Учебное пособие 1955

Design/CPN, основанная на цветных (раскрашенных) сетях Петри. Фактически Design/IDEF и Design/CPN являются компонентами интегрированной методологии реорганизации: статические SADT-диаграммы автоматически преобразуются в прообраз динамической модели, которая дорабатывается вручную и затем исполняется в различных режимах с целью получения соответствующих оценок. Другой возможный подход реализуется пакетом Designer/2000: моделирование бизнеспроцессов представляет собой первый этап разработки системы, а соответствующая модель дает основу для разработки концептуальных моделей и проектирования системы. Нотация для моделирования бизнес-процессов включает следующие элементы: базовый процесс, шаг процесса, хранилище, поток, событие, организационная единица. Для каждого элемента можно задать разнообразные количественные параметры (временные затраты, ресурсы и т. п.), а затем с помощью специальной процедуры анимации проследить поведение модели в динамике с учетом введенных параметров. Средства мультимедиа, включая визуализацию, видеоизображение, звуковое сопровождение и т. п., придают выразительность построенной бизнес-модели. Следует отметить, что для традиционных DFD-диаграмм потоков данных не существует принципиальных ограничений в использовании их в качестве средства построения статических моделей бизнес-процессов. Более того, за рубежом уже появился ряд продуктов динамического моделирования (INCOME Mobile, CPN-AMI и др.), базирующихся на сетях Петри различного вида и интегрируемых с DFDмоделью, которые позволяют успешно решать задачи реорганизации.

Средства функционального моделирования

Для решения задачи функционального моделирования на базе структурного анализа традиционно применяются два типа моделей: SADT-диаграммы и диаграммы потоков данных. Если в моделируемой системе есть программная (программируемая) часть (т. е. практически всегда), предпочтение, как правило, отдается DFD по следующим соображениям.

300

DFD, с самого начала создававшиеся как средство проектирования программных систем (тогда как SADT - как средство проектирования систем вообще), имеют более богатый набор элементов, адекватно отражающих их специфику (например, хранилища данных являются прообразами файлов или баз данных).

Имеющиеся для DFD-процессов нижнего уровня миниспецификации позволяют преодолеть логическую незавершенность SADT (а именно обрыв модели на некотором достаточно низком уровне, когда дальнейшая ее детализация становится бессмысленной) и построить полную функциональную спецификацию разрабатываемой системы.

Существуют (и поддерживаются рядом CASE-пакетов) алгоритмы автоматического преобразования иерархии DFD в структурные карты, демонстрирующие межмодульные и внутримодульные связи, а также иерархию модулей, что в совокупности с мини-спецификациями является завершенным заданием для программиста.

Наконец, если говорить об автоматизированной поддержке, то приблизительно 85 – 90 % существующих CASEпакетов поддерживают DFD и лишь 2 – 3 % - SADT.

Рассмотрим некоторые из CASE-решений, присутствующих на российском рынке.

BPWin и ERWin (Computer Associates(ранее Platinum))

Пакет ERWin (новое название - AllFusion ERwin Data Modeler) используется при моделировании и создании баз данных произвольной сложности на основе диаграмм «сущность - связь». В настоящее время ERWin является одним из наиболее популярных пакетов моделирования данных благодаря поддержке широкого спектра СУБД самых различных классов: Oracle, DB2/UDB (включая iSeries), SQL Server, Teradata, ODBC, Sybase, Informix, Ingres, Progress, Access.

Ключевые характеристики:

−синхронизация моделей/баз данных;

−автоматизированное создание структуры базы данных

иобратное проектирование;

301

−публикация моделей;

−поддержка нотаций: IDEF1x, IE, Dimensional;

−возможна совместная работа группы проектировщи-

ков (с помощью среды AllFusion Model Manager (ModelMart));

−документирование структур баз данных;

−перенос структур баз данных (но не самих данных) из одного типа СУБД в другой.

AllFusion ERwin Data Modeler интегрирован с широким спектром сред моделирования, такими как Rational Data Architect, Oracle Designer, Sybase Power Designer и др. - всего

100 популярных продуктов, а интерфейс ERwin API позволяет интегрировать его с продуктами третьих фирм.

Возможности ERwin Data Modeler дополняет линейка продуктов для поддержки всех стадий разработки ИС - AllFusion Modeling Suite. Включает в себя ERwin Data Modeler, Process Modeler для моделирования бизнес-процессов, Data Model Validator для проверки моделей баз данных.

Пакет BPWin (новое название - AllFusion Process Modeler). Поддерживает сразу три стандартные нотации - IDEF0 (функциональное моделирование), DFD (моделирование потоков данных) и IDEF3 (моделирование потоков работ). Эти три основных ракурса позволяют описывать предметную область более комплексно. Полностью поддерживает методы ФСА. Является стандартом де-факто, интегрирован с ERwin (для моделирования БД), Paradigm Plus (для моделирования компонентов ПО) и др. Благодаря вышеупомянутой интеграции и поддержке совместной, командной работы над одними и теми же моделями (с помощью ModelMart), не имеет аналогов для крупных проектов. Интегрирован со средством имитационного моделирования Arena. Содержит собственный генератор отчётов.

Rational Rose (IBM (ранее - Rational Software))

Rational Rose представляет собой средство моделирования объектно-ориентированных информационных систем. Не поддерживает ни одну из известных методологий моделирования и анализа бизнес-процессов – использует синтез-

302

методологию объектно-ориентированного анализа и проектирования, основанную на подходах трех ведущих специалистов в данной области: Буча, Рамбо и Джекобсона. Разработанная ими универсальная нотация для моделирования объектов

(UML - Unified Modeling Language) претендует на роль стан-

дарта в области объектно-ориентированного анализа и проектирования. Благодаря уникальному языку моделирования Rational Rose способен решать практически любые задачи в проектировании информационных систем: от анализа бизнес процессов до кодогенерации на определенном языке программирования. Только Rose позволяет разрабатывать как высокоуровневые, так и низкоуровневые модели, осуществляя тем самым либо абстрактное проектирование, либо логическое.

Существует несколько версий рассматриваемого продукта. Каждый из них может решать как строго определенный круг задач, так и весь спектр проблем проектирования и разработки.

Rational Rose Modeler. Данная версия позволит аналитикам и проектировщикам проводить анализ бизнес-процессов и выстраивать систему. Данная редакция подразумевает только моделирование без кодогенерации.

Rational Rose Professional. Профессиональная редакция продукта. Имеет в своем наборе весь спектр изобразительных средств. В зависимости от выбранного языка программирования осуществляет прямое и обратное проектирование. Rose Professional заказывается только в определенной конфигура-

ции (например, Rose Professional С++ или Rose Professional С++ DataModeler). Rational Rose Professional не создает 100%

исполняемого кода. На выходе разработчик получает шаблон информационной системы на определенном языке программирования, который впоследствии нужно запрограммировать.

Rational Rose RealTime. Версия продукта для создания 100% исполняемого кода в реальном масштабе времени. RealTime позволяет проводить прямое и обратное проектирование на языках С или С++. На выходе модель автоматически компилируется и собирается в исполняемый файл.

303

Rational Rose Enterprise. Абсолютно полная версия продукта. Поддерживаются все вышеперечисленные функции за исключением возможности 100% кодогенерации. Версия продукта покрывает весь спектр задач по проектированию, анализу и кодогенерации.

Rational Rose DataModeler. Это не конкретный релиз продукта, а возможность по проектированию баз данных.

Функции DataModeler входят в состав Rose Enterprise или Professional.

В зависимости от поставки, в Rational Rose может быть расширен или сужен набор визуальных компонент (диаграмм).

Oracle Designer (Oracle)

Oracle Designer (старое название - Designer/2000) -

функциональное средство для описания предметной области. Входит в комплекс инструментальных средств Oracle9i Developer Suite по проектированию программных систем и баз данных, реализующих технологию CASE и собственную методологию разработки ИС компании Oracle - «CDM», позволяющих команде разработчиков провести проект, начиная от анализа бизнес-процессов через моделирование к генерации кода и получению прототипа, а в дальнейшем и окончательного продукта.

На всех уровнях проектирования в настоящее время используются приложения с графическим интерфейсом, что увеличивает наглядность и упрощает работу с этим продуктом. Среди таких компонент, которые отсутствуют в других продуктах, в первую очередь можно выделить возможность анализа производственного процесса. В результате этого существенно упрощается моделирование и анализ деятельности организации, визуальное представление технологических процессов и способов коммуникации. Отраженные таким образом модели бизнес-процессов могут показывать все аспекты деятельности предприятия, включая организационные структуры, распределенные работы, загрузку и занятость персонала и т.п.

Средства концептуального моделирования Designer включают в себя:

304

−ER-диаграммы (диаграммы информационной структуры предметной области, представляемой в виде объектов и их взаимосвязей) ;

−диаграммы функциональной иерархии, описывающие функции, которые выполняет система;

−диаграммы потоков данных, циркулирующих на предприятии.

Средства управления проектом, включенные в состав пакета Designer, позволяют контролировать весь процесс разработки, обеспечивая на каждом этапе полноту и непротиворечивость структурных и функциональных спецификаций. По проектным спецификациям создается работающая версия прикладной системы. При возникновении изменений на предприятии и соответственно изменении некоторых требований к информационной системе процесс преобразования системы оказывается заметно более сглаженным за счет возможности генерации новых программных модулей путем изменения соответствующих диаграммных описаний.

Ядром пакета является репозиторий, содержащий спецификации проекта на всех его этапах и обеспечивающий согласованную работу всех его участников. Для доступа к репозиторию и управления им используется специальное средство (навигатор по объектам репозитория), с помощью которого можно просматривать и модифицировать хранящиеся объекты,

атакже осуществлять административные функции: удаление, управление доступом, экспорт, импорт и т. п.

На первом этапе проводятся моделирование и анализ процессов, т. е. построение моделей деятельности предприятия, выявление их недостатков и возможных источников усовершенствования. Поддерживающие инструменты позволяют наглядно представлять процессы и их взаимосвязи, а также анализировать их с использованием средств мультимедиа.

Второй этап (системное моделирование) предполагает разработку детальных концептуальных моделей предметной области и фактически является этапом выявления, анализа и формализации требований к будущей системе. Для описания

305

используются диаграммы «сущность - связь», диаграммы иерархии функций и диаграммы потоков данных. На третьем этапе (системное проектирование) на основании концептуальных моделей вырабатываются технические спецификации будущей системы, при этом первоначальный вариант спецификаций может быть получен автоматически. Наконец, на четвертом этапе (генерация приложений) создаются программы, отвечающие требованиям проектных спецификаций. Так, генератор серверной части по спецификации БД автоматически создает SQL-тексты, а генераторы приложений строят экранные формы и отчеты. Имеется облегченная версия пакета (Database Designer), основанная на диаграммах «сущность - связь» и предназначенная для создания информационных моделей.

PowerDesigner (Sybase)

PowerDesigner – полнофункциональный инструментарий для создания бизнес-приложений, включающий в себя средства моделирования бизнес-процессов, возможности концептуального и физического проектирования баз данных, возможности моделирования с использованием UML, и предоставляющий централизованный репозитарий для хранения моделей и объектов. Моделирование бизнес-процессов осуществляется на основе диаграмм потоков управления. Технологии моделирования данных (концептуальная и физическая модель) основаны на индустриальном стандарте «сущность - связь», включая технологии моделирования хранилищ данных (схемы «звезда» и «снежинка», многомерное моделирование, привязка к конкретному источнику данных). Возможно обратное проектирование схемы базы данных в концептуальную и физическую модель. Обладает современным, графическим, настраиваемым пользовательским интерфейсом. Реализует улучшенное управление моделями, включая синхронизацию объектов, моделей и баз данных. Содержит расширенный, независимый от модели генератор отчетов, позволяющий получить документ, включающий в себя информацию по нескольким моделям.

306

В зависимости от требований к проектированию и разработке, можно выбирать только необходимые модули PowerDesigner, т.е. приобрести только тот комплект функциональных возможностей, который необходим.

PhysicalArchitect (PDM). Физическое проектирование и генерация базы данных, включая моделирование хранилищ данных. Этот модуль, входящий в состав минимальной конфигурации, обеспечивает инструментальные средства, необходимые для создания физических моделей баз данных, как OLTP, так и OLAP, генерации SQL-кода и реинжиниринга существующих баз данных из гетерогенных источников.

DataArchitect (PDM, CDM). Двухуровневое, итерацион-

ное проектирование баз данных и генерация операторов SQL, создающих базу данных спроектированной структуры. Поддерживает интегрированное физическое и концептуальное моделирование данных (включая моделирование хранилищ данных).

ObjectArchitect (PDM, CDM, OOM). Объектно-

ориентированный анализ и проектирование в комбинации с двухуровневым, итерационным проектированием баз данных и языком описания базы данных (DLL). Теперь, с расширенной поддержкой UML, интегрированной с возможностями модели-

рования данных от DataArchitect, модуль ObjectArchitect дела-

ет максимально эффективной работу проектировщиков баз данных и приложений. Разработчикам доступны 9 типов UML-

диаграмм - use case, activity, sequence, collaboration, statechart,

диаграммы классов, компонентов, и другие.

Developer (PDM, OOM). Объектное моделирование и физическое проектирование баз данных. Физическое моделирование данных, интегрированное с UML-моделированием

(use case, activity, sequence, диаграммы классов и компонен-

тов), включающее возможности генерации сложного объектного кода и реинжиниринг.

Studio (BPM, PDM, CDM, OOM). Поставляемый в ре-

дакциях Personal и Enterprise, модуль Studio объединяет в себе развитые технологии моделирования бизнес-процессов

307

с возможностями расширенного UML-моделирования и моделирования данных.

Viewer. Обеспечивает всем IT-специалистам организации единое представление информации о моделировании. Этот модуль, работающий только в режиме чтения (read-only), обеспечивает графическое представление информации обо всех смоделированных компонентах системы и включает генератор отчетов с расширенной функциональностью.

ARIS (IDS Scheer AG)

ARIS - интегрированное средство моделирования биз- нес-процессов, объединяющее разнообразные методы моделирования и анализа систем. Методология ARIS рассматривает предприятие как совокупность четырех взглядов: взгляд на организационную структуру, взгляд на структуру функций, взгляд на структуру данных, взгляд на структуру процессов. При этом каждый из этих взглядов разделяется еще на три подуровня: описание требований, описание спецификации, описание внедрения. Таким образом, ARIS предлагает рассматривать организацию с позиции 12 аспектов, отображающих разные взгляды на предприятие, а также разную глубину этих взглядов. Для описания бизнес-процессов предлагается использовать 85 типов моделей, каждая из которых принадлежит тому или иному аспекту. Среди возможных методов описания можно выделить следующие: EPC (event-driven process chain) -

метод описания процессов, нашедший применение для описа-

ния процессов системы SAP R/3; ERM (Entity Relationship Model) – модель сущностей-связей для описания структуры данных; UML (Unified Modeling Language) – объектно-

ориентированный язык моделирования.

ARIS Toolset (ARIS Easy Design) – единая среда моде-

лирования, которая представляет собой совокупность четырех основных компонентов – Explorer (Проводник), Designer (средство для графического описания моделей), Таблиц (для ввода различных параметров и атрибутов) и Мастеров (Wizards). Различия двух продуктов заключается не в методо-

логической части (ARIS Easy Design входит в ARIS Toolset),

308

а лишь в функционале. ARIS Easy Design ориентирован на сбор информации и документирование, когда ARIS Toolset позволяет еще и проводить комплексный анализ, семантические проверки информации. Кроме того, только ARIS Toolset позволяет создавать скрипты (шаблоны) для отчетов, анализа и семантических проверок. ARIS Toolset – это средство для полноправного управления проектом ARIS. Функции управления заключаются в возможностях разграничения доступа для различных групп пользователей, а также ограничения методологи. Это необходимо, что бы избавится от избыточности методологии при реализации конкретного проекта. Помимо этого, некоторые модули, в частности ARIS ABC и ARIS Simulation, функционируют только при наличии ARIS Toolset.

CASE.Аналитик (Эйтэкс)

Пакет «CASE.Аналитик» является единственной разработкой, ориентированной на российский рынок. В его основе лежит классическая методология структурного системного анализа Гейна - Сарсона, версия 1.1+ поддерживает следующие типы диаграмм: функциональной иерархии (дерево диаграмм проекта), контекстные, потоков данных, потоков управления, структурограммы данных, мини-спецификации (средства описания логики) процессов.

Результат работы в среде пакета - информационнологическая модель анализируемой системы. Эта модель представляется в виде иерархии диаграмм потоков данных и структурограмм данных.

Важной особенностью пакета является возможность экспорта и импорта фрагментов проекта. Эта функция позволяет взаимодействовать между собой аналитикам, работающим на автономных рабочих местах.

«CASE.Аналитик» позволяет строить только концептуальные модели данных с использованием структурограмм. Если же нужно построить логическую модель данных (в виде диаграмм «сущность - связь»), он может взаимодействовать с пакетом ERWin. Для этой цели разработан отдельный программный продукт Catherine.

309