Глава 9. CASE-технологии – инструментарий поддержки жизненного цикла.

Для успешной реализации проекта объект проектирования должен прежде всего адекватно описан, должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели МС. Накопленный к настоящему моменту опыт проектирования ИС показывает, что это логичеки сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до недавнего времени проектирование ИС выполнялось в основном на интуитивном уровне с применением неформализованных методов, основанных на практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных проверках качества функционирования ИС.

Все это способствовало появлению программно- технологических средств специального класса – CASE- средств, реализующих CASE-технологию создания и сопровождения ИС. CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС, а так же набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователя. Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного или объектно- ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Практика разработки сложных систем подтверждает концентрацию сложности на начальных этапах разработки (анализ требований) при относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. На этапе анализа требований приходит понимание того, что будет делать будущая система и каким образом она будет работать, что бы удовлетворить предъявленные к ней требования. Нечеткость и неполнота системных требований, нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования, порождают на последующих этапах трудные, часто неразрешимые проблемы и в конечном счете приводят к неуспеху всей работы в целом.

Однако несмотря на все потенциальные возможности CASE-средств, необходимо отметить следующее: CASE-средства необязательно дают немедленный эффект, он может быть получен только спустя некоторое время. Реальные затраты на внедрение CASE0средств обычно на много превышают затраты на их приобретение. CASE-средства обеспечивают возможности для получения существенной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения.

Для успешного внедрения CASE-средств организация должна обладать следующими качествами: 1. В области технологии. Понимание ограниченности существующих возможностей и способность принять новую технологию. 2. В области культуры. Готовность к внедрению новых процессов взаимоотношений между разработчиками и пользователями. 3. В области управления. Четкое руководство и организованность по отношению к наиболее важным этапам и процессам внедрения.

Успешное внедрение CASE-средств должно обеспечить следующие выгоды: Высокий уровень технологической поддержки процессов разработки и сопровождения ПО. Положительное воздействие на некоторые или все из перечисленных факторов: производительность, качество продукции, соблюдение стандартов, документирование. Приемлемый уровень отдачи от инвестиций в CASE-средства.

9.1. Общая характеристика и классификация CASE- средств. Основная цель CASE состоит в том, чтобы отделить начальные этапы (анализ и проектирование) от последующих этапов разработки, а так же не обременять разработчиков всеми деталями среды разработки и функционирования системы. Чем больший объем работ будет вынесен на этапы разработки и проектирования, тем лучше. При применении этого инструментария отмечается значительный рост производительности труда, составляющий от 100 до 600% в зависимости от объема и сложности работ и опыта использования CASE. При использовании CASE изменяются все фазы ЖЦ, при этом наибольшие изменения касаются фаз анализа и проектирования.

Современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми вудущими западными фирмами. Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими характерными особенностями: - мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие возможности. - интеграция отдельных компонентов CASE-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС. - использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория).

Интегрированное CASE-средство содержит следующие компоненты: - репозиторий, являющийся основой CASE-средства. - графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование иерархически связанных диаграмм. - средства разработки приложений, включая языки 4GL и генераторы кодов. - средства конфигурационного управления. - средства документирования. - средства тестирования. - средства управления проектом. - средства реинжиниринга.

Все современные CASE-средства могут быть классифицорованы по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы ЖЦ. Классификация по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства, решающие небольшие автономные задачи; набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла ИС; полностью интегрированные средства, поддерживающие весь ЖЦ ИС и связанные общим репозиторием.

9.2. Сравнительный анализ средств инструментальной поддержки процесса проектирования ИС Основные средства проектирования ИС. Крупное интегрированное средство проектирования – ARIS. Эта архитектура бизнес-инжиниринга представляет собой модель для управления бизнес-процессами. Концепция ARIS создает направляющие ориентиры для разработки, оптимизации и реализации интегрированных прикладных систем. В то же время она наглядно показывает специалистам по управлению бизнесом, как именно следует рассматривать, анализировать, документировать и внедрять информационные системы.

Функциональные возможности ARIS обеспечивает: - инфраструктуру для полного описания стандартных программных решений. - интеграцию в эту архитектуру наиболее подходящих методов моделирования информационных систем и разработку методов описания бизнес-процессов. - предоставление моделей-прототипов в качестве инструментов управления прикладным ноу-хау, моделирования и анализа системных требований, а так же инструментов, помогающих получить удобную для пользователя навигацию в рамках моделей. - ARIS обеспечивает инфраструктуру для описания сборки программных компонентов, позволяя создавать деловые информационные системы, которые идеально подходят для конфигурирования систем workflow, создания фильтров и определения параметров приложений.

В результате получаются следующие виды моделей ARIS: 1.Функциональные модели. Процессы, преобразующие вход в выход, группируются в функциональную модель. 2.Организационные модели. Служит для описания иерархической структуры организации. 3.Модель данных. Описывают информационный контекст, а так же сообщения, активизирующие функции или активизируемые ими. 4.Модели выходов. Содержат все физические и нефизические входы и выходы, включая потоки денежных средств. 5.Модели управления/модели процесса. В этих моделях соответствующие классы моделируются с учетом их внутреннего взаимоотношения.

Средне интегрированное средство проектирования ИС – Rational Rose. Предназначено для автоматизации этапов анализа и проектирования ПО, а так же для генерации кодов на различных языках и выпуска проектной документации. Использует синтез-методологию объектно-ориентированного анализа и проектирования. В основе работы Rational Rose лежит построение построение различного рода диаграмм и спецификаций, определяющих логическую и физическую структуры модели, ее статические и динамические аспекты. В составе Rational Rose можно выделить 6 основных структурных компонента: репозиторий, графический интерфейс пользователя, средства просмотра проекта, средства контроля проекта, средства сбора статистики и генератор документов. К ним добавляется генератор кодов и анализатор для С++, обеспечивающий реинжиниринг – восстановление модели проекта по исходным текстам программ.

В результате разработки проекта с помощью Rational Rose формируются следующие документы: - диаграммы классов. - диаграммы состояний. - диаграммы сценариев. - диаграммы модулей. - диаграммы процессов. - спецификации классов, объектов, атрибутов и операций. - модель разрабатываемой программной системы.

Малые интегрированные средства проектирования ИС – BPwin. Мощное средство моделирования и документирования бизнес- процессов. Этот продукт использует технологию моделирования IDEF0 – наиболее распространенный стандарт, принятый для моделирования бизнес-процессов. Кроме него так же поддерживает методологии моделирования DFD и IDEF3. Функциональность BPwin заключается в создании моделей, проверке их целостности и согласованности. Обеспечивает логическую четкость в определении и описании элементов диаграмм, а так же проверку целостности связей между диаграммами. Кроме того, BPwin поддерживает пользовательские свойства, которые применяются к элементам диаграмм для описания специфических свойств, присущих данному элементу. Одним из важных средств так же является генератор отчетов.

Малые интегрированные средства проектирования ИС – ERwin. Является наиболее мощным средством для разработки структуры данных как на логическом, так и на физическом уровне. Этот инструмент моделирования полностью поддерживает стандарт IDEF1X и является лидером на рынке инструментов разработки баз данных.Обычно разработка модели базы данных состоит из двух этапов: составление логической модели и создание на ее основе физической модели. ERwin полностью поддерживает такой процесс. Имеет очень удобный пользовательский интерфейс, позволяющий представить базу данных в самых различных аспектах. Так же имеет такие средства визуализации, как «хранимое представление» и «предметная область». ERwin имеет мощные средства визуализации моделей, такие, как использование различных шрифтов, цветов и отображение модели на различных уровнях.

Сравнительный анализ основных CASE-средств. CASE-средства охватывают разнообразную деятельность, от анализа бизнес-структур и бизнес-требований до поддержки жизненного цикла разработки и сопровождения информационных систем, и являются неразрывной связью систем управления организациями и ИС. Сегодня важны не только удобство и скорость работы в тй или иной среде разработки. На первый план выходят аспекты обеспечения качества создаваемых программных продуктов, степень их документированности, легкость сопровождения, и конечно, возможность расширения их функциональности в соответствии с запросами пользователей. CASE-инструментарий призван обеспечить понимание и взаимодействие представителей двух лагерей: аналитиков, описывающих бизнес-процесы,и разработчиков, отвечающих за структуру данных и объектно-ориентированный анализ, проектирование и программирование.

Вспомогательные средства поддержки жизненного цикла ПО. Средства планирования и управления проектом. Наиболее распространенным средством планирования и управления процессом проектирования ИС является Microsoft Project. Средства конфигурационного управления. Цель конфигурационного управления (КУ) – обеспечить управляемость и контролируемость процессов разработки и сопровождения ПО. Для этого необходима точная и достоверная информация о состоянии ПО и его компонент в каждый момент времени, а так же о всех предполагаемых и выполненных изменениях. Наиболее распространенным средством КУ является PVCS фирмы Intersolv (США).

Средства документирования. Для создания документации в процессе создания ИС используются разнообразные средства формирования отчетов, а так же компоненты издательских систем. Обычно средства документирования входят в пакет CASE-средств. Средства тестирования. Под тестированием понимается процесс исполнения программы в целях обнаружения ошибок. Одно из наиболее развитых средств тестирования QA.

9.3. Технология внедрения CASE-средств. Процесс внедрения CASE-средств состоит из следующих этапов: Определение потребностей в CASE- средствах. Оценка и выбор CASE-средств. Выполнение пилотного проекта. Практическое внедрение CASE-средств.

Определение потребностей в CASE-средствах. Анализ возможностей организации. Первым действием данного этапа является анализ возможностей организации в отношении ее технологической базы, персонала и используемого ПО. Такой анализ может быть формальным и неформальным. Определение организационных потребностей. Организационные потребности следуют непосредственно из проблем организации и целей, которых она стремится достичь. Проблемы и цели могут быть связаны с управлением, персоналом или технологией.

Оценка и выбор CASE-средств. Процесс оценки включает следующие действия: Формулировка задачи оценки, включая информацию о цели и масштабах оценки. Определение критериев оценки, вытекающее из определения задачи. Определение средств-кандидатов путем просмотра списка и анализа информации о них. Оценка средств-кандидатов в контексте выбранных критериев. Подготовка отчета по результатам оценки.

Выполнение пилотного проекта. Пилотный проект представляет собой первоначальное реальное использование CASE- средства в предназначенной для этого среде. Он преследует следующие цели: Подтвердить достоверность результатов оценки и выбора. Определить, действительно лиCASE-средство годится для использования в данной организации. Собрать информацию, необходимую для разработки плана практического внедрения. Приобрести собственный опыт использования CASE- средства.

Практическое внедрение CASE-средств. Процесс перехода к практическому использованию СASE-средств начинается с разработки и последующей реализации плана перехода. Он должен включать следующее: Информацию относительно целей, критериев оценки, графика и возможных рисков, связанных с реализацией плана. Информацию относительно приобретения, установки и настройки CASE-средств. Информацию относительно интеграции каждого средства с существующими. Ожидаемые потребности в обучении и ресурсы, используемые в течении и после завершения процесса перехода. Определение стандартных процедур использования средств.