7. (7-8)Автоматизированное проектирование ИС. Методы и средства автоматизированного проектирования.

8. (7-8)Инструментальные средства автоматизированного проектирования ИС, их классификация. Краткая характеристика классов.

Автоматизированное проектирование ИС подразумевает использование CASE – технологии проектирования. CASE – технологии применяются не только для автоматизации проектирования ИС, но и для разработки моделей бизнес-процессов при проведении бизнес-анализа. CASE – технологии применяются в ситуациях, когда проблематика предметной области отличается большой сложностью.

Задачи автоматизации проектирования информационной системы:

• Определение операций процесса деятельности, которые должны выполняться с использованием информационной системы

• Автоматизация программирования выявленных операций

• Автоматизация разработки базы хранимых данных

• Автоматизация интерфейсов пользователей

По степени автоматизации методы проектирования разделяются на методы:

• ручного проектирования, при котором проектирование компонентов ЭИС осуществляется без использования специальных инструментальных программных средств, а программирование на алгоритмических языках;

• компьютерного проектирования, которое производит генерацию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных программных средств.

Средства проектирования с использованием ЭВМ могут применяться как на отдельных, так и на всех стадиях и этапах процесса проектирования ЭИС и соответственно поддерживают разработку элементов проекта системы, разделов проекта системы, проекта

системы в целом.

Все множество средств проектирования с использованием ЭВМ делят на четыре подкласса.

К первому подклассу относятся операционные средства, которые поддерживают проектирование операций обработки информации.

Ко второму подклассу относят средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов проекта ЭИС. К данному подклассу относятся средства общесистемного назначения:

• Системы управления базами данными (СУБД);

• Методоориентированные пакеты прикладных программ (решение задач дискретного программирования, математической статистики и т.п.);

• Табличные процессоры;

• Статистические ППП;

• Оболочки экспертных систем;

• Графические редакторы;

• Текстовые редакторы;

• Интегрированные ППП (интерактивная среда с встроенными диалоговыми возможностями, позволяющая интегрировать вышеперечисленные программные средства).

К третьему подклассу относятся средства, поддерживающие проектирование разделов проекта ЭИС. В этом подклассе выделяют функционально-ориентированные средства проектирования

К четвертому подклассу средств проектирования ЭИС относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования. К данному классу относится подкласс средств автоматизации проектирования ЭИС (CASE- средства).

CASE- технология - в рамках методологии проектирования включает в себя методы, которые с помощью графических нотаций строят диаграммы и поддерживаются инструментальной средой.

Методология (структурная и объектно-ориентированная) – определяет шаги и этапность разработки проекта, а также правила распределения методов, с помощью которых разрабатывается проект.

Метод – некоторая процедура или описание компонентов ИС (проектирование потоков, процессов).

Нотация – отображение структуры системы с помощью специальных графических символов.

Цели применения CASE-технологии:

• Моделирование и выбор варианта организации процесса деятельности

• Ускорение разработки проекта организации процесса деятельности и информационной системы

• Создание стандарта и рабочих инструкций для выполнения процессов

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

К инструментальным средствам частичной автоматизации относятся:

генераторы экранных форм СУБД,

специализированные генераторы ввода/вывода

и утилиты.

К основным факторам, влияющим на выбор средств частичной автоматизации можно отнести:

- количество и характер функций, выполняемых данным средством, например, воз- можность работы с многоэкранными формами или экранными формами, предназначен- ными для ввода данных в несколько файлов;

- наличие большого объема свободных вычислительных ресурсов;

- квалификация персонала;

- возможность подключения оригинальных программных средств.

Современные CASE-системы классифицируются по следующим признакам:

• по поддерживаемым методологиям проектирования: функционально - ориентированные, объектно – ориентированные и комплексно – ориентированные (набор методологий проектирования);

  • по режиму коллективной разработки проекта: не поддерживающие коллективную разработку, ориентированные на режим реального времени разработки проекта, ориентированные на режим объединения подпроектов;

  • по степени интегрированности (или поддержке жизненного цикла)

TOOL: инструменты. Представлены отдельные инструменты, которые могут применяться на отдельных этапах жизненного цикла ИС.

TOOLKIT: IDEF, POWER DESIGNER – инструменты среднего охвата. Охватывают следующие стадии: Предпроектное обследование; Техническое проектирование; Часть рабочего проектирования. Инструменты данного класса выполняют неполную генерацию.

WORKBENCH: все стадии цикла жизни. Полностью охватывает весь жизненный цикл ИС, т.е. выполняет полную генерацию программного приложения (NLS, DESIGNER 2000)

по типу и архитектуре вычислительной техники: ориентированные на ПЭВМ, ориентированные на лакальную вычислительную сеть(ЛВС), ориентированные на глобальную вычислительную сеть(ГВС) и смешанного типа;

по типу операционной системы (ОС): работающие под управлением WINDOS 3.11 и выше; работающие под управлением UNIX и работающие под управлением различных ОС (WINDOS,UNIX.OS/2 и др.).

7. (9-10)Основные параметры CASE - средств и их сравнительные характеристики.

Преимущества CASE- технологии по сравнению с традиционной технологией оригинального проектирования:

• Улучшение качества разрабатываемого приложения за счет средств автоматизированного контроля проектирования и генерации модулей приложения (ORАCLЕ – используют ЦБ, таможня, газпром);

• Возможность повторного использования компонент проекта (т.е. модули одного проекта могут использоваться в другом);

• Поддержка адаптивности и сопровождения ИС;

• Снижение времени создания системы, что позволяет на ранних стадиях проектирования получить прототип будущей системы и оценить его (снижение затрат за счет генерации);

• Освобождение разработчиков системы от рутинной работы по документированию проекта (встроенный документатор).

Структура CASE – средства

Ядром системы является БД проекта – словарь данных (репозиторий, глоссарий).

Словарь данных - это специализированная БД, предназначенная для отображения состояния проектируемой системы в каждый момент времени. Он должен содержать информацию об объектах проектируемой системы и их взаимосвязи. Все подсистемы обмениваются данными со словарем.

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

• Мониторинг правильности построения диаграмм (постоянное отслеживание);

• Диагностика и выдача сообщений об ошибках;

• Выделение на диаграмме ошибочных элементов.

Документатор проекта - позволяет получать информацию о состоянии проекта в виде различных отчетов. Отчет может строится по нескольким вложенным признакам (например, по автору, по элементам диаграмм, по времени и т. д.).

Администратор проекта

инструменты, необходимые для выполнения следующих административных функций:

• Инициализация проекта (под новый проект чистый словарь данных);

• Задание начальных параметров проекта;

• Назначение и изменение прав доступа к элементам проекта;

• Мониторинг выполнения проекта (отслеживает на сколько продвигается проект).  

Сервисная подсистема - как правило, включает в себя системные утилиты, которые выполняют следующие функции:

• Архивация данных;

• Восстановление данных;

• Различные откаты (например, при отключении питания).

7. Критерии выбора case - средств для проектирования ис.

При выборе СASE–системы необходимо учитывать следующие параметры:

• Интерфейс используется с другими CASE–системами (основные ERWIN, BPWIN, эти данные используются с другими CASE-системами);

• Возможность экспорта-импорта в среды разработки приложений;

• Многопользовательский режим. Развитие CASE–системы должно обладать возможностями интерактивной разработки проекта (ИРП) всеми его участниками.

• ИРП – это несколько проектировщиков одновременно проектируют свои куски и информационно отображают в словаре данных;

• Открытая архитектура CASE-средств, т.е. возможность CASE- средства пополнятся новыми методологиями (возможность наращивания системы);

• Наличие графического интерфейса для разработки диаграмм;

• Оценка качества проектируемой документации;

• Генерация кодов приложения;

• Планирование и управление проектом некоторого CASE-средства, позволяет внутри себя строить план работ, который отражается в словаре данных, в соответствии с которым отслеживается выполнение работ.

Популярные CASE-средства:

• CASE-Аналитик

• Design/IDEF (IDEF0, IDEF1x, IDEF CPN)

• BPWin, ERWin, OOWin

• ARIS Toolset

• SilverRun

• Oracle Designer2000

• Rational Rose

7. Функционально-ориентированные case - средства и их характеристика.

Функционально-ориентированные средства направлены на разработку автоматизированных систем, реализующих функции, комплексы задач и задачи управления. Разнообразие предметных областей порождает многообразие средств проектирования данного подкласса, ориентированных на тип организационной системы (промышленная, непромышленная сфера), уровень управления (например, предприятие, цех, отдел, участок, рабочее место), функцию управления (планирование, учет и т.п.). К функциональным средствам проектирования систем обработки информации относятся типовые проектные решения, функциональные пакеты прикладных программ, типовые проекты.

Основными идеями функционально-ориентированной CASE технологии являются идеи структурного анализа и проектирования информационных систем. Они заключаются в следующем:

 декомпозиция всей системы на некоторое множество иерархически подчиненных функций;

представление всей информации в виде графической нотации. Систему всегда легче понять, если она изображена графически.

В качестве инструментальных средств структурного анализа и проектирования выступают следующие диаграммы:

BFD (Bussiness Function Diagram) - диаграмма бизнес - функций (функциональные спецификации);

DFD (Data Flow Diagram) - диаграмма потоков данных;

STD (State Transition Diagram) - диаграмма переходов состояний (матрицы перекрестных ссылок);

ERD (Entity Relationship Diagram) - ER-модель данных предметной области (информационно-логические модели "сущность-связь");

SSD (System Structure Diagram) - диаграмма структуры программного приложения.

Диаграммы функциональных спецификаций позволяют представить общую структуру ИС, отражающую взаимосвязь различных задач (процедур) в процессе получения требуемых результатов.