- •Тюменский государственный университет
- •Предисловие 7 методические материалы 9
- •Теоретические материалы 27 Глава 1. Методология разработки и стандартизации 27
- •Глава 2. Создание модели процессов в bpWin 95
- •Глава 3. Создание модели данных в erWin 121
- •Предисловие
- •Методические материалы Рабочая программа дисциплины Пояснительная записка
- •Содержание дисциплины
- •Рекомендации по самостоятельной работе Календарно-тематический план самостоятельной работы
- •Методические рекомендации по отдельным видам самостоятельной работы
- •Указания по самостоятельному изучению теоретической части дисциплины
- •Указания по выполнению контрольной работы
- •Указания по выполнению курсовой работы
- •Указания к промежуточной аттестации с применением балльно-рейтинговой системы оценки знаний
- •1.1.2. Классы программ
- •1.1.3. Архитектура программных средств
- •1.2. Стандартизация жизненного цикла программных средств
- •1.2.1. Уровни стандартизации
- •1.2.2. Основные модели жизненного цикла
- •1.2.2.1. Каскадная модель
- •1.2.2.2. Каскадная модель с промежуточным контролем
- •1.2.2.3. Модель разработки программных средств на основе ранее созданных компонентов
- •1.2.2.4. Эволюционная модель
- •1.2.2.5. Модель пошаговой разработки программных средств
- •1.2.2.6. Спиральная модель
- •1.2.2.7. Спиральная модель с ограничением версий
- •1.2.3. Структурное программирование
- •1.2.4. Организация человеко-машинного интерфейса
- •1.2.4.1. Принципы разработки
- •2. Учет возможностей аппаратных и программных средств разработчика и пользователя.
- •1.2.4.2. Рекомендации разработчику
- •1.3. Оценка стоимости и планирование разработки программных средств
- •1.3.1. Оценка стоимости разработки
- •1.3.2. Планирование разработки
- •1.4. Качество программных средств
- •1.4.1. Стандарты качества
- •1.4.2. Основные показатели качества
- •1.4.3. Методы достижения качества
- •1.4.4. Сертификация и аттестация
- •1.4.5. Конфигурационное управление версиями
- •1.4.6. Регламентирование тестирования для обеспечения качества
- •1.4.6.1. Цели и этапы тестирования программ
- •1.4.6.2. Основные тестируемые элементы
- •1.4.6.3. Восходящее и нисходящее тестирование
- •1.5. Методология быстрой разработки приложений (rad)
- •1.6. Структурный подход к проектированию информационных систем
- •1.6.1. Сущность структурного подхода
- •1.6.2. Моделирование потоков данных (бизнес-процессов) dfd
- •Отчет о продажах
- •1.6.3. Функциональное моделирование sadt (idef0)
- •1.6.3.1. Состав функциональной модели
- •1.6.3.2. Иерархия диаграмм
- •1.6.4. Моделирование данных
- •1.6.4.1. Основные понятия
- •1.6.4.2. Методология idef1
- •1.7. Общая характеристика и классификация case-средств
- •1. Компонентный состав:
- •2. Функциональная полнота:
- •3. Степень зависимости от субд:
- •4. Тип используемой модели:
- •1.8. Интеллектуализация вычислительных систем
- •1.9. Рынок программных продуктов
- •Структура рынка программных продуктов и услуг
- •1.10. Классификация систем защиты программных средств
- •1.10.1. Методы установки
- •1.10.2. Методы защиты
- •1.10.3. Принципы функционирования
- •1.10.4. Показатели оценки систем защиты
- •В опросы для контроля
- •Глава 2. Создание модели процессов в bpWin
- •2.1. Среда разработки
- •2.2. Функциональная модель (idef0)
- •2.2.1. Принципы построения модели
- •2.2.2. Работы
- •2.2.3. Стрелки
- •2.2.4. Нумерация работ и диаграмм
- •2.2.5. Диаграммы дерева узлов и экспозиций (feo)
- •2.2.6. Слияние моделей
- •2.2.7. Разделение моделей
- •2.2.8. Отчеты по модели
- •2.2.9. Экспертиза и согласование модели
- •2.3. Оценка модели
- •2.3.1. Стоимостной анализ (abc)
- •2.3.2. Анализ свойств, определенных пользователем (udp)
- •2.4. Дополнительные модели
- •2.4.1. Диаграммы потоков данных (dfd)
- •2.4.2. Диаграммы информационных процессов (idef3)
- •2.4.3. Имитационное моделирование
- •Вопросы для контроля
- •Глава 3. Создание модели данных в erWin
- •3.1. Отображение модели данных
- •3.1.1. Модели представления данных
- •3.1.2. Среда разработки
- •3.1.3. Подмодели и сохраняемые отображения
- •3.2. Создание логической модели данных
- •3.2.1. Уровни логической модели
- •3.2.2. Сущности и атрибуты
- •3.2.3. Связи
- •3.2.4. Типы сущностей и иерархия наследования (супертипы, подтипы)
- •3.2.5. Ключи
- •3.2.6. Методы нормализации и денормализации отношений
- •3.2.7. Домены
- •3.3. Создание физической модели данных
- •3.3.1. Уровни физической модели
- •3.3.2. Выбор субд
- •3.3.3. Таблицы и представления
- •3.3.4. Правила проверки значений и значения по умолчанию
- •3.3.5. Индексы
- •3.3.6. Объекты физической памяти
- •3.3.7. Триггеры и хранимые процедуры
- •3.3.8. Хранилища данных
- •3.3.9. Определение размера базы данных
- •3.3.10. Прямое и обратное проектирование
- •3.4. Создание отчетов в erWin
- •3.5. Связывание моделей процессов и модели данных
- •3.5.1. Экспорт данных из erWin в bpWin
- •3.5.2. Создание сущностей и атрибутов bpWin и их экспорт в erWin
- •В опросы для контроля
- •Глава 4. Генератор отчетов rptWin
- •4.1. Создание нового отчета
- •4.2. Среда конструктора отчетов
- •4.3. Размещение объектов отчета
- •4.4. Группировка и сортировка данных отчета
- •4.5. Изменение файла данных отчета
- •4.6. Изменение свойств отчета
- •4.7. Формирование формул
- •4.8. Пример формирования отчета
- •В опросы для контроля
- •Заключение
- •Практикум
- •Задания для контроля Тесты для самоконтроля
- •Ключи к тестам для самоконтроля
- •Пример выполнения контрольной работы
- •Темы контрольных и курсовых работ
- •1. Учет успеваемости студентов.
- •2. Учет обмена валюты.
- •3. Учет объектов строительства.
- •4. Учет выдачи и возврата книг.
- •5. Учет авиапассажиров.
- •6. Учет производства сельскохозяйственных культур.
- •7. Учет выпуска изделий.
- •8. Учет платежей налогов.
- •9. Учет поставок товаров.
- •10. Учет сбросов отравляющих веществ в окружающую среду.
- •11. Учет уволившихся с предприятия.
- •12. Учет призеров Олимпийских игр.
- •14. Учет участников олимпиады.
- •15. Учет проданных товаров.
- •16. Учет малых предприятий.
- •17. Учет больных в больнице.
- •18. Учет движения общественного транспорта.
- •19. Учет дорожно-транспортных происшествий.
- •20. Учет платежных поручений в банке.
- •21. Учет договоров займа.
- •22. Учет проданных ценных бумаг.
- •23. Учет кадров.
- •24. Учет очередников на получение жилья.
- •25. Учет исполнительской дисциплины.
- •26. Учет книг в библиотеке.
- •27. Учет переселенцев.
- •28. Учет успеваемости школьников.
- •29. Учет нарушителей трудовой дисциплины на предприятии.
- •30. Учет вакцинации населения.
- •Вопросы для подготовки к экзамену
- •Список источников информации
- •Приложения Приложение 1. Стандарты Приложение 1.1. Международный стандарт жизненного цикла
- •1. Процесс приобретения
- •2. Разработка системы и программного средства
- •3. Эксплуатация системы и программного средства
- •4. Сопровождение и развитие системы и программного средства
- •5. Управление проектом и обеспечение качества системы и программного средства
- •6. Интегральные процессы поддержки разработки программных средств
- •Приложение 1.2. Стандарты качества
- •Приложение 1.3. Стандарты по тестированию программ
- •Приложение 1.4. Государственные стандарты рф
- •Приложение 1.5. Единая система программной документации (гост 19)
- •2. Эскизный проект
- •3. Технический проект
- •4. Рабочий проект
- •5. Внедрение
- •Приложение 1.6. Автоматизированные системы управления (гост 24)
- •Приложение 1.7. Автоматизированные системы (гост 34)
- •Приложение 2. Список макрокоманд erWin
- •Приложение 3. Список макрокоманд erWin
1.2. Стандартизация жизненного цикла программных средств
1.2.1. Уровни стандартизации
Одним из путей повышения эффективности создания ПС являются стандартизация и автоматизация технологических процессов проектирования, разработки и сопровождения программ для компьютера. В стандартах обобщаются опыт и результаты исследований множества специалистов и сосредоточиваются наиболее эффективные современные методы и процессы.
Существуют следующие разновидности нормативных документов.
Стандарт – это нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил и требований к объекту стандартизации, разработанный на основе согласия и на обобщенных результатах научных исследований, технических достижений и практического опыта, направленный на достижение оптимальной пользы для общества.
Стандарты бывают двух типов:
де–юре - официально принятые организацией по стандартизации (например, международный стандарт языка SQL).
де–факто - добровольно принятые пользователями без формального принятия организацией по стандартизации.
Назначение стандартов:
- устанавливают параметры качества объекта стандартизации;
- задают современные технологии производства и использования объектов стандартизации.
- унифицируют объекты стандартизации, что позволяет собирать более сложные объекты, не зависимо где и кем были произведены объекты, например, детали, узлы, изделия, программные модули различных типов: базовые классы, ActiveX–элементы, COM/DCOM‑компоненты, программные интерфейсы (например, связывание и встраивание объектов OLE), процедуры, функции, SQL-запросы и др. Унификация позволяет разработчикам программного обеспечения перейти от огромного множества разнообразных не связанных между собой разрозненных программных модулей к небольшому, хорошо интегрируемых набору программных модулей со стандартной структурой. Это, в частности, позволяет разрабатывать и использовать эти модули при разработке программного обеспечения на различных языках программирования;
Базовый стандарт – это принятый нормативный документ, регламентирующий типовые (возможно многовариантные) требования, нормы и правила применительно к объекту стандартизации.
Профиль стандарта – это принятый нормативный документ, регламентирующий требования, нормы и правила, выбранные из базового стандарта и, при необходимости, уточненные и/или пополненные применительно к конкретному объекту стандартизации.
Предварительный стандарт – это временный документ, используемый для получения отзывов для решения вопроса о целесообразности принятия стандарта.
Техническое условие (ТУ) – устанавливает технические требования к продукции, услуги или процессу с указанием методов и процедур проверки в соблюдении требований технических условий. Технические условия разрабатывают предприятия в том случае, когда стандарт предприятия создавать не целесообразно.
Свод правил – содержит основные правила проектирования, монтажа, оборудования и конструкции, технического обслуживания и эксплуатации объектов, конструкций, изделий.
Регламент – это документ, в котором содержатся обязательные правовые нормы.
Положение – это документ, регламентирующий деятельность отдельного подразделения или организации в целом.
Можно выделить следующие уровни стандартов.
1) Международные стандарты ISO/IEC, разрабатываемые Международной организацией стандартизации (International Standards Organization – ISO от греческого слова ISOS – равный, чтобы аббревиатура на всех языках была одинаковой) и Международной комиссией по электротехнике (International Electro-technical Commission – IEC). Международная организация по стандартизации – это всемирная организация, ответственная за разработку международных стандартов путем координации деятельности участвующих национальных органов стандартизации стран мира.
На этом уровне осуществляется стандартизация наиболее общих технологических методов и процессов, имеющих значение для международной кооперации и разделения труда (прил. 1.1, 1.2, 1.3). Сфера деятельности ISO касается стандартизации во всех областях, кроме электротехники, электроники, радиосвязи и приборостроения, которыми занимается IEC. ИСО поддерживает связь с региональными организациями по стандартизации, например, с Европейским комитетом по стандартизации (CEH) и Европейской ассоциацией производителей вычислительных машин (ЕСМА, технический комитет ТК32 «Передача данных, сети и взаимосвязь систем»), созданной в 60-х гг. с целью координировать деятельность Европейских производственных средств обработки данных. Вопросами информационных технологий, микропроцессорной техники входят в область совместных разработок ИСО/МЭК, которые проводятся созданным в 1987 году Объединенным техническим комитетом JTC1 (Joint Technical Committee 1). В этом комитете существуют несколько подкомитетов и групп, которые специализируются по различным направлениям, например, разработка программного обеспечения и документации, языки программирования, компьютерная графика, телекоммуникация и информационный обмен, управлением данными, информационная безопасность, символьные данные и кодирование информации и др. Стандарты ISO/IEC имеют рекомендательный характер.
Можно ещё отметить Международный союз электросвязи, Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии – занимается разработкой международных стандартов в области радио и связи, телефонии, телеграфии, передачи данных, программ звукового и TV вещания, мультимедийных служб.
В частности на международном уровне решаются проблемы информационной совместимости различных архитектур. Разработана общая базовая эталонная модель - стандарт ИСО 7498 – все многочисленные функции сети были разделены на группы, каждая группа функций была отделена от другой стандартными интерфейсами и получила относительную независимость. Открытые системы – используют стандарт между однородными аппаратными компонентами. Для взаимосвязи открытых систем в федеральных правительственных службах возникли правительственные профили взаимосвязи открытых систем (Government Open Interconnection Profile - GOSIP), которые определяют и описывают общую совместимость протоколов обмена данными, которые позволяют системам, разработанными различными поставщиками взаимодействовать между собой, а пользователям этих систем обмениваться информацией.
2) Американские национальные стандарты в виду лидирующих позиций США в Мировой экономике и информатике, имеют оттенок международных стандартов. Во многих случаях они служат базой для последующего создания стандартов уровня ISO/IEC. Единственной организацией в США, которая утверждает стандарты, является Национальный институт стандартов и технологий (NIST), бывший Американский национальный институт стандартов (ANSI). Разрабатывают федеральные стандарты организации, аккредитованные NIST. В области электротехники и электроники стандарты разрабатываются Институтом инженеров электротехники и радиоэлектроники США (Institute of Electromechanical and Electronics Engineers – IEEE). По этому направлению разработано наибольшее число стандартов в рассматриваемой области (прил. 1.2, 1.3). Стандарты NIST/IEEE в основном имеют рекомендательный характер, кроме, требований, касающихся безопасности. Для министерства обороны США есть отдельные группы стандартов (MIL, DOD), которые имеют повышенные требования к качеству, надежности и безопасности и являются обязательными для фирм, работающих по заказам этого министерства обороны.
3) Национальные стандарты отдельных государств. Для России это ГОСТ (прил. 1.4 – 1.7, http://standards.narod.ru). В России деятельность по стандартизации регулируется законом РФ «О стандартизации», а национальным органом по стандартизации является Государственный комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России), который имеет свой логотип. В его ведении находятся службы по надзору за государственными стандартами и обеспечением единства измерений, более 100 центров стандартизации, метрологии и сертификации (ЦСМ), 19 научно-исследовательских институтов, 13 опытных заводов, 2 типографии, 3 учебных заведения. Постоянными рабочими органами являются технические комитеты, которые специализируются по объектам стандартизации.
Все стандарты, разработанные в России, разбиты на группы, и их кодовое обозначение имеет следующий вид:
ГОСТ ГГ.ТNN – ХХ, где
ГГ – числовой номер группы стандартов;
Т – числовой тип стандарта;
NN – числовой номер стандарта данного типа;
ХХ – две последние цифры номера года издания стандарта.
Основные группы стандартов в области информатики:
ГОСТ 19 - ЕСПД (Единая система программы документации);
ГОСТ 24 - АСУ (Автоматизированная система управления);
ГОСТ 34 - АС (Автоматизированная система).
Большинство этих стандартов морально устарели. Обновление стандартов происходит в основном путем включения соответствующих международных стандартов в состав Российских вместо устаревших или в качестве новых стандартов. Такие стандарты обозначаются в виде:
ГОСТ Р ИСО/МЭК NNNNNNNN-XX, где
NN – номер стандарта по международной классификации;
ХХ – две последние цифры номера года принятия стандарта в состав Российских стандартов (номер года не всегда указывается).
Все стандарты в России являются необязательными. Причиной этого является возможность выпуска новых изделий, товаров и предоставления услуг при отсутствии соответствующих стандартов (исключается прохождение долговременных бюрократических процедур разработки и утверждения новых стандартов), что расширяет номенклатуру изделий, товаров и услуг. Стандарты становятся обязательными на контрактной (договорной) или на добровольной основах. Поэтому, если заказчик или разработчик проекта желают вести разработку и оформление документации по определенным стандартам, то нужно указать необходимость их использования в техническом задании на проект.
4) Отраслевые стандарты (ОСТ) отражают специфику отрасли, и они детализируют государственные стандарты или восполняют их отсутствие, но в любом случае они не должны противоречить государственным стандартам. Обычно они обозначаются в виде:
OCT XXXXXXXX, где
XXXXXXXX – номер отраслевого стандарта.
Степень обязательности соблюдения таких стандартов определяется предприятием, которое применяет его или по договору между изготовителем и потребителем. Контроль за выполнением стандарта организует организация, принявшая этот стандарт.
5) Стандарты предприятий (СТП) (внутрифирменные или внутрикорпоративные стандарты) отражают специфику предприятия, они детализируют государственные или отраслевые стандарты или восполняют их отсутствие и не должны противоречить государственным и отраслевым стандартам. Обычно они обозначаются в виде:
СТП XXXXXXXX, где
XXXXXXXX – номер стандарта.
Стандарты предприятия основываются на применении передовых технологий, получивших наибольшее распространение в области разработки программного обеспечения, являются обязательными и вводятся в действие приказом руководителя предприятия, в котором указывается срок и область действия стандарта, способы доведения до исполнителей, ответственные лица за контролем исполнения и ответственность за не выполнение требования стандарта (например, лишении премии). Если на предприятии имеется подразделение нормоконтроля, то стандарт предприятия передается в это подразделение для контроля соблюдения требований стандартов при разработке и документировании проектов. Для разработки таких стандартов привлекаются ведущие специалисты (владеющие методами средствами организации и разработки ПС) из различных заинтересованных подразделений разработчика и пользователя (например, при разработке стандарта на пользовательский интерфейс). Стандарты должны оперативно пересматриваться, иначе они могут тормозить процессы ввода в производство современных технологий и снижать качество выпускаемой продукции.
Стандарты предприятия можно разделить на две группы:
1) производственные – регламентируют процессы разработки проекта по стадиям и этапам жизненного цикла программного средства;
2) управленческие – регламентируют порядок управления разработкой проектов.
Хорошо разработанные стандарты предприятия способствуют повышению качества, надежности, удобства использования и унификации разрабатываемого ПС.
Стандарт предприятия должен содержать следующий компоненты: назначение, область применения, термины и сокращения, ответственность, срок действия, описание методики, указания и примечания, порядок разработки и предоставления пользователем, порядок внесения изменений, приложения.
Часто стандарт предприятия разрабатывается путем детализации соответствующего государственного или отраслевого стандарта (т.е. является профилем соответствующего вышестоящего стандарта), например, руководства программиста, системного программиста и пользователя из группы государственных стандартов ГОСТ 19 (ЕСПД).
В идеале, СТП должны охватывать все технологические и другие операции и процессы в предприятии и должны быть обязательными для всех сотрудников предприятия, причем, сотрудники не обязаны знать вышестоящие стандарты, если они положены в основу разработанных СТП.
Разработка СТП должна проводится с привлечением будущих пользователей СТП под руководством руководителя предприятия в следующей последовательности: формирование оглавления, определение типовых форм, назначение исполнителей и ответственных, разработка календарного графика, описание входных и выходных данных, составление глоссария терминов.
Приведем следующие наиболее общепринятые СТП в области разработки ПС: анализ и проектирование.
Общие стандарты, регламентируют правила общения с клиентами и сотрудниками; перечень используемого программного обеспечения; способы обмена данными между программами, организации хранения программ и др.
Стандарты анализа и проектирования регламентируют применение методик (структурного, объектно-ориентированного) и средств (BPWin, ERWin, Rational Rose и др.) анализа предметной области; правила оформления и хранения аналитической информации, наименований файлов и других объектов.
Стандарты разработки регламентируют формирование полных и наименований и сокращенных наименований различных объектов (файлов, программ, процедур, версий, директорий, баз данных и др.), отладку, использование команд языка программирования и структурного программирования, формирование интерфейса пользователя (принципы разработки интерфейса), сообщений пользователю (например, использования отдельного файла с текстом сообщений), проектирования баз данных, порядок ведений версий и др.
Стандарты тестирования определяют методику тестирования, регламентируют порядок проведения тестирования, оценку и оформление результатов.