Предыдущая часть

Консалтинг при автоматизации предприятий:
подходы, методы, средства

14.3. Состав, структура и функциональные особенности CASE-средств 

CASE-средства служат инструментарием для поддержки и усиления методов структурного анализа и проектирования. Эти инструменты поддерживают работу пользователей при создании и редактировании графического проекта в интерактивном режиме, ониспособствуют организации проекта в виде иерархии уровней абстракции,выполняют проверки соответствия компонентов.Фактически CASE-средства представляют собой новый тип графически-ориентированных инструментов, восходящих к системе поддержки ЖЦ ПО.Обычно к ним относят любое программное средство, обеспечивающее автоматическую помощь при разработке ПО,его сопровождении или деятельности по управлению проектом,и проявляющее следующие дополнительные черты:

• мощная графика для описания и документирования систем ПО, а такжедля улучшения интерфейса с пользователем, развивающая творческие возможности специалистов и не отвлекающая их от процесса проектированияна решение второстепенных вопросов;
• интеграция,обеспечивающая легкость передачи данных между средствами и позволяющая управлять всем процессом проектирования и разработки ПО непосредственно через процесс планирования проекта;
• использование компьютерного хранилища (репозитария) для всей информации о проекте, которая может разделяться между разработчиками и исполнителями как основа для автоматического продуцирования ПО и повторного его использования в будущих системах.

Помимо перечисленных основополагающих принципов графической ориентации, интеграции и локализации всей проектной информации в репозитарии в основе концептуального построения CASE-средств лежат следующие положения:

1. Человеческий фактор, определяющий разработку ПО как легкий,удобный и экономичный процесс.
2. Широкое использование базовых программных средств, получившихмассовое распространение в других приложениях (БД и СУБД, компиляторыс различных языков программирования, отладчики, документаторы, издательские системы, оболочки экспертных систем и базы знаний, языкичетвертого поколения и др.).
3. Автоматизированная или автоматическая кодогенерация,выполняющаянесколько видов генерации кодов: преобразования для получения документации, формирования БД,ввода/модификации данных,получения выполняемыхмашинных кодов из спецификаций ПО, автоматической сборки модулей изсловарей и моделей данных и повторно используемых программ, автоматической конверсии ранее используемых файлов в форматы новых требований.
4. Ограничение сложности, позволяющее получать компоненты, поддающиеся управлению, обозримые и доступные для понимания, а также обладающие простой и ясной структурой.
5. Доступность для разных категорий пользователей.
6. Рентабельность.
7. Сопровождаемость,обеспечивающая способность адаптации при изменении требований и целей проекта.

Интегрированный CASE-пакет содержит четыре основные компоненты:

1) Средства централизованного хранения всей информации о проектируемом ПО в течении всего ЖЦ (репозитарий) являются основой CASE-пакета. Соответствущая БД должна иметь возможность поддерживать большую систему описаний и характеристик и предусматривать надежные меры позащите от ошибок и потерь информации. Репозитарий должен обеспечивать:

• инкрементный режим при вводе описаний объектов;
• распространение действия нового или скорректированного описания на информационное пространство всего проекта;
• синхронизацию поступления информации от различных пользователей;
• хранение версий проекта и его отдельных компонент;
• сборку любой запрошенной версии;
• контроль информации на корректность, полноту и состоятельность.

2) Средства ввода предназначены для ввода данных в репозитарий, а также для организации взаимодействия с CASE-пакетом. Этисредства должны поддерживать различные методологии и использоватьсяна всем ЖЦ разными категориями разработчиков: аналитиками,проектировщиками, инженерами, администраторами и т. д.

3) Средства анализа, проектирования и разработки предназначены длятого, чтобы обеспечить планирование и анализ различных описаний, а также их преобразования в процессе разработки.

4) Средства вывода служат для документирования, управления проектами кодовой генерации.

Все перечисленные компоненты в совокупности должны:

• поддерживать графические модели;
• контролировать ошибки;
• организовывать и поддерживать репозитарий;
• поддерживать процесс проектирования и разработки.

14.4. Поддержка графических моделей

Графическая ориентация CASE заключается в том, что программы являются схематическими проектами и формами, которые много проще в использовании, чем многостраничные описания. Для представления программ применяются структурные диаграммы различных типов, дополнительное достоинство которых заключается в их использованиии в качестве наглядной “двумерной” документации по проекту.

Для CASE существенны 4 типа диаграмм: диаграммы функционального проектирования (для этих целей наиболее часто употребляются DFD - диаграммы потоков данных), диаграммы моделирования данных (как правило, ERD - диаграммы “сущность-связь”), диаграммы моделирования поведения (как правило, STD - диаграммы переходов состояний) и структурные диаграммы (карты), применяющиеся на этапе проектирования и описывающие отношения между модулями и внутримодульную структуру. Создание и модификация подобных диаграмм осуществляется с помощью специальных графических редакторов (диаграммеров), являющихся сервисными средствами на этапах анализа требований и проектирования спецификаций. Современные диаграммеры обеспечивают:

• создание иерархически связанных диаграмм, в которых комбинируются графические и текстовые объекты;
• создание и редактирование объектов в любом месте диаграммы;
• создание, перемещение и выравнивание групп объектов, изменение их размеров, масштабирование;
• сохранение связей между объектами при их перемещении и изменении размеров;
• автоматический контроль ошибок и др.

Реализация подобных возможностей позволяет пользователю целиком сосредоточится на собственно проектировании, не отвлекаясь на решение второстепенных вопросов, связанных с размещением элементов диаграмм, их компоновкой и т.п.

Полученные диаграммы дают ясное понимание и решение проблемы, позволяют проанализировать функционирование создаваемого ПО, фиксируют связи между разработчиками, пользователями и руководителями, обеспечивают стандартизацию представления структуры программы и данных.

14.5. Контроль ошибок

Важность контроля ошибок на этапах анализа требований и проектирования спецификаций обуславливается возможностью их автоматического обнаружения на ранних этапах ЖЦ. CASE обеспечивает автоматическую верификацию и контроль проекта на полноту и состоятельность на ранних этапах ЖЦ, что влияет на успех разработки в целом. В подтверждение этого можно привести следующие статистические данные, основанные на отчетах фирмы TRW по анализу 5 крупных проектов:

• при традиционной организации работ ошибки проектирования и кодирования составляют, соответственно, 64% и 32% от общего числа ошибок;
• ошибки проектирования в 100 раз труднее обнаружить на этапе сопровождения ПО, чем на этапах анализа требований и проектирования спецификаций.

В CASE диаграммеры и верификаторы способны осуществлять следующие типы контроля:

1) Контроль синтаксиса диаграмм и типов их элементов. Обычно такой контроль осуществляется при вводе и редактировании элементов диаграмм. Примеры контролируемых ситуаций:

• по синтаксису: любой функциональный элемент диаграммы должен иметь по крайней мере один входной и один выходной поток; два элемента данных не могут быть непосредственно связаны;
• по типам: функциональный элемент должен всегда использоваться для представления процедурной компоненты; поток данных всегда должен быть представлен компонентой данных.

2) Контроль полноты и состоятельности диаграмм: все элементы диаграмм должны быть идентифицированы и отражены в репозитарии. Например, для DFD контролируются неименованные или несвязанные потоки данных, процессы и хранилища данных; источники и стоки данных (внешние сущности) вне контекстной диаграммы; хранилища данных на контекстной диаграмме и т.п. При анализе словаря данных необходимо выявлять циклические определения, эквивалентные определения, неопределенные объекты.

3) Контроль декомпозиции функций включает оценку качества на основе различных метрик ПО и частичный семантический контроль.

4) Сквозной контроль диаграмм одного или различных типов на предмет их состоятельности по уровням - вертикальное и горизонтальное балансирование диаграмм. При вертикальном балансировании (диаграммы одного типа) выявляются несбалансированные потоки данных между детализируемой и детализирующей диаграммами. Горизонтальное балансирование определяет некорректности между DFD, ERD, STD, словарями данных и миниспецификациями процессов. Так при балансировании DFD-ERD контролируется соответствие каждого хранилища данных на DFD сущности или отношению на ERD. Контроль DFD-STD осуществляется по следующим правилам: каждый управляющий процесс на DFD детализируется спецификацией управления STD, и наоборот, каждой STD должен соответствовать управляющий процесс; каждое условие (действие) в STD должно соответствовать входному (выходному) управляющему потоку на DFD, и наоборот, каждому управляющему потоку в зависимости от его направленности должно соответствовать условие/действие на STD. При балансировании DFD-словарь данных-миниспецификация доложны проверяться следующие правила:

• каждый поток и хранилище данных должны быть определены в словаре данных (контроль неопределенных значений), и наоборот, каждое определение в словаре должно быть отражено на диаграмме, в миниспецификации или другом определении (контроль неиспользуемых значений);
• каждый процесс на DFD должен детализироваться с помощью DFD или миниспецификации (но не тем и другим одновременно), и наоборот, каждая миниспецификация должна соответствовать единственному процессу;
• ссылки к данным в миниспецификациях должны соответствовать объектам на диаграммах и в словаре данных;
• по возможности должна контролироваться семантика миниспецификации: например, если входные и/или выходные потоки связаны с хранилищем данных, то это должно быть отражено в миниспецификации (операторами READ, GET, WRITE, PUT и т.п.).

Продолжение книги