Тема 9. Засоби автоматизації проектування баз даних

1. CASE-технології

2. RAD-технології та компонентно-орієнтовані технології

CASE-технології

Проблеми автоматизації проектування інформаційних систем викликали необхідність в програмно-технологічних засобах спеціального класу − CASE-засобах (Computer Aided Software Engineering). CASE-технологія являє собою сукупність методів проектування програмного забезпечення, а також набір інструментальних засобів, які дозволяють у наочній формі моделювати предметну область, аналізувати цю модель на всіх стадіях розробки і супроводження програмного забезпечення і розробляти застосування згідно з інформаційними потребами користувачів.

Методологія CASE-технологій ґрунтується на спадному підході до проектування і дає змогу стежити за всіма етапами життєвого циклу інформаційної системи або її окремих задач. Сутність спадного підходу до проектування полягає в тому, що під час реалізації системи її характеристики конкретизуються все більше і більше.

Переваги від застосування CASE-технологій при проектуванні інформаційних систем полягають у такому:

· прискорюється та полегшується процес розробки, підвищується якість розроблюваних інформаційних систем;

· з'являється можливість переносу застосувань із середовища однієї СУБД в іншу за рахунок перетворення концептуальної моделі на фізичну і навпаки;

· з'являється можливість проведення більш досконалого моделювання системи на початкових етапах розробки.

У табл. 9.1 наведено, порівняння якісних змін процесу розробки інформаційної системи при переході до використання CASE-засобів.

Таблиця 9.1

Порівняння трудомісткості традиційної розробки інформаційної системи і розробки із застосуванням

CASE-засобів

Одним з напрямів застосування CASE-засобів є інформаційне проектування, яке реалізує методики проектування БД. Крім того CASE-засоби забезпечують проектування застосувань.

Інструментальні CASE-засоби складаються з таких компонентів:

· графічні засоби, які призначені для розробки структурних діаграм;

· блоки дизайну і створення звітів для розробки інформаційних форматів вводу/виводу й інтерфейсів користувача;

· інтегрований архів (репозиторій) для збереження даних проекту системи зі словником даних;

· генератор програмної документації; − засоби для забезпечення повністю автоматизованої перевірки несуперечливості системи, її синтаксису і повноти.

В базі даних CASE-системи зберігаються дані, які відносяться до різних етапів життєвого циклу розробки програмного забезпечення: планування, збору і аналізу вимог, проектування, реалізації, тестування, супроводження і документування.

В середовищі розробки CASE проектувальники БД і застосувань використовують CASE-інструментарій для зберігання опису схеми БД, елементів даних, прикладних процесів, екранів, звітів та інших даних, які зв'язані з процесом розробки. CASE-інструментарій інтегрує всю інформацію розробки системи в єдиному репозиторії, який адміністратор БД може перевіряти на несуперечливість і точність, і у разі потреби, виконувати виправлення.

Репозиторій −застосування БД,яке забезпечуєзберігання і обробку даних і метаданих, а також їх представлення по запитах. Репозиторії можуть підтримувати різні представлення даних і метаданих, що зберігаються, множину їх версій, відображати еволюцію структури даних і метаданих.

Метадані −дані про дані,які описують їх склад іструктуру, формат представлення, методи доступу і необхідні для цього повноваження користувачів, місце зберігання, семантику даних і т.ін.

Метадані виконують такі функції:

· описують властивості інформаційної системи, її механізми й інформаційні ресурси в CASE-середовищах;

· використовуються для обміну відомостями між різними інструментами CASE і/або застосуваннями інформаційної системи;

· є джерелами відомостей про властивості і зміст інформаційних ресурсів для механізмів управління даними в інформаційних системах;

· забезпечують механізми інтеграції інформаційних ресурсів з різних джерел відомостями про властивості цих ресурсів;

· є джерелом інформації, яка необхідна для перебудови інформаційних систем;

· забезпечують представлення відомостей про систему, її ресурси для різних застосувань і користувачів.

Крім того CASE-інструментарій розширює і покращує якість взаємодії між адміністратором БД, прикладними програмістами і користувачами. Адміністратор БД за допомогою CASE-інструментарію може перевіряти схеми даних для застосувань, стежити за виконанням умов про найменування, дублювання елементів даних, перевіряти використання правил для елементів даних. CASE-засоби дозволяють каскадно передавати виправлення по всій інфраструктурі застосування, що значно спрощує роботу з впровадження системи БД.

Серед інструментальних CASE-систем розрізняють інтегровані комплекси інструментальних засобів для автоматизації всіх етапів життєвого циклу інформаційної системи (Workbench) і спеціалізовані інструментальні засоби для виконання окремих функцій (Tools).

Сучасні CASE-системи є або структурними, або об'єктно-орієнтованими.

У структурному підході до аналізу та проектування застосовуються такі види моделей:

· DFD (Data Flow Diagrams) − діаграми потоків даних;

· SADT (Structured Analysis and Design Technique − метод структурного аналізу і проектування) − моделі і відповідні функціональні діаграми;

· ERD (Entity-Relationships Diagrams) − діаграми "суть-зв'язок".

Діаграми потоків даних є основним засобом моделюванняфункціональних вимог до системи, що проектується. Ці вимоги представляються у вигляді ієрархії функціональних компонентів, які зв'язані потоками даних (рис.9.1).

Специфікація процесів представляється у виглядітекстового опису, схем алгоритмів, псевдокодів і т.ін. Словник термінів являє собою короткий опис основних понять,яківикористовуються при створенні специфікації. Діаграма переходів станів демонструє поведінку системи,щорозробляється. Моделювання даних виконується за допомогою ER-діаграм. Головна мета такого представлення − продемонструвати, як кожен процес перетворює свої вхідні дані у вихідні, а також виявити зв'язки між цими процесами.

Функціональні моделі SADTпризначені для описуфункціональної структури системи, що проектується.

Крім DFD для функціонального структурного і потокового моделювання застосовуються методики IDEF0 і IDEF3.

DFD

Контекстна діаграма

Процес

Рис. 9.1. Елементи специфікації методологій структурного аналізу і проектування інформаційних систем, які засновані на потоках даних

Серед об'єктно-орієнтованих моделей найбільш відомими є моделі побудовані за допомогою мови моделювання UML (Unified Modeling Language − уніфікована мова моделювання). Словник UML утворюють предмети, відношення, діаграми. Предмети розрізняють структурні, поведінки, групуючі і пояснюючі. Відношення існують таких видів: залежності, асоціації, узагальнення і реалізації. Проект інформаційної системи, який створюється за допомогою UML складається з діаграм: прецендентів використання, класів, станів, активності, слідування, співробітництва, компонентів, розміщення.

Основними компонентами об'єктно-орієнтованої CASE-системи є такі:

· репозиторій, який представляє об'єктно-орієнтовану БД;

· графічний інтерфейс користувача;

· засоби перегляду проекту, які дозволяють переміщуватися по елементах проекту, в тому числі по ієрархії класів і підсистем, переключення між видами діаграм;

· засоби контролю проекту;

· засоби збору статистики;

· генератор документів, який дозволяє формувати тексти вихідних документів на основі інформації з репозиторія. Об'єктний підхід одночасно є і структурним, оскільки задовольняє основним його критеріям (розбиття на чорні скринькі, ієрархія, графічна нотація). Він також використовує діаграми потоків даних, діаграми "сутність-зв'язок", діаграми переходів станів.

Засоби моделювання даних інтегруються з іншими моделями проектування (діаграми потоків даних, об'єктно-орієнтоване моделювання і т.ін.) на основі розширених можливостей репозиторіїв, а також принципів і середовищ інтеграції CASE.