CASE-технологии

На данный момент в технологии разработки программного обеспечения существуют два основных подхода к разработке информационных систем, отличающиеся критериями декомпозиции: функционально-модульный (структурный) и объектно-ориентированный.

Функционально-модульный подход основан на принципе алгоритмической декомпозиции с выделением функциональных элементов и установлением строгого порядка выполняемых действий.

Объектно-ориентированный подход основан на объектной декомпозиции с описанием поведения системы в терминах взаимодействия объектов.

Главным недостатком функционально-модульного подхода является однонаправленность информационных потоков и недостаточная обратная связь. В случае изменения требований к системе это приводит к полному перепроектированию, поэтому ошибки, заложенные на ранних этапах, сильно сказываются на продолжительности и стоимости разработки. Другой важной проблемой является неоднородность информационных ресурсов, используемых в большинстве информационных систем. В силу этих причин в настоящее время наибольшее распространение получил объектно-ориентированный подход.

Под CASE-технологией будем понимать комплекс программных средств, поддерживающих процессы создания и сопровождения программного обеспечения, включая анализ и формулировку требований, проектирование, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом (CASE-средство может обеспечивать поддержку только в заданных функциональных областях или в широком диапазоне функциональных областей) [5].

В связи с наличием двух подходов к проектированию программного обеспечения существуют CASE-технологии ориентированные на структурный подход, объектно-ориентированный подход, а также комбинированные. Однако сейчас наблюдается тенденция переориентации инструментальных средств, созданных для структурных методов разработки, на объектно-ориентированные методы, что объясняется следующими причинами:

· возможностью сборки программной системы из готовых компонентов, которые можно использовать повторно;

· возможностью накопления проектных решений в виде библиотек классов на основе механизмов наследования;

· простотой внесения изменений в проекты за счет инкапсуляции данных в объектах;

· быстрой адаптацией приложений к изменяющимся условиям за счет использования свойств наследования и полиформизма;

· возможностью организации параллельной работы аналитиков, проектировщиков и программистов.

Рассмотренные ранее (см. подразд. 3.1) концепции объектно-ориентированного подхода и распределенных вычислений стали базой для создания консорциума Object Management Group (OMG), членами которой являются более 500 ведущих компьютерных компаний (Sun, DEC, IBM, HP, Motorola и др.). Основным направлением деятельности консорциума является разработка спецификаций и стандартов для создания распределенных объектных систем в разнородных средах. Базисом стали спецификации под названием Object Management Architecture (ОМА).

ОМА состоит из четырех основных компонентов, представляющих спецификации различных уровней поддержки приложений (рис. 5.10):

· архитектура брокера запросов объектов (CORBA — Common Object Request Broker Architecture) определяет механизмы взаимодействия объектов в разнородной сети;

· объектные сервисы (Object Services) являются основными системными сервисами, используемыми разработчиками для создания приложений;

· универсальные средства (Common Facilities) являются высокоуровневыми системными сервисами, ориентированными на поддержку пользовательских приложений (электронная почта, средства печати и др.);

· прикладные объекты (Application Object) предназначены для решения конкретных прикладных задач.

Рис. 5.10. Спецификация ОМА

Исходя из основных положений объектно-ориентированного подхода рассмотрим концепцию идеального объектно-ориентированного CASE-средства.

Существует несколько объектно-ориентированных методов, авторами наиболее распространенных из них являются Г.Буч, Д.Рамбо, И.Джекобсон. В настоящее время наблюдается процесс сближения объектно-ориентированных методов. В частности, указанные выше авторы создали и выпустили несколько версий унифицированного метода UML (Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования).

Классическая постановка задачи разработки программной системы (инжиниринг) представляет собой спиральный цикл итеративного чередования этапов объектно-ориентированного анализа, проектирования и реализации (программирования).

В реальной практике в большинстве случаев имеется предыстория в виде совокупности разработанных и внедренных программ, которые целесообразно использовать при разработке новой системы. Процесс проектирования в таком случае основан на реинжиниринге программных кодов, при котором путем анализа текстов программ восстанавливается исходная модель программной системы.

Современные CASE-средства поддерживают процессы инжиниринга и автоматизированного реинжиниринга.

Рис. 5.11. Идеальное объектно-ориентированное CASE-средство

Идеальное объектно-ориентированное CASE-средство (рис. 5.11) должно содержать четыре основных блока: анализ, проектирование, разработка и инфраструктура [34].

Основные требования к блоку анализа:

· возможность выбора выводимой на экран информации из всей совокупности данных, описывающих модели;

· согласованность диаграмм при хранении их в репозитарии;

· внесение комментариев в диаграммы и соответствующую документацию для фиксации проектных решений;

· возможность динамического моделирования в терминах событий;

· поддержка нескольких нотаций (хотя бы три нотации — Г.Буча, И.Джекобсона и ОМТ).

Основные требования к блоку проектирования:

· поддержка всего процесса проектирования приложения;

· возможность работы с библиотеками, средствами поиска и выбора;

· возможность разработки пользовательского интерфейса;

· поддержка стандартов OLE, ActiveX и доступ к библиотекам HTML или Java;

· поддержка разработки распределенных или двух- и трехзвенных клиент-серверных систем (работа с CORBA, DCOM, Internet).

Основные требования к блоку реализации:

· генерация кода полностью из диаграмм;

· возможность доработки приложений в клиент-серверных CASE-средствах типа Power Builder;

· реинжиниринг кодов и внесение соответствующих изменений в модель системы;

· наличие средств контроля, которые позволяют выявлять несоответствие между диаграммами и генерируемыми кодами и обнаруживать ошибки как на стадии проектирования, так и на стадии реализации.

Основные требования к блоку инфраструктуры:

· наличие репозитория на основе базы данных, отвечающего за генерацию кода, реинжиниринг, отображение кода на диаграммах, а также обеспечивающего соответствие между моделями и программными кодами;

· обеспечение командной работы (многопользовательской работы и управление версиями) и реинжиниринга.

В табл. 5.3 приведен обзор наиболее распространенных объектно-ориентированных CASE-средств [34].

Таблица 5.3

Сравнительный анализ CASE-систем показывает, что на сегодняшний день одним из наиболее приближенных к идеальному варианту CASE-средств является семейство Rational Rose фирмы Rational Software Corporation. Следует отметить, что именно здесь работают авторы унифицированного языка моделирования Г. Буч, Д. Рамбо и И. Джекобсон, под руководством которых ведется разработка нового СASЕ-средства, поддерживающего UML.

Выделим основные критерии оценки и выбора CASE-средств.

1. Функциональные характеристики:

· среда функционирования: проектная среда, программное обеспечение/технические средства, технологическая среда;

· функции, ориентированные на фазы жизненного цикла: моделирование, реализация, тестирование;

· общие функции: документирование, управление конфигурацией, управление проектом;

2. Надежность;

3. Простота использования;

4. Эффективность;

5. Сопровождаемость;

6. Переносимость;

7. Общие критерии (стоимость, затраты, эффект внедрения, характеристики поставщика).

Данные критерии подробно изложены в стандартах IEEE Std 1348—1995. IEEE recommended Practice for the Adoption of Computer — Aided Software Engineering (CASE) Tools и IEEE Std 1209—1992 Recommended Practice for the Evaluation and Selection of CASE Tools.