Стандарты ISO, SW-CMM. CASE-технологии. CASE-технология

Расшифровка аббревиатуры CASE: Computer Aided Software Engineering, что можно перевести на русский, примерно, как разработка программного обеспечения с помощью компьютера .

В соответствии с ГОСТ 19781-90 Программное обеспечение (ПО) – совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для их эксплуатации.

Очевидно, что программное обеспечение бывает разное. В частности, оно может быть прикладным и системным.

Когда речь идет о ПО, то его можно подразделить на простое и сложное. Чтобы не спорить о терминах, договоримся о следующем: простым будем называть ПО, которое задумывается, разрабатывается, сопровождается и используется одним и тем же человеком. Ну, а сложное программное обеспечение разрабатывается коллективом разработчиков. В литературе сейчас уже практически общепризнано, что применение CASE-средств оправдано (целесообразно) именно при разработке сложного ПО, когда в одной и той же работе задействованы несколько человек, и когда ставится задача повысить производительность труда, улучшить качество программных продуктов, поддержать унифицированный и согласованный стиль работы и т. д., и т. п.

Для того чтобы упростить процесс разработки программного обеспечения информационных систем, в 70-х и 80-х годах была создана и достаточно широко применялась структурная методология , предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания ИС и принимаемых технических решений. Методология эта 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 информационных систем 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:

Ø неадекватная спецификация требований;

Ø неспособность обнаруживать ошибки в проектных решениях;

Ø низкое качество документации, снижающее эксплуатационные качества;

Ø затяжной цикл и неудовлетворительные результаты тестирования.

Еще одна проблема разработки заключалась в следующем: разработчики информационных систем 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").

Термин CASE используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначально значение термина CASE было ограничено вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения (ПО), но в настоящее время оно приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных информационных систем в целом.

Теперь под термином CASE-средствапонимаются 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:

Ø подготовка аналитиков и программистов, восприимчивых к концепциям модульного и структурного программирования;

Ø широкое внедрение и постоянный рост производительности компьютеров, позволившие использовать эффективные графические средства и автоматизировать большинство этапов проектирования;

Ø 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.

CASE-системы появились во второй половине 80-х годов на рынке и стали быстро завоевывать популярность. Основные положения этих методологии можно сформулировать следующим образом:

1. Основополагающей концепцией является построение логической (не физической) модели системы при помощи графических методов, которые дали бы возможность пользователям, аналитикам и проектировщикам получить ясную и общую картину системы, уяснить, как сочетаются между собой компоненты системы и как будут удовлетворены потребности пользователя.

2. Эта методология предполагает построение системы сверху вниз за счет последовательной детализации: вначале получают диаграмму потоков данных всей системы, далее разрабатывают детализированные диаграммы потоков данных, затем определяют детали структур данных и логики процессов, вслед за этим переходят к проектированию модульной структуры и т.д.

3. Анализ производится сверху вниз, проектирование производится сверху вниз, разработка производится сверху вниз и тестирование производится сверху вниз.

4. Хорошая разработка включает итерацию, то есть следует быть готовыми уточнить логическую модель и физический проект с учетом информации, получаемой при использовании первой версии модели или проекта.

В современных CASE-пакетах используются практически все известные методологии проектирования (свыше 90 методов, при этом наибольшее распространение получили методологии SADT, структурного системного анализа, структурного системного анализа Гейна-Сарсона, структурного проектирования Йордана, методологии моделирования данных, структурного анализа Де Марко). Существуют CASE-пакеты, не поддерживающие ни одной методологии (строго ориентированные средства управления проектом), а также средства, независимые от методологий (способные к адаптации к любым методам).

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.

CASE-технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанную комплексом взаимоувязываемых средств автоматизации.

CASE - это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов, который позволяет описывать бизнесс-процессы на компьютере, используя полученные схемы при разработке или настройке системы.

САSЕ -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.

Инструментальные средства САSЕ- специальные программы, которые поддерживают одну или несколько методологий анализа и проектирования ИС.

Преимущества САЗЕ-технологии по сравнению с традиционной технологией оригинального проектирования сводятся к следующему:

Улучшение качества разрабатываемого программного приложения за счет средств автоматического контроля и генерации;

Возможность повторного использования компонентов разработки;

Поддержание адаптивности и сопровождения ЭИО

Снижение времени создания системы, что позволяет на ранних стадиях проектирования получить прототип будущей системы и оценить его;

Освобождение разработчиков от рутинной работы по документированию проекта, так как при этом используется встроенный документатор;

Возможность коллективной разработки ЭИС в режиме реального времени.

Существует несколько принципов САSЕ - технологии. Рассмотрим основные из них:

1. Принцип всесторонней компьютерной поддержки проектирования. САSЕ -технология - это разновидность САПР в области создания информационных систем.

2. Принцип модельного подхода - это может быть методология функционально ориентированного подхода или методология объектно - ориентированного подхода.

3. Иерархическое представление модели предметной области. Существуют плоские модели, предусматривающие представление всей модели в виде единого листа. Но когда встречаются сложные системы, то возникают определенные трудности. Преодолеть эти трудности позволяют иерархические модели, в которых предусмотрена иерархическая последовательность детализации (декомпозиции)описания системы. Эти модели соответствуют принципу проектирования «сверху вниз», от общего к частному.

4. Наглядность представления модели, т. е. наличие визуальных средств проектирования. Это связано с тем, что процесс построения модели информационной системы так и не удается формализовать до конца и в этом процессе должен принимать участие человек. Графические средства обозначения и правила, предназначенные для описания структуры системы, этапов обработки информации представляют собой нотации САSЕ -технологии. Нотации включают графы, диаграммы, таблицы, формальные и естественные языки. Их использование является существенной особенностью САSЕ -технологии. Поэтому САSЕ -технология предусматривает четырехуровневую парадигму проектирования, в которой важное место отводится нотациям: Методология – Метод - Нотации-Средства.

5. Декомпозиция не только модели предметной области, но и самого процесса проектирования на стадии и этапы. Обычно выделяют следующие стадии проектирования: анализ, собственно проектирование, программирование (реализация), внедрение. САSЕ -технология может быть распространена на все стадии жизненного цикла информационной системы.

6. Перенесение трудоемкости разработки в большей степени на анализ и проектирование. Известно, что ошибки на последующих стадиях труднее исправить, причем трудности возрастают на порядок. Поэтому САSЕ -технологии проектирования предусматривают особенно тщательную проработку стадии анализа и проектирования.

7. Отделение, независимость стадий проектирования от средств реализации, от программирования. Соблюдение этого принципа позволяет переносить проектные решения с одной программно-технической платформы на другую, т. е. осуществлять миграцию ИС.

8. Возможность как прямого, так и обратного проектирования (формирование моделей и спецификаций на основе анализа программных кодов и схем баз данных).

9. Использование репозитория - хранилища проектных данных,представляющего собой центральный компонент САSЕ -средства.

Эффективность применения САSЕ -технологии проектирования ИС проявляется в улучшении качества создаваемого проекта, сокращении стоимостных и временных затрат на всех стадиях жизненного цикла ИС.

Рассмотрим факторы эффективности СЛ5-технологии.

1. Как отмечалось, САSЕ -технология создает возможность для реинжиниринга бизнеса и предусматривает перенос центра тяжести трудоемкости создания системы на предпроектную и проектную стадии. Тщательная проработка этих стадий в интерактивном режиме с компьютерной поддержкой уменьшает число возможных ошибок проектирования, исправлять которые на последующих стадиях затруднительно.

2. Доступная для понимания пользователей-непрограммистов графическая форма представления модели позволяет следовать принципу пользовательского проектирования, предусматривающему участие пользователей в создании системы. САSЕ -модель способствует взаимопониманию между всеми участниками создания системы (заказчиками, пользователями, проектировщиками, программистами).

3. Наличие формализованной модели системы создает возможность для многовариантного анализа с прототипированием и ориентировочной оценкой эффективности вариантов. САSЕ -модели позволяют осуществлять функционально-стоимостной анализдля выявления и исследования стоимости выполнения той или иной функции. Анализ прототипа системы позволяет скорректировать будущую систему до того, как она будет реализована в окончательном виде. Этот подход ускоряет и удешевляет создание системы.

4. САSЕ -технология позволяет использовать концепцию сборочного проектирования, основанную на повторном использовании типовых проектных решений (компонентов) системы. Сборка прикладной программы из готовых компонентов позволяет значительно сократить стоимость и время разработки ИС.

5. Закрепление и формализованном виде требований к системе избавляет проектировщиков от необходимости многочисленных корректировок в соответствии с новыми требованиями пользователей.

6. Отделение проектирования системы от программирования создает устойчивость проектных решений для реализации на разных программно-технических платформах.

7. Наличие формализованной модели реализации системы и соответствующих средств автоматизации позволяет осуществить автоматическую кодогенерацию программного обеспечения системы и создать рациональную структуру базы данных.

8. На стадии эксплуатации системы появляется возможность внесения изменений на уровне модели, не обращаясь к текстам программ, силами специалистов отдела автоматизации фирмы, т. е. осуществить модификацию проекта.

9. Модель системы может использоваться не только как основа, но и в целях автоматизированного обучения персонала с использованием диаграмм.

10. На основе модели действующей системы может выполняться бизнес-анализ для поддержки управленческих решений и бизнес-реинжиниринг при изменении направления деятельности фирмы.

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.

Наибольшая потребность в использовании САSЕ -систем испытывается на начальных этапах разработки, а именно на этапах анализа и спецификации требований к ЭИС.

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.

Большинство CASE-средств основано на парадигме методология/метод/нотация/средство . Методология определяет руководящие указания для оценки и выбора проекта разрабатываемого ПО, шаги работы и их последовательность, а также правила распределения и назначения методов.

Метод - это систематическая процедура или техника генерации описаний компонент ПО (например, проектирование потоков и структур данных).

Нотации предназначены для описания структуры системы, элементов данных, этапов обработки и включает графы, диаграммы, таблицы, блок-схемы, формальные и естественные языки.

Средства - инструментарий для поддержки и усиления методов. Эти инструменты поддерживают работу пользователей при создании и редактировании графического проекта в интерактивном режиме, они способствуют организации проекта в виде иерархии уровней абстракции, выполняют проверки соответствия компонент.

Многие организации-разработчики программного обеспечения информационных систем (ПО ИС), пытаясь внести усовершенствования в процесс разработки, обращаются к CASE-технологии. 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. 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.

Ключом к успешному внедрению CASE-средств является готовность организации, которая включает следующие аспекты:

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.

Спешное 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. повышение внимания к планированию деятельности, связанной с информационной технологией;

улучшение коммуникации между пользователями и разработчиками.

Современная технология освоения и внедрения CASE-средств базируется в основном на стандартах-рекомендациях IEEE (IEEE Std 1348-1995. IEEE Recommended Practice for the Adoption of CASE Tools и IEEE Std 1209-1992. IEEE Recommended Practice for the Evaluation and Selection of CASE Tools).

Процесс внедрения CASE-средств состоит из следующих этапов:

· определение потребностей в CASE-средствах;

· оценка и выбор CASE-средств;

· выполнение пилотного проекта;

· практическое внедрение CASE-средств.

Среди конкретных статей затрат на внедрение можно выделить следующие:

· специалисты по планированию внедрения CASE-средств;

· выбор и установка;

· учет специфических требований персонала;

· приобретение CASE-средств и обучение;

· настройка;

· подготовка документации, стандартов и процедур использования средств;

· интеграция с другими средствами и существующими данными;

· освоение средств разработчиками;

· технические средства;

· обновление версий.

Рассмотрим архитектуру САSЕ –средства/

Ядром системы является база данных проекта - репозиторий (словарь данных). Он представляет собой специализированную базу данных, предназначенную для отображения состояния проектируемой ЭИС в каждый момент времени. Объекты всех диаграмм синхронизированы на основе общей информации словаря данных.

Репозиторий содержит информацию об объектах проектируемой ЭИС и взаимосвязях между ними, все подсистемы обмениваются данными с ним. В репозиторий хранятся описания следующих объектов:

Проектировщиков и их прав доступа к различным компонентам системы;

Организационных структур;

Диаграмм;

Компонентов диаграмм;

Связей между диаграммами;

Структур данных;

Программных модулей;

Процедур;

Библиотеки модулей и т.д.

Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам автоматизированных ИС в наглядном виде изучать существующую информационную систему, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. Все модификации диаграмм, выполняемых разработчиками в интерактивном (диалоговом) 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 техническую документацию проекта.

Графический редактор диаграмм предназначен для отображения в графическом виде в заданной нотации проектируемой ЭИС. Он позволяет выполнять следующие операции:

Создавать элементы диаграмм и взаимосвязи между ними;

Задавать описания элементов диаграмм;

Задавать описания связей между элементами диаграмм;

Редактировать элементы диаграмм, их взаимосвязи и описания.

Верификатор диаграмм служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования ЭИС. Он выполняет следующие функции:

Мониторинг правильности построения диаграмм;

Диагностику и выдачу сообщений об ошибках;

Выделение на диаграмме ошибочных элементов.

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 административных функций:

Инициализации проекта;

Задания начальных параметров проекта;

Назначения и изменения прав доступа к элементам проекта;

Мониторинга выполнения проекта.

Сервис представляв собой набор системных утилит по обслуживанию репозитория. Данные утилиты выполняют функции архивации данных, восстановления данных и создания нового репозитория.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.

На протяжении всей истории программирования программные проекты все более и более усложнялись, объем работ стремительно увеличивался (особенно это проявилось в бизнес-приложениях), возникла потребность в таком универсальном средстве, которое могло бы помочь как-то структурировать, упорядочить и даже автоматизировать создание ПО . Проблема была глубже - необходимо было как-то объединить заказчиков, разработчиков, программистов, пользователей - причем в условиях постоянно меняющейся ситуации. А для того, чтобы о чем-то договориться, нужен какой-то общий язык. Традиционные языки программирования в силу малой наглядности, избыточности и многословия для этой роли не подходили, и, в конце концов, стали предприниматься попытки создания четкого графического языка. Реализации графических языков и методологии их использования способствовали появлению программно-технологических средств специального класса - CASE -средств . Аббревиатура CASE расшифровывается как Computer -Aided Software Engineering , т.е. разработка ПО с помощью компьютера.

Изобразим ось времени, в качестве начальной точки возьмем 1965 год. Именно тогда начался период раннего внедрения компьютеров в бизнесе. В то время применялись в основном мэйнфреймы (mainframes) - большие ЭВМ коллективного пользования.

С 1970 по 1990 год мэйнфреймы доминировали на рынке. Мэйнфрейм в то время – это, прежде всего, IBM 360/370. Все данные хранились и обрабатывались на одной очень большой ЭВМ, пользователи работали за экранами терминалов, которые могли только отображать информацию, но никакой обработки не производили. В СССР скопировали мэйнфреймы под именем ЕС ЭВМ. Были клоны IBM 360/370 в Англии, ФРГ и Японии.

В середине 1980-х годов появляется альтернатива мэйнфреймам: системы клиент- сервер ( client-server ), которые занимали ведущее положение с 1990 по 2000-е годы. В этом случае на клиентском рабочем месте уже могла осуществляться какая-то обработка данных, например, их форматирование , распаковка, простые расчеты. Основные вычисления по -прежнему выполнялись в центре (на сервере).

В середине 1990-х начинается адаптация Internet-систем, которые доминируют с середины 2000-го года. Сейчас начинают появляться новые системы, которым раньше не было аналогов; их принято называть "не ПК" (un-PC). В их число можно включить мобильные телефоны, карманные компьютеры, системы управления автомобилем (например, стоимость программного обеспечения автомобиля Ford уже превышает стоимость железа, из которого он сделан) и многое другое.

Характерно, что с развитием компьютерных технологий они становятся дешевле, а сами компьютеры – более доступными (особенно это проявилось в 1980-90-е гг.); как следствие, создается больше систем на базе каждой конкретной технологии.

Прослеживается такая закономерность : период доминирования каждой последующей технологии сокращается вдвое; одновременно все более многочисленными и масштабными становятся создаваемые системы.

Посмотрим на эволюцию подхода к проектированию систем.

Развитие методологии проектирования

С середины 1960-х до середины 1970-х годов программы преимущественно писались по принципу RYO ( Roll Your Own), т. е. каждый писал так, как хотел и как умел - не было определенных подходов к процессу разработки ПО . В середине 70-х годов прошлого столетия возникла идея структурного программирования ( SDM , Structure Design Methodology ), происходит развитие методологии программирования и технологии моделирования. В Европе главным идеологом структурного программирования считается Дейкстра, а в США – ДеМарко. Разработчики приходят к пониманию, что систему (программу) можно описывать без использования конструкций языка программирования, а на более абстрактном уровне. В этот период времени программисты (и не только) поняли, что моделирование играет немаловажную роль, а вместе с ним и правила для моделирования. К этому моменту относится и введение блок-схем ( flow charts). Для этого этапа развития технологии моделирования характерно, что центром программного продукта является процесс, а не данные (для хранения данных использовались индексные файлы и иерархические базы данных ).

В середине 1980-х годов происходит очередной прорыв: появляются реляционные базы данных , один из авторов которых - James Martin . Главной частью программного продукта становятся данные и базы данных . Теоретиками была создана реляционная алгебра , ставшая основой для построения реляционных баз данных. Отсюда и новый подход к моделированию систем - IE ( Information Engineering - методы и средства проектирования прикладных и информационных программ), в которых за основу принимаются не процессы, а структуры обрабатываемых данных.

С появлением персональных компьютеров на уровне систем клиент- сервер развивается графический интерфейс ( GUI , Graphic User Interface ). В связи с этим рождается объектно-ориентированный подход к проектированию (ОО), объединивший в одной сущности программу и данные.

Стоит отметить два вида объектно-ориентированного программирования, которые по сей день сосуществуют, хотя и велись споры о правильности каждого из них и нелогичности другого. Object Action заключается в том, что сначала выбирается объект , а потом уже реализовываются его действия, которые впоследствии будут использованы. Action Object же, наоборот, предлагает продумать необходимые действия, а затем выбрать, какой именно объект будет их реализовывать.

Главные составляющие CASE -продукта таковы:

методология (Method Diagrams) , которая задает единый графический язык и правила работы с ним. CASE-технологии обеспечивают всех участников проекта, включая заказчиков, единым, строгим, наглядным и интуитивно понятным графическим языком, позволяющим получать обозримые компоненты с простой и ясной структурой. При этом программы представляются двумерными диаграммами (которые проще в использовании, чем многостраничные описания), позволяющими заказчику участвовать в процессе разработки, а разработчикам - общаться с экспертами предметной области, разделять деятельность системных аналитиков, проектировщиков и программистов, облегчая им защиту проекта перед руководством, а также обеспечивая легкость сопровождения и внесения изменений в систему.
графические редакторы (Graphic Editors) , которые помогают рисовать диаграммы; возникли с распространением PC и GUI. Этими двумя составляющими (так называемые upper case технологии) CASE-технологии поначалу и были ограничены. Диаграммы стало легко рисовать, их появилось множество, но пользы от них было мало – проектирование было развито лишь на уровне рисования. Существовало много проблем: никто не знал все используемые в тот момент технологии (не мог писать и для мэйнфреймов, и для клиента, и для сервера); неясно было, как объединять написанное для разных платформ.
генератор : по графическому представлению модели можно сгенерировать исходный код для различных платформ (так называемая low case часть CASE-технологии ). Генерация программ позволяет автоматически построить до 85-90% объектного кода или текстов на языках высокого уровня, но только для хорошо формализуемых частей программы (прежде всего, для описания баз данных и для задания форм ввода-вывода информации). Сложная обработка, как обычно, может быть описана с помощью ручного программирования.
репозиторий , своеобразная база данных для хранения результатов работы программистов (сложилась парадоксальная ситуация: к тому моменту базами данных пользовались все, кроме программистов), происходит переход от "плоских" файлов к системе хранения информации о разработке проекта.

Лекция 11. Case-технологии и их использование Тем Case-технологии и их использование - страница №1/1

Лекция 11.CASE-технологии и их использование

Тема1. CASE-технологии и их использование

В последнее время сложилась своеобразная культура проектирования жизненного цикла компании, производства, деятельности. Естественно, в настоящих условиях такого рода проектирования производятся на базе компьютерных технологий. Примером такого рода является CASE-про ек тирование (Computer-Aided Software/System Engineering) - относительно новое направление в современных компьютерных технологиях. Эта область научного подхода к управлению бизнес-процессом настоящее время интенсивно развивается. Тем не менее, затруднительно дать точное общее определение CASE средств.

CASE - технологии это совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддерживаемая комплексом взаимосвязанных средств автоматизации.

Базой CASE-развития стали методологии "классического" системного анализа. Для программного обеспечения (ПО) основным является понятие жизненного цикла (ЖЦ), как правило, разбиваемого на этапы: анализ требований, проектирование, кодирование, тестирование и отладка, эксплуатация и сопровождение.

На разных этапах развития информационных технологий существовали различные модели жизненных циклов: каскадная (70-80годы) - переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему, поэтапная с промежуточным контролем (80-85годы) - итерационная модель разработки ПО с циклами обратной связи между этапами. Современная – спиральная (итерационная) модель ориентированна на развитие и модификацию ПО в процессе его проектирования, посредством накопления и повторного использования программных средств, моделей, прототипов. Несомненным преимуществом данной модели является и анализ риска издержек в процессе проектирования. Очевидно, что в свете изложенного первые две модели уже становятся устаревшими и бесперспективными.

Таким образом, в этом случае наиболее важными этапами ЖЦ являются первые два этапа: анализ и проектирование.

При успешном прохождении этих этапов следующие не представляют особой сложности и, наоборот, неразрешенные или неучтенные вопросы, возникающие на данных этапах, способны привести к неразрешимым проблемам, вплоть до неудачи проекта в дальнейшем.

Остановимся кратко на особенностях Анализа и Проектирования.

Анализ требований является первым этапом ЖЦ программного продукта. Этот этап должен решить ключевые для проекта вопросы -

Каковы требования, предъявляемые к системе?
Каковы средства, предоставляемые системе для решения предоставленных задач?

Эти вопросы должны определить исходную архитектуру, интерфейс продукта, ограничения, налагаемые на ресурсы.

Проектирование отвечает на вопрос "Как система будет удовлетворять предъявленным к ней требованиям?".

Результатом этого этапа должен стать проект системы, содержащий достаточно информации для реализации системы на его основе в рамках бюджета выделенных ресурсов и времени.

Бурным развитием CASE системы обязаны тому, что изначально они ориентированны на применение именно в начале жизненного цикла.

В своем развитии CASE средства прошли два основных этапа.

На первом этапе CASE - технология, предназначенная для системных аналитиков и проектировщиков, не ориентированная на поддержку полного жизненного цикла. Она включает средства поддержки графических моделей, проектирования спецификаций, словарей данных.

CASE на втором этапе - отличается более развитыми возможностями и исчерпывающим подходом к жизненному циклу. Прежде всего, необходимо указать поддержку автоматической кодогенерации на различных языках третьего и четвертого поколений, обеспечивающая построение скелета продукта, доступного к ручной корректировке и дополнению. Также обеспечивается функциональная поддержка графических требований, спецификаций проектирования, информации по управлению проектом, анализа и связывания системной информации. Обеспечиваются средства тестирования, верификации, анализа сгенерированных программ и генерации документов по проекту.

При использовании CASE систем изменяется распределение трудозатрат по фазам ЖЦ (ниже приведена таблица сравнения трудозатрат)

Таблица 1.

Итак, при разработке с использованием CASE-систем основной объем работы распределен на начальные этапы ЖЦ, на которых важен творческий фактор. Использование CASE сводит к минимуму рутинную работу на этапе кодирования и значительно уменьшает время тестирования продукта - "Фактически CASE представляют собой новый тип графически ориентированных инструментов, восходящих к системе поддержки ЖЦ ПО" .

Тенденции развития современных информационных технологий

Тенденции развития современных информационных технологий приводят к постоянному возрастанию сложности информационных систем (ИС). 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.

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.

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-средства. Общая характеристика и классификация

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ПО.

Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы визуального представления информации. Это предполагает построение структурных или иных диаграмм в реальном масштабе времени, использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями.

Понятие CASE - средств

Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями:

мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие возможности;
интеграция отдельных компонент CASE-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС;
использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория).

Интегрированное CASE-средство (или комплекс средств, поддерживающих полный ЖЦ ПО) содержит следующие компоненты;

репозиторий, являющийся основой CASE-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;
графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование иерархически связанных диаграмм (DFD, ERD и др.), образующих модели ИС;
средства разработки приложений, включая языки 4GL и генераторы кодов;
средства конфигурационного управления;
средства документирования;
средства тестирования;
средства управления проектом;
средства реинжиниринга.

Общая характеристика и классификация. Характеристика CASE - средств

Все современные CASE-средства могут быть классифицированы в основном по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы ЖЦ. Классификация по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства, решающие небольшие автономные задачи (tools), набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла ИС (toolkit) и полностью интегрированные средства, поддерживающие весь ЖЦ ИС и связанные общим репозиторием. Помимо этого, CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:

применяемым методологиям и моделям систем и БД;
степени интегрированности с СУБД;
доступным платформам.

Классификация по типам в основном совпадает с компонентным составом CASE-средств и включает следующие основные типы:

средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), BPwin (Logic Works));
средства анализа и проектирования (Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Cayenne), Designer/2000 (ORACLE), Silverrun (CSA), PRO-IV (McDonnell Douglas), CASE.Аналитик (МакроПроджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;
средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. К ним относятся ERwin (Logic Works), S-Designor (SDP) и DataBase Designer (ORACLE). Средства проектирования баз данных имеются также в составе CASE-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и PRO-IV;
средства разработки приложений. К ним относятся средства 4GL (Uniface (Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (ORACLE), New Era (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi (Borland) и др.) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, PRO-IV и частично - в Silverrun;
средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, PRO-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные CASE-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке С++ (Rational Rose (Rational Software), Object Team (Cayenne)).

Вспомогательные типы включают:

средства планирования и управления проектом (SE Companion, Microsoft Project и др.);
средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));
средства тестирования (Quality Works (Segue Software));
средства документирования (SoDA (Rational Software)).

Технология внедрения CASE-средств

Приведенная в данном разделе технология базируется в основном на стандартах IEEE (IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers - Институт инженеров по электротехнике и электронике). Термин "внедрение" используется в широком смысле и включает все действия от оценки первоначальных потребностей до полномасштабного использования CASE-средств в различных подразделениях организации-пользователя. Процесс внедрения CASE-средств состоит из следующих этапов :

Анализ возможностей организации

Первым действием данного этапа является анализ возможностей организации в отношении ее технологической базы, персонала и используемого ПО. Такой анализ может быть формальным или неформальным.

Формальные подходы определяются моделью оценки зрелости технологических процессов организации CMM (Capability Maturity Model), разработанной SEI (Software Engineering Institute), а также стандартами ISO 9001: 1994, ISO 9003-3: 1991 и ISO 9004-2:1991. В центре внимания этих подходов находится анализ различных аспектов происходящих в организации процессов.

Для получения информации относительно положения и потребностей организации могут использоваться неформальные оценки и анкетирование. Список простых вопросов, которые могут помочь в неформальной оценке текущей практики использования ПО, технологии и персонала, приведен ниже.

Ответы на данные вопросы могут определить те области, где автоматизация может принести эффект. В противном случае может оказаться, что совершенствование процесса разработки и сопровождения ПО, программ обучения и других функций более предпочтительно, чем приобретение новых средств. Некоторые из этих усовершенствований могут оказаться необходимыми для получения максимальной выгоды от внедрения любых средств.

Данные вопросы являются, по существу, руководством по сбору информации, необходимой для определения степени готовности организации к внедрению CASE-технологии.

Общие вопросы

используемая модель ЖЦ (каскадная или спиральная);
используемые методы (структурные, объектно-ориентированные). Степень адаптации метода к потребностям организации; квалификация сотрудников;
наличие документированных стандартов (формальных или неформальных) по анализу требований, спецификациям и проектированию, кодированию и тестированию;
количественные метрики, используемые в процессе разработки ПО, их использование;
виды документации, выпускаемой в процессе ЖЦ ПО;
наличие группы поддержки средств проектирования.

Проекты, ведущиеся в организации

средняя продолжительность проекта в человеко-месяцах;
среднее количество специалистов, участвующих в проектах различных категорий (небольших, средних и крупных);
средний размер проектов различных категорий в терминах кодовых метрик (например, в строках исходных кодов), способ измерения.

Технологическая база

Технологическая база организации включает не только технические средства, используемые при разработке ПО, но также языки, средства, методы и среду функционирования ПО. Эта база очень существенно влияет на выбор подходящих CASE-средств. Вопросы, касающиеся технологии, включают следующие:

доступные вычислительные ресурсы, платформа разработки;
уровень доступности ресурсов, узкие места, среднее время ожидания ресурсов;
ПО, используемое в организации, и его характер (готовые программные продукты, собственные разработки);
степень интеграции используемых программных продуктов, механизмы интеграции (существующие и планируемые);
тип и уровень сетевых возможностей, доступных группе разработчиков;
используемые языки программирования;
средний процент вновь разрабатываемых, повторно используемых и реально эксплуатируемых приложений.

Персонал

Главной целью оценки персонала является определение его отношения к возможным изменениям (позитивного, нейтрального или негативного). Вопросы, касающиеся оценки персонала, включают следующие:

реакция сотрудников организации (как отдельных людей, так и коллективов) на внедрение новой технологии. Наличие опыта успешных или безуспешных внедрений;
наличие лидеров, способных серьезно повлиять на отношение к новым средствам;
наличие стремления "снизу" к совершенствованию средств и технологии;
объем обучения, необходимого для ориентации пользователей в новой технологии;
стабильность и уровень текучести кадров.

Готовность

Целью оценки готовности организации является определение того, насколько она способна воспринять как немедленные, так и долгосрочные последствия внедрения CASE-средств. Вопросы, касающиеся оценки готовности, включают следующие:

поддержка проекта со стороны высшего руководства;
готовность организации к долгосрочному финансированию проекта;
готовность организации к выделению необходимых специалистов для участия в процессе внедрения и к их обучению;
готовность персонала к существенному изменению технологии своей работы;
степень понимания персоналом масштаба изменений;
готовность технических специалистов и менеджеров пойти на возможное кратковременное снижение продуктивности своей работы;
готовность руководства к долговременному ожиданию отдачи от вложенных средств.

Оценка готовности организации к внедрению CASE-технологии должна быть откровенной и тщательной, поскольку в случае отсутствия такой готовности все усилия по внедрению потерпят крах.
Процесс успешного внедрения CASE-средств не ограничивается только их использованием. На самом деле он охватывает планирование и реализацию множества технических, организационных, структурных процессов, изменений в общей культуре организации, и основан на четком понимании возможностей CASE-средств.

На способ внедрения CASE-средств может повлиять специфика конкретной ситуации. Например, если заказчик предпочитает конкретное средство, или оно оговаривается требованиями контракта, этапы внедрения должны соответствовать такому предопределенному выбору. В иных ситуациях относительная простота или сложность средства, степень согласованности или конфликтности с существующими в организации процессами, требуемая степень интеграции с другими средствами, опыт и квалификация пользователей могут привести к внесению соответствующих корректив в процесс внедрения.

Анализ рынка CASE-средств

Потребности организации в CASE-средствах должны соразмеряться с реальной ситуацией на рынке или собственными возможностями разработки. Исследование рынка проводится путем изучения литературы по CASE-средствам, посещения конференций и семинаров, проводимых поставщиками (их перечень приведен в конце данного обзора) и пользователями CASE-средств. При проведении данного анализа необходимо выяснить возможность интеграции конкретного CASE-средства с другими средствами, используемыми (или планируемыми к использованию) организацией. Кроме того, важно получить достоверную информацию о средствах, основанную на реальном пользовательском опыте и сведениях от пользовательских групп.

На сегодняшний день рынок программного обеспечения располагает следующими наиболее развитыми CASE-средствами:

Vantage Team Builder (Westmount I-CASE);
Designer/2000;
Silverrun;
ERwin+BPwin;
S-Designor;
CASE.Аналитик.

. Кроме того, на рынке постоянно появляются как новые системы (например, CASE /4/0, PRO-IV, System Architect, Visible Analyst Workbench, EasyCASE), так и новые версии и модификации перечисленных систем.

Оценка эффекта

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.

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.

Условия успешного внедрения

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.

Оценка СASE-средств

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.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

CASE-технологии и их использование

В последнее время сложилась своеобразная культура проектирования жизненного цикла компании, производства, деятельности. Естественно, в настоящих условиях такого рода проектирования производятся на базе компьютерных технологий. Примером такого рода является CASE-проектирование (Computer-Aided Software/System Engineering) - относительно новое направление в современных компьютерных технологиях. Эта область научного подхода к управлению бизнес-процессом настоящее время интенсивно развивается. Тем не менее, затруднительно дать точное общее определение CASE средств.

На разных этапах развития информационных технологий существовали различные модели жизненных циклов: каскадная (70-80годы) - переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему, поэтапная с промежуточным контролем (80-85годы) - итерационная модель разработки ПО с циклами обратной связи между этапами. Современная - спиральная (итерационная) модель ориентированна на развитие и модификацию ПО в процессе его проектирования, посредством накопления и повторного использования программных средств, моделей, прототипов. Несомненным преимуществом данной модели является и анализ риска издержек в процессе проектирования. Очевидно, что в свете изложенного первые две модели уже становятся устаревшими и бесперспективными.

Таким образом, в этом случае наиболее важными этапами ЖЦ являются первые два этапа: анализ и проектирование.

Остановимся кратко на особенностях Анализа и Проектирования.

Каковы требования, предъявляемые к системе?

Каковы средства, предоставляемые системе для решения предоставленных задач?

Эти вопросы должны определить исходную архитектуру, интерфейс продукта, ограничения, налагаемые на ресурсы.

Проектирование отвечает на вопрос "Как система будет удовлетворять предъявленным к ней требованиям?".

В своем развитии CASE средства прошли два основных этапа.

Таблица 1.

Тенденции развития современных информационных технологий

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.

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.

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-средства. Общая характеристика и классификация

Понятие CASE - средств

мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие возможности;

интеграция отдельных компонент CASE-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС;

использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория).

репозиторий, являющийся основой CASE-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;

графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование иерархически связанных диаграмм (DFD, ERD и др.), образующих модели ИС;

средства разработки приложений, включая языки 4GL и генераторы кодов;

средства конфигурационного управления;

средства документирования;

средства тестирования;

средства управления проектом;

средства реинжиниринга.

Общая характеристика и классификация. Характеристика CASE - средств

применяемым методологиям и моделям систем и БД;

степени интегрированности с СУБД;

доступным платформам.

средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), BPwin (Logic Works));

средства анализа и проектирования (Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Cayenne), Designer/2000 (ORACLE), Silverrun (CSA), PRO-IV (McDonnell Douglas), CASE.Аналитик (МакроПроджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;

средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. К ним относятся ERwin (Logic Works), S-Designor (SDP) и DataBase Designer (ORACLE). Средства проектирования баз данных имеются также в составе CASE-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и PRO-IV;

средства разработки приложений. К ним относятся средства 4GL (Uniface (Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (ORACLE), New Era (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi (Borland) и др.) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, PRO-IV и частично - в Silverrun;

средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, PRO-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные CASE-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке С++ (Rational Rose (Rational Software), Object Team (Cayenne)).

Вспомогательные типы включают:

средства планирования и управления проектом (SE Companion, Microsoft Project и др.);

средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));

средства тестирования (Quality Works (Segue Software));

средства документирования (SoDA (Rational Software)).

Технология внедрения CASE-средств

Анализ возможностей организации

Общие вопросы

используемая модель ЖЦ (каскадная или спиральная);

используемые методы (структурные, объектно-ориентированные). Степень адаптации метода к потребностям организации; квалификация сотрудников;

наличие документированных стандартов (формальных или неформальных) по анализу требований, спецификациям и проектированию, кодированию и тестированию;

количественные метрики, используемые в процессе разработки ПО, их использование;

виды документации, выпускаемой в процессе ЖЦ ПО;

наличие группы поддержки средств проектирования.

Проекты, ведущиеся в организации

средняя продолжительность проекта в человеко-месяцах;

среднее количество специалистов, участвующих в проектах различных категорий (небольших, средних и крупных);

средний размер проектов различных категорий в терминах кодовых метрик (например, в строках исходных кодов), способ измерения.

Технологическая база

доступные вычислительные ресурсы, платформа разработки;

уровень доступности ресурсов, узкие места, среднее время ожидания ресурсов;

ПО, используемое в организации, и его характер (готовые программные продукты, собственные разработки);

степень интеграции используемых программных продуктов, механизмы интеграции (существующие и планируемые);

тип и уровень сетевых возможностей, доступных группе разработчиков;

используемые языки программирования;

средний процент вновь разрабатываемых, повторно используемых и реально эксплуатируемых приложений.

Персонал

реакция сотрудников организации (как отдельных людей, так и коллективов) на внедрение новой технологии. Наличие опыта успешных или безуспешных внедрений;

наличие лидеров, способных серьезно повлиять на отношение к новым средствам;

наличие стремления "снизу" к совершенствованию средств и технологии;

объем обучения, необходимого для ориентации пользователей в новой технологии;

стабильность и уровень текучести кадров.

Готовность

поддержка проекта со стороны высшего руководства;

готовность организации к долгосрочному финансированию проекта;

готовность организации к выделению необходимых специалистов для участия в процессе внедрения и к их обучению;

готовность персонала к существенному изменению технологии своей работы;

степень понимания персоналом масштаба изменений;

готовность технических специалистов и менеджеров пойти на возможное кратковременное снижение продуктивности своей работы;

готовность руководства к долговременному ожиданию отдачи от вложенных средств.

Процесс успешного внедрения CASE-средств не ограничивается только их использованием. На самом деле он охватывает планирование и реализацию множества технических, организационных, структурных процессов, изменений в общей культуре организации, и основан на четком понимании возможностей CASE-средств.

Анализ рынка CASE-средств

Vantage Team Builder (Westmount I-CASE);

CASE.Аналитик.

Кроме того, на рынке постоянно появляются как новые системы (например, CASE /4/0, PRO-IV, System Architect, Visible Analyst Workbench, EasyCASE), так и новые версии и модификации перечисленных систем.

Оценка эффекта

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;

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.

Условия успешного внедрения

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;

Оценка СASE-средств

жизненный цикл программный case

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.

высокий уровень технологической поддержки процессов разработки и сопровождения ПО;

приемлемый уровень отдачи от инвестиций в CASE-средства.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Анализ структуры и методологии CASE-средств. Методологии проектирования, используемые в CASE-средствах. Основные понятия о системах электронного документооборота, их создание с помощью CASE-средств. Объектно-ориентированное и структурное проектирование.

курсовая работа , добавлен 18.07.2014

Функционально-модульный и объектно-ориентированный подходы к разработке CASE-технологий, принцип алгоритмической декомпозиции с выделением функциональных элементов. Основные требования к блокам анализа, проектирования, реализации и инфраструктуры.

контрольная работа , добавлен 27.09.2010

Определение понятия CASE-технологий. Использование комплексного инструментария ER/Studio для создания логической и физической модели данных, генерирования баз данных на платформе СУБД Access. Процедура добавления атрибутов и сущностей, создания связей.

контрольная работа , добавлен 21.12.2011

Системы автоматического проектирования. Сравнительный анализ средств для проектирования автоматизированных информационных систем. Экспорт SQL-кода в физическую среду и наполнение базы данных содержимым. Этапы развития и характеристика Case-средств.

курсовая работа , добавлен 14.11.2017

Использование CASE-средств для поддержки процессов создания и сопровождения информационных систем. Задачи графического редактора диаграмм, документатора и администратора проекта. Основные возможности IBM Rational Professional Bundle и IBM Rational Rose.

реферат , добавлен 30.05.2012

Этапы разработки модели базы данных: составление логической схемы и создание на ее основе физической формы графическим инструментарием Erwin. CASE-технологии для проектирования прикладного программного обеспечения и конфигурационного управления проектом.

контрольная работа , добавлен 03.01.2011

Основы методологии проектирования информационных систем, понятие их жизненного цикла. Основные модели жизненного цикла. Методология функционального моделирования SADT. Состав функциональной модели. Моделирование данных, характеристика case-средств.

реферат , добавлен 28.05.2015

Основные методологии проектирования, модели жизненного цикла локальных систем, сущность структурного подхода. Моделирование потоков процессов и программные средства поддержки их жизненного цикла. Характеристика и технология внедрения CASE средств.

курсовая работа , добавлен 13.12.2010

Классификация автоматизированных информационных систем (АИС). Проектирование АИС складского учета с использованием CASE-средства Rational Rose. Подходы к проектированию, анализ CASE-средств. Программная реализация профессионально ориентированной АИС.

курсовая работа , добавлен 06.03.2012

Жизненный цикл автоматизированных информационных систем. Основы методологии проектирования автоматизированных систем на основе CASE-технологий. Фаза анализа и планирования, построения и внедрения автоматизированной системы. Каскадная и спиральная модель.