CASE - средства Преподаватель: Тихонов И.Н Студент: Корабельникова К.А. Группа: М-56052 Министерство образования и науки РФ ФГАОУ ВПО « УрФУ имени первого. - презентация

1 CASE - средства Преподаватель: Тихонов И.Н Студент: Корабельникова К.А. Группа: М Министерство образования и науки РФ ФГАОУ ВПО « УрФУ имени первого Президента РФ Б. Н. Ельцина » Кафедра « Электронное машиностроение »

2 CASE - средства CASE ( англ. Computer-Aided Software Engineering ) – автоматизированная разработка программного обеспечения. CASE-средства – это набор инструментов и методов программной инженерии, предназначеный для проектирования программного обеспечения, который помогает обеспечить высокое качество программ, отсутствие ошибок и простоту в обслуживании программных продуктов.

3 История возникновения CASE- средств Тенденции развития современных информационных технологий приводят к постоянному возрастанию сложности информационных систем, создаваемых в различных областях науки. Для успешной реализации проекта объект проектирования должен быть, прежде всего, адекватно описан, должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели системы. Накопленный к настоящему времени опыт проектирования показывает, что это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Кроме того, в процессе создания ИС, потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение(поддержку) таких систем.

4 История возникновения CASE- средств В 70–80-х г.г. при проектировании АСУ применялись в основном "ручные" способы разработки проекта. Неавтоматизированное проектирование порождало ряд следующих существенных проблем: - неадекватную спецификацию требований; - неспособность разработчиков обнаруживать ошибки в проектных решениях; - низкое качество проектной и эксплуатационной документации; - затяжной цикл проектирования; - неудовлетворительные результаты тестирования. Данные факторы, а также стремление автоматизировать труд разработчика способствовали появлению программно-технологических средств специального класса - CASE-средств.

5 CASE – модель жизненного цикла ПО CASE-технологии предлагают новый, основанный на автоматизации, подход к концепции ЖЦ ПО. При использовании CASE изменяются все фазы ЖЦ, при этом наибольшие изменения касаются фаз анализа и проектирования. На рис.1 приводится простейшая модель ЖЦ и соответствующая CASE-модель, в которой фаза прототипирования заменяет традиционную фазу системного анализа: Прототипи́рование ( англ. prototyping) это быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом. Необходимо отметить, что наиболее автоматизируемыми фазами являются фазы контроля проекта и кодогенерации (хотя все остальные фазы также поддерживаются CASE-средствами).

6 Рис.1 Модели жизненного цикла ПО АНАЛИЗ СОПРОВОЖДЕНИЕ ТЕСТИРОВАНИЕ КОДИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕСПЕЦИФИКАЦИЙ КОНТРОЛЬ ПРОЕКТА КОДОГЕНЕРАЦИЯ СИСТЕМНОЕТЕСТИРОВАНИЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ПРОТОТИПИРОВАНИЕ

7 Оценки трудозатрат по фазам Традиционная разработка ИспользованиеCASE-технологий АнализПроектированиеКодированиеТестирование 20%15%25%40% АнализПроектированиеКодированиеТестирование 40% 5%15%

8 Соответствие по этапам разработки Традиционная разработкаCASE 1. «Бумажные спецификации»Быстрое прототипирование 2. Ручное кодированиеАвтоматическая кодогенерация 3. Ручное документированиеАвтоматическая генерация документации 4. Тестирование кодовАвтоматический контроль проекта 5. Сопровождение кодовСопровождение спецификаций проектирования

9 Функции CASE- средств анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования Выполнение каждой функции обеспечивает своя группа CASE-средств

10 Функции PDM- системы Анализа и проектирования Целью средств данной группы является определение системных требований и свойств, которыми система должна обладать, а также создание проекта системы, удовлетворяющей этим требованиям и обладающей соответствующими свойствами. На выходе создаются спецификации компонентов системы и интерфейсов, связывающих эти компоненты, а также калька архитектуры системы и детальная калька проекта, включающая алгоритмы и определения структур данных. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

11 Функции PDM- системы Проектирования баз данных Средства данной группы обеспечивают логическое моделирование данных, автоматическое преобразование моделей данных в Третью Нормальную Форму, автоматическую генерацию схем БД и описаний форматов файлов на уровне программного кода анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

12 Функции PDM- системы Разработки приложений (программирование) Средства этой группы поддерживают этапы программирования и тестирования, а также автоматическую кодогенерацию из спецификаций, получая полностью документированную выполняемую программу. В эту группу средств включены и традиционные генераторы кодов, анализаторы кодов (как в статике, так и в динамике), генераторы наборов тестов, анализаторы покрытия тестами, отладчики. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

13 Функции PDM- системы Реинжиниринга К таким средствам относятся документаторы, анализаторы программ, средства реструктурирования и реинжениринга. Их целью является корректировка, изменение, анализ, преобразование и реинжениринг существующей системы. Средства позволяют осуществлять поддержку всей системной документации, включая коды, спецификации, наборы тестов; контролировать покрытие тестами для оценки полноты тестируемости; управлять функционированием системы и т.п. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

14 Функции PDM- системы Окружения Средства поддержки платформ для интеграции, создания и придания товарного вида CASE-средствам анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

15 Функции PDM- системы Планирования и управления проектом Средства, поддерживающие планирование, контроль, руководство, взаимодействие, т.е. функции, необходимые в процессе разработки и сопровождения проектов. анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

16 Функции PDM- системы Тестирования Средства итогового тестирования и анализа ошибок анализа и проектирования проектирования баз данных разработки приложений ( программирование ) реинжиниринга окружения планирования и управления проектом тестирования

17 Тест 1 Вопрос 1. Вопрос 1. Стремление автоматизировать труд разработчика при разработке проекта ИС способствовало появлению программно-технологических средств специального класса. Результатом стало появление систем…(англ. аббревиатура)

18 Тест 1 Вопрос 2. Вопрос 2. Какие проблемы возникали при неавтоматизированном проектировнаии (ручном): Неадекватная спецификация требований Неспособность разработчиков обнаруживать ошибки в проектных решениях ошибки в проектных решениях Управление качеством Расходуемые безвозвратно Расходуемые возобновляемые

19 Тест 1 Вопрос 3. Вопрос 3. Наиболее автоматизируемыми фазами ЖЗ ПО являются фазы: Контроль проекта Тестирование Кодогенерация Сопровождение Проектирование спецификаций

20 Тест 1 Вопрос 4. Вопрос 4. При разработке проекта с применением CASE-средств, основные усилия приходятся на фазу: Анализ Кодирование Проектирование Тестирование

21 Тест 1 Вопрос 5. Вопрос 5. При традиционной разработке проекта, основные усилия приходятся на фазу: При традиционной разработке проекта, основные усилия приходятся на фазу: Анализ Кодирование Проектирование Тестирование

22 Тест 1 Вопрос 6. Вопрос 6. Какая группа средств поддерживает этапы программирования и тестирования, а также автоматическую генерацию из спецификаций: Какая группа средств поддерживает этапы программирования и тестирования, а также автоматическую генерацию из спецификаций: Анализа и проетирования Проетирования баз данных Разработки приложений Реинжиниринга Тестирования

23 Тест 1 Вопрос 7. Вопрос 7. Группа средств, выполняющая какую функцию, обеспечивает создание спецификаций : Группа средств, выполняющая какую функцию, обеспечивает создание спецификаций : Анализа и проетирования Проетирования баз данных Разработки приложений Реинжиниринга Тестирования

24 Тест 1 Вопрос 8. Вопрос 8. Установите для каждого этапа ручной разработки проекта соответствующий этап разработки с применением CASE-средств: Установите для каждого этапа ручной разработки проекта соответствующий этап разработки с применением CASE-средств: 1) 1) «Бумажные» спецификации 2) 2) Ручное кодирование 3) 3) Тестирование кодов Быстрое прототипирование Автоконтроль проекта 4) 4) Сопровождение кодов Автогенерация документации Сопровождение спецификаций проектирования Автоматическая кодогенерация

25 Тест 1 Вопрос 9. Вопрос 9. Расположите в правильной последовательности этапы ЖЦ ПО при ручной разработке: Расположите в правильной последовательности этапы ЖЦ ПО при ручной разработке: 1) Анализ 2) Тестирование 3) Сопровождение 4) Проектирование 5) Кодирование

26 Тест 1 Вопрос 10. Вопрос 10. Быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом аббревиатуры - это ……… Быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом аббревиатуры - это ………

27 Тест 1. Результат Количество ошибок: Количество ошибок:

28 CASE – средства : - цель - классификация - плюсы и минусы

29 Цель CASE- средств Добиться резкого роста производительности труда в инженерии программного и информационного обеспечения, облегчить работу программистов, проектировщиков, аналитиков и руководителей проектов.

30 Классификация CASE- средств С точки зрения реализуемых функций и структурной организации (конструктивной реализации) все CASE- системы можно классифицировать: - по типам - по категориям - по уровням.

31 Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE- средств в технологическом процессе и подразделяет их на следующие группы : анализа и проектирования ( BPWin, CASE. Аналитик, DESIGNER /2000, Silverrun, Vantage Team Builder и др.) проектирования баз данных ( ERWin, S - Designor, PRO - IV, CASE. Синтез ++ и др.) разработки приложений ( программирование ) (SQL Windows, PowerBuilder, Delphi и др.) Реинжиниринга ( PRO - IV, ORACLE * CASE, Rational Rose, Object Team ) Окружения ( PVCS, SoDA ) планирования и управления проектом ( MS Project, SE Companion ); средства тестирования ( Quality Works ) Классификация по типам :

32 Классификация по категориям : Классификация по категориям определяет уровень интеграции по выполняемым функциям и выделяет: вспомогательные ( библиотечные ) программы (tools); пакет разработчика, библиотека программ (toolkit); инструментальное средство (work b ench – " верстак ");

33 Классификация по категориям : Категория tools Категория toolkit Категория workbench Категория tools обозначает вспомогательный пакет, решающий небольшую автономную задачу, принадлежащую процессу или проблеме более высокого уровня (QW, SoDA, PVCS).

34 Классификация по категориям : Категория toolkit представляет собой объединение интегрированных программных средств, которые обеспечивают автоматизированную поддержку одной фазы ЖЦ или разработке определенного вида обеспечения АСОИУ, например: системный анализ, проектирование базы данных, разработка программ (CASE.Аналитик, BPWin, ERWin). Категория tools Категория toolkit Категория workbench

35 Классификация по категориям : Категория workbench представляет собой программные средства, которые: поддерживают автоматизированные процессы системного анализа, проектирования и разработки ИО и ПО; ориентированы на определенную методологию проектирования; используют общее хранилище проектной информации; автоматически передают системную информацию между этапами разработки. Workbench по сравнению с toolkit обладает более высокой степенью интеграции выполняемых функций, большей самостоятельностью и автономностью использования (ORACLE*CASE, ORACLE*Forms, PRO-IV). Категория tools Категория toolkit Категория workbench

36 Классификация по уровням : Классификация по уровням связана с областью действия CASE в пределах жизненного цикла. В рамках данной классификации можно выделить следующие уровни группирования CASE-систем: верхний (upper) – планирование (MS Project, SE Companion); средний (middle) – анализ и проектирование ( CASE. Аналитик, DESIGNER /2000, Silverrun ); нижний (lower) – разработка (Uniface, JAM, PowerBuilder, Delphi).

37 Классификация по уровням : Верхние (upper) CASE призваны повысить эффективность деятельности как руководителей организаций-заказчиков АСОИУ, так и руководителей проекта путем сокращения затрат времени на определение стратегии создания АСОИУ в целом и выработку общего плана действий. Верхние CASE Средние CASE Нижние CASE

38 Классификация по уровням : Средние CASE считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры ПО. Их использование существенно сокращает цикл разработки проекта, при этом важную роль играет возможность накопления и хранения знаний. Это позволяет использовать накопленные решения и при создании других проектов, обеспечивает возможность быстрого создания прототипа и документирования проекта. Верхние CASE Средние CASE Нижние CASE

39 Классификация по уровням : Нижние CASE реализуют компоненты для создания групп системных спецификаций, используемых для генерации программ, баз данных и пользовательской документации. Верхние CASE Средние CASE Нижние CASE

40 Практическое внедрение case-технологии в организациях- разработчиках ПО связано с рядом проблем. Несмотря на все потенциальные возможности case-средств, существует множество примеров их неудачного внедрения, в результате чего создание с их помощью ПО становится "полочным" (shelfware). В связи с этим необходимо отметить следующее: case-средства не обязательно дают немедленный эффект; результат может быть получен только спустя какое-то время; реальные затраты на внедрение case-средств обычно намного превышают затраты на их приобретение; case-средства обеспечивают возможности для получения существенной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения. Ввиду разнообразной природы case-средств было бы ошибочно делать безоговорочные утверждения относительно реального удовлетворения тех или иных ожиданий от их внедрения. Особенности внедрения

41 Отметим факторы, усложняющие определение возможного эффекта от использования case-средств: относительно небольшое время использования case-средств в различных организациях и недостаток опыта их применения; разнообразие практики внедрения case-средств в различных организациях; отсутствие детальных метрик и данных для уже выполненных и текущих проектов; широкий диапазон предметных областей проектов;различная степень интеграции case-средств в различных проектах. Вследствие этих сложностей доступная информация о реальных внедрениях крайне ограниченна и противоречива. Она зависит от типа средств, характеристик проектов, уровня сопровождения и опыта пользователей. Некоторые аналитики полагают, что реальная выгода от использования case-средств может быть получена только после одно- или двухлетнего опыта.

42 Достоинства CASE- средств возможность наглядно представить общую картину функционирования автоматизируемой предметной области; возможность наглядно представить и исследовать модель будущей ИС задолго до ее фактической реализации; возможность эффективно перевести информационную систему в архитектуру "клиент-сервер"

43 Недостатки CASE- средств высокая начальная стоимость программных и аппаратных средств для внедрения CASE; отсутствие функционально полных систем, стандартов для обмена информацией между разными CASE; необходимость дополнительного обучения и тренировки различных категорий специалистов, которые имеют какое-либо отношение к процессу разработки ИС и ПО.

44 CASE- средства сейчас В середине 1980-х годов появились первые продукты, реализующие CASE-технологию. Началом появления на российском рынке первых CASE-средств принято считать 1992 год. В настоящее время выбор CASE-средств на рынке очень велик. Среди наиболее известных выделяют ERWin, BPwin, Rational Rose, Together Control Center, SDE for Visual Studio.Net и свыше 500 других. Самым конкурентноспособным русским CASE-средством является CASE.Аналитик. В качестве основной перспективы развития CASE в настоящее время рассматривается интеграция средств поддержки разработки баз данных и знаний, а также создание "фабрик" по производству ПО и ИО АСОИУ. Кроме того, активно ведутся работы по созданию мощного многопользовательского микрокомпьютерного применения CASE.

45 Тест 2 Вопрос 1. Вопрос 1. Какие программы относятся к CASE-средствам группы окружения: Какие программы относятся к CASE-средствам группы окружения: PVCS CASE.Аналитик SoDA Rational Rose

46 Тест 2 Вопрос 2. Вопрос 2. Подразделение CASE-средств на верхние, нижние и средние производят при классификации по (ответ дать в нужном падеже с маленькой буквы): …… Подразделение CASE-средств на верхние, нижние и средние производят при классификации по (ответ дать в нужном падеже с маленькой буквы): ……

47 Тест 2 Вопрос 3. Вопрос 3. Первые CASE-средства на российском рынке появились: Первые CASE-средства на российском рынке появились: 1989 г г г г

48 Тест 2 Вопрос 4. Вопрос 4. Какое из приведенных CASE-средств поддерживает возможность интеграции? Какое из приведенных CASE-средств поддерживает возможность интеграции? BPWin 2.5 Rational Rose ErWin Together 4.2

49 Тест 2 Вопрос 5. Вопрос 5. Установите соответствие между уровнем CASE-средства и областью его применения Установите соответствие между уровнем CASE-средства и областью его применения 1) Верхний 2) Средний 3) Нижний Быстрое прототипирование Автоконтроль проекта Автогенерация документации Сопровождение спецификаций проектирования Автоматическая кодогенерация

50 Тест 2 Вопрос 6. Вопрос 6. Сколько основных факторов усложняет определение возможного эффекта от использования case-средств Сколько основных факторов усложняет определение возможного эффекта от использования case-средств

51 Тест 2 Вопрос 7. Вопрос 7. Какая категория CASE обозначает вспомогательный пакет, решающий небольшую автономную задачу : Какая категория CASE обозначает вспомогательный пакет, решающий небольшую автономную задачу : tools toolkit workbench

52 Тест 2 Вопрос 8. Вопрос 8. Насколько реальные затраты на внедрение case- средств обычно превышают затраты на их приобретение? Насколько реальные затраты на внедрение case- средств обычно превышают затраты на их приобретение? намного одинаковые затраты мало

53 Тест 2 Вопрос 9. Вопрос 9. Используются ли CASE-средства для перевода информационной системы в архитектуру "клиент- сервер" Используются ли CASE-средства для перевода информационной системы в архитектуру "клиент- сервер" Да Нет Нет, но ведутся разработки для этого

54 Тест 2 Вопрос 10. Вопрос 10. Укажите недостатки CASE-средств: Укажите недостатки CASE-средств: Высокая начальная стоимость программных и аппаратных средств для внедрения CASE Необходимость дополнительного обучения и тренировки различных категорий специалистов, которые имеют какое-либо отношение к процессу разработки ИС и ПО Отсутствие функционально полных систем, стандартов для обмена информацией между разными CASE Возможность наглядно представить общую картину функционирования автоматизируемой предметной области Возможность наглядно представить и исследовать модель будущей ИС задолго до ее фактической реализации будущей ИС задолго до ее фактической реализации

55 Тест 2. Результат Количество ошибок: Количество ошибок:

56 Поздравляем ! Обучение закончено

57 Эволюция CASE - средств С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений ручных применений методологий структурного анализа и проектирования х годов за счет их автоматизации и интеграции поддерживающих средств. Таким образом CASE-технологии не могут считаться самостоятельными методологиями, они только делают более эффективными пути их применения. CASE - не революция в программотехнике: современные СASE-средства являются естественным продолжением эволюции всей отрасли средств разработки ПО. Традиционно выделяют шесть периодов, качественно отличающихся применяемой техникой и методами разработки ПО, которые характеризуются использованием в качестве инструментальных следующих средств: ассемблеров, дампов памяти, анализаторов; компиляторов, интерпретаторов, трассировщиков; символических отладчиков, пакетов программ; систем анализа и управления исходными текстами; CASE-средств анализа требований, проектирования спецификаций иструктуры, редактирования интерфейсов (первая генерация CASE-I); CASE-средств генерации исходных текстов и реализации интегрированного окружения поддержки полного жизненного цикла (ЖЦ) разработки ПО(вторая генерация CASE-II).

58 Эволюция CASE - средств CASE-I является первой технологией, адресованной непосредственно системным аналитикам и проектировщикам, и включающей средства для поддержки графических моделей, проектирования спецификаций, экранных редакторов и словарей данных. Она не предназначена для поддержки полного ЖЦ и концентрирует внимание на функциональных спецификациях и начальных шагах проекта - системном анализе, определении требований, системном проектировании, логическом проектировании БД. CASE-II отличается значительно более развитыми возможностями, улучшенными характеристиками и исчерпывающим подходом к полному ЖЦ. В ней в первую очередь используются средства поддержки автоматической кодогенерации, а также обеспечивается полная функциональная поддержка для порождения графических системных требований и спецификаций проектирования ; контроля, анализа и связывания системной информации, а также информации по управлению проектированием ; построения прототипов и моделей системы ; тестирования, верификации и анализа сгенерированных программ ; генерации документов по проекту ; контроля на соответствие стандартам по всем этапам ЖЦ. CASE-II может включать свыше 100 функциональных компонент, поддерживающих все этапы ЖЦ, при этом пользователям предоставляется возможность выбора необходимых средств и их интеграции в нужном составе.

59 Пользователи CASE – средств В современном мире практически любая организация, будь то бизнес- предприятие или государственное учреждение, сталкивается с проблемой структурирования получаемой информации, анализа и управления различными информационными системами (ИС). CASE-средства позволяют при проектировании ИС наладить грамотные коммуникации между различными участниками проекта, например, между командами разработчика и заказчика. Сегодня CASE-средства успешно применяются практически во всех областях деятельности человека, где возникает необходимость в автоматизации процессов и детальном анализе информации. CASE-средства находят в наши дни все большее применение в самых разных сферах деятельности. При этом к числу CASE-средств могут относиться и весьма недорогие и ограниченные варианты систем, ориентированных на использование обычными персональными компьютерами. Также существуют и более мощные CASE-средства, применяемые на базе специальных вычислительных платформ. Поэтому выбор тех или иных CASE-средств на рынке обусловлен, прежде всего, целями и задачами конкретного проекта, а также, собственно, квалификацией участвующих в проекте специалистов. CASE-средства востребованный программный продукт, особенно для проектирования баз данных. К активным пользователям CASE-средств можно отнести весьма незначительное число потребителей, причем часть из них использует порой контрафактные версии программных продуктов. Пользователи CASE-средств: аналитки, тестировщики, разработчики, программисты и др. специалисты, работающие над созданием проект ИС.

60 Сравнение CASE – средств Сравним CASE-средства по их возможностям на примере: Together 4.2, Rational Rose 2000, BPWin 2.5, ErWin Здесь хотелось бы еще раз отметить нецелесообразность сравнения отдельно взятых CASE-средств, поскольку ни одно из них не решает в целом все проблемы создания и сопровождения ПО.

61 Сравнение CASE – средств CASE- средство Together 4.2 Rational Rose 2000 BPWin 2.5 ErWin возможности Функцинальная модель +++- Объектная модель ++-- Модель БД ++-+ Автоматизация документирования ++-- Средства анализа ++-- Контроль версий ++++ Кроссплатформенность ++-- Интеграция (all in one) +--- Поддерживаемые средства разработки Java, C++, SQL, IDL Java, C++, SQL,IDL,VB IDLC++, SQL,VB Кодогенерация ++-+ Реинжиниринг ++-+ Поддержка UML/XML +/+ -/-