и проектирования, архитектуру CASE-средства следующим образом (рис.3).
Рис. 3.
Репозиторий (словарь данных) ядро системы, представляет собой специализированную базу данных, предназначенную для отображения состояния проектируемой ИС в каждый момент времени. Объекты всех диаграмм синхронизированны на основе общей информации словаря данных.
Репозиторий содержит информацию об объектах проектируемой ИС и взаимосвязях между ними, все подсистемы обмениваются данными с ним. В репозитории хранятся описания следующих объектов:
Графические средства моделирования ПО позволяют разработчикам АИС в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. Все модификации диаграмм, выполняемых разработчиками в интерактивном режиме, вводятся в словарь данных, контролируются с общесистемной точки зрения и могут использоваться для дальнейшей генерации действующих функциональных приложений. В любой момент времени диаграммы могут быть распечатаны для включения в документацию проекта.
Графический редактор диаграмм предназначен для отображения в графическом виде в заданной нотации проектируемой ИС. Он позволяет выполнить следующие операции:
Верификатор диаграмм служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования ИС и выполняет следующие функции:
Документатор проекта позволяет получать информацию о состоянии проекта в виде различных отчетов. Отчеты могут строиться по нескольким признакам, например, по времени, автору, элементам диаграмм, диаграмме или проекту в целом.
Администратор проекта представляет собой инструменты, необходимые для выполнения следующих необходимых функций:
Сервис представляет собой набор системных утилит по обслуживанию репозитория. Данные утилиты выполняют функции архивации данных и создания нового репозитория.
Кроме указанного признака (по функциональному назначению) выделяют следующие классификационные признаки CASE-средств:
1) по поддерживаемым методологиям проектирования;
По поддерживаемым методологиям проектирования выделяют: функционально (структурно)-ориентированные, объектно-ориентированные и комплексно-ориентированные (набор методологий проектирования).
По поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм выделяют CASE-средства с фиксированной нотацией, с отдельными нотациями и наиболее распространенными нотациями.
По степени интегрированности выделяют tools (отдельные локальные средства); toolkit (набор интегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ИС); workbench (полностью интегрированные средства, связанные общей базой проектных данных - с репозиторием).
По типу и архитектуре вычислительной техники: ориентированные на ПЭВМ; ориентированные на локальную вычислительную сеть, ориентированные на глобальную вычислительную сеть и смешенного типа.
По режиму коллективной разработки проекта: не поддерживающие коллективную разработку, ориентированные на режим реального времени разработки проекта, ориентированные на режим объединения подпроектов.
По типу операционной системы: работающие под управлением WINDOWS, UNIX, OS/2
Характеристики ряда известных CASE-средств, используемых для разработки бизнес-приложений ИС.
CASE-инструменты фирмы Cayenne Software (VantageTeam, ObjectTeam, Teamwork) предназначены для разработки и кодогенерации программного обеспечения на языках, 4GL, 3GL, SQL, С++ и др. Используют СУБД INFORMIX, ORACLE, INGRES. Данные CASE-средства предоставляют возможности сопровождения проекта в виде соответствующей БД информационной модели, а также автоматической генерации технической документации.
Система VantageTeam обеспечивает поддержку для структурного анализа предметных областей и проектирования, упрощает разработку прикладного программного обеспечения путем использования графической среды моделирования.
Система ObjectTeam основана на объектно-ориентированной методологии. Предназначены для разработки расширяемых приложений в архитектуре «Клиент-Сервер» и обеспечивает кодогенерацию на языках C++, Java, CORBA, VisualBasic, Ada, Smalltalk, PowerBuilder.
Система Teamwork предназначена для разработки сложных приложений систем управления производством и систем реального масштаба времени. Обеспечивает кодогенерацию на языках C++, Ada, SQL.
CASE-средства семейства GRINDERY Grabber предназначены для проектирования логических моделей данных, генерации программного кода масштабируемых приложений и реинженеринга. Кодогенерация производится на языках INFORMIX-4GL, INFORMIX-NewEra. Для разработки интерфейсов пользователей (экранных форм, окон доступа к таблицам БД) используются настройки атрибутов пользователей на конкретные структуры данных. Системы семейства GRINDERY Grabber обеспечивают: графический интерфейс для определение атрибутов пользователей; средства модификации структур БД; средства разработки и генерации однотипных триггеров и хранимых процедур; интеграцию с известными средствами разработки INFORMIX-4GL, INFORMIX-NewEra; коллективную разработку проектов; генерацию проектной документации и средства реинженеринга.
Инструментальное средство SuperNova базируется на методах объектно-ориентированного программирования и позволяет автоматизировать разработку распределенных преиложений для трехзвездной архитектуры «Клиент-Сервер». Данная система поддерживает приложения СУБД INFORMIX, ORACLE, INGRES, ADABAS.
Критерии выбора CASE-средства
Стратегия выбора CASE-средства для конкретного применения зависит как от целей и потребностей самого проекта, так и от квалификации вовлеченных в процесс проектирования специалистов. В большинстве случаев одно средство не может обеспечить все потребности проекта. Разработчики, как правило, применяют набор средств. Например, одно средство наилучшим образом подходит для анализа, а другое для проектирования систем. В общем случае при выборе CASE- системы необходимо ориентироваться на следующие критерии.
1. Поддержка полного жизненного цикла ИС с обеспечением ее эволюционности.
2. Наличие репозитория (базы проектных данных, архива или словаря). СУБД и словари данных обеспечивают высокую степень интеграции данных и предоставляют широкие возможности для централизованного сбора, хранения и распределения проектной информации между различными этапами проекта и выполненными операциями.
3. Независимость от программно-аппаратной платформы и СУБД. Процесс проектирования предшествует этапу выбора средств реализации ИС.
4. Интерфейсы с другими CASE-системами. В процессе проектирования ИС могут использоваться различные методологии, поэтому важно, чтобы используемые CASE-системы предоставляли возможность для эффективного использования набора методов. При этом должна быть обеспечена терминологическая совместимость различных методологий.
5. Возможность экспорта/импорта. Спецификации, полученные на этапах анализа, проектирования, кодирования для одной ИС, могут быть полезны для проектирования другой системы. Повторное проектирование и кодирование могут быть обеспечены за счет экспорта/импорта спецификаций в различные CASE-системы.
6. Многопользовательский режим. Развитые CASE-системы должны обладать возможностями разделения полномочий персонала разработчиков и объединения отдельных работ в общий проект.
7. Открытая архитектура. Открытая к доступу проектировщиков информация об используемых форматах файлов и интерфейсах должна позволять безболезненно переходить от одной CASE-системы к другой.
8. Расширение новыми методологиями. Как и любое программное средство, CASE-система должна обладать возможностью совершенствоваться с учетом появления новых требований или новых предметных областей.
9. Наличие графических средств поддержки методологий проектирования. Большинство CASE-систем базируется на графическом отображении методологий. Графические элементы структурных диаграмм и объекты словаря должны позволять декомпозировать различные компоненты проекта и детализировать изображения с той степенью, с какой это необходимо для понимания проектных решений.
10. обеспечение качества проектной документации. Этот критерий относится к возможностям CASE-системы анализировать и проверять описания и документацию на полноту и непротиворечивость, а также на соответствие принятым в данной методологии стандартам и правилам. В результате анализа должна формироваться информация, указывающая на имеющиеся противоречия или неполноту проектной документации, находящейся в архиве или словаре.
11.Автоматическая генерация отчетов о проектных решениях. Решения (спецификации), созданные в процессе проектирования, служат источником документирования системы. Часто возникает потребность получения твердой копии спецификаций в графической или текстовой форме.
12 Генерация кодов программ. CASE-системы с жеской ориентацией на конкрктные СУБД должны обеспечивать возможность генерации программ в среде этих СУБД.
13. Планирование и управление проектом. Использование CASE-систем не исключает потребности в эффективном управлении проектом. Многие развитые CASE-системы имеют в своем составе средства планирования и управления проектом. Спецификации, которые используются этими средствами, представляют собой опорный точки управления, позволяющие, в частности, определить сроки разработки.
CASE
1 поколение
CASE
2 поколение
CASE
3 поколение
ASE - средства
Языки четвертого поколения (4GL)
Прототайперы
Диаграмеры
Средства моделирования характеристик проекта
Язык предметной области
Метаданные
Типовые модули
Методология модульности, типизации, клонирования
4GL
Интегрированный CASE
4GL
Интегрированный CASE
Методология, средства стратегического планирования
4GL
Интегрированный CASE
Методология
Средства реинжинеринга
4GL
Интегрированный CASE
Проектирование СУБД
Средства анализа и проектирования
Средства проекти-рования баз данных
Средства прог-раммирования
Средства сопровожде-ния и реинженеринга
Средства поддержки
окружения
Средства управления процессами
Документатор проекта
Сервис
Графический редактор диаграмм
Репозиторий
(словарь данных)
Администратор проекта
Верификатор диаграмм
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
57390. | Сонечко за всіма ходить. А. М’ястківський «Сонечко». Конспект уроку з читання | 59.5 KB | |
Мета. Вчити учнів виразно читати, удосконалювати навички читання та звуко-буквеного аналізу слів; вчити ставити питання до тексту; розвивати бажання читати, вміння працювати з тематичним словничком, збагачувати словниковий запас, виховувати любов до природи. | |||
57391. | «Лукоморье - сказочная страна». А. С. Пушкин «У Лукоморья дуб зелёный...» | 41 KB | |
Показать красоту пушкинской поэзии пушкинского слова; Формировать первоначальное представление об изменении русского языка во времени; Воспитывать любовь к родному слову развивать оценочное отношение к речи... | |||
57392. | «Однажды в Древнем Риме…» Урок-проблема с элементами театрализованного представления | 65.5 KB | |
Цель урока: Создать у обучающихся образное представление об особенностях цивилизации Древнего Рима через ролевые мини-сюжеты для более полного погружения в историческую эпоху, более глубокого понимания и осмысления жизнедеятельности римлян. | |||
57396. | Геологическое строение и полезные ископаемые Вологодской области | 222 KB | |
Цель: завершение работы по формированию знания и выработке умения определять взаимосвязи геологического строения и полезных ископаемых на примере Вологодской области. | |||