CASE-средства и CASE-технологии

 

Появлению CASE-технологии и CASE-средств предшествовали исследования в области методологии программирования. Программирование обрело черты системного подхода с разработкой и внедрением языков высокого уровня, методов структурного и модульного программирования, языков проектирования и средств их поддержки, формальных и неформальных языков описаний системных требований и спецификаций и т.д. Кроме того, появлению CASE-технологии способствовали и такие факторы, как:

 

·
подготовка аналитиков и программистов, восприимчивых к концепциям модульного и структурного программирования;

·
широкое внедрение и постоянный рост производительности компьютеров, позволившие использовать эффективные графические средства и автоматизировать большинство этапов проектирования;

·
внедрение сетевой технологии, предоставившей возможность объединения усилий отдельных исполнителей в единый процесс проектирования путем использования разделяемой базы данных, содержащей необходимую информацию о проекте.

Термин CASE (ComputerAidedSoftwareEngineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения (ПО), в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ИС в целом. Теперь под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения ИС, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного ПО (приложений) и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют полную среду разработки ИС. [13]

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ПО.

Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы визуального представления информации. Это предполагает построение структурных или иных диаграмм в реальном масштабе времени, использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. [2]

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых, так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.

Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями:

 

1.
мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие возможности;

2.
интеграция отдельных компонент CASE-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС;

3.
использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория). [10]

Интегрированное CASE-средство (или комплекс средств, поддерживающих полный ЖЦ ПО) содержит следующие компоненты:

 

·
репозиторий, являющийся основой CASE-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;

·
графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование иерархически связанных диаграмм (DFD, ERD и др.), образующих модели ИС;

·
средства разработки приложений, включая языки 4GL и генераторы кодов;

·
средства конфигурационного управления;

·
средства документирования;

·
средства тестирования;

·
средства управления проектом;

·
средства реинжиниринга. [14]

Все современные CASE-средства могут быть классифицированы в основном 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 (tools), набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла ИС (toolkit) и полностью интегрированные средства, поддерживающие весь ЖЦ ИС и связанные общим репозиторием. Помимо этого, CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:

 

·
применяемым методологиям и моделям систем и БД;

·
степени интегрированности с СУБД;

·
доступным платформам.

Классификация по типам в основном совпадает с компонентным составом CASE-средств и включает следующие основные типы:

 

·
средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), BPwin (Logic Works));

·
средства анализа и проектирования (Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Cayenne), Designer/2000 (ORACLE), Silverrun (CSA), PRO-IV (McDonnell Douglas), CASE.Аналитик (МакроПроджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;

·
средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. Книмотносятся ERwin (Logic Works), S-Designor (SDP) и DataBase Designer (ORACLE). Средства проектирования баз данных имеются также в составе CASE-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и PRO-IV;

·
средства разработки приложений. К ним относятся средства 4GL (Uniface (Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (ORACLE), New Era (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi (Borland) и др.) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, PRO-IV и частично - в Silverrun;

·
средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, PRO-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные CASE-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке С++ (Rational Rose (Rational Software), Object Team (Cayenne)).

Вспомогательные типы включают:

 

·
средства планирования и управления проектом (SE Companion, Microsoft Project и др.);

·
средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));

·
средства тестирования (Quality Works (Segue Software));

·
средства документирования (SoDA (Rational Software)). [4]

 

^ 2. Применение CASE-технологий: преимущества и недостатки.

Различные статистические обзоры свидетельствуют сегодня об эффективности применения CASE средств в процессе разработки программных систем. Однако % неудач все же существует и довольно велик. Разумеется, существуют свои недостатки применения технологий, значимыми являются недостатки со стороны аспектов бизнеса:

 

·
CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект; он 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. [1]

Ввиду разнообразной природы CASE-средств было бы ошибочно делать какие-либо безоговорочные утверждения относительно реального удовлетворения тех или иных ожиданий от их внедрения. Можно перечислить следующие факторы, усложняющие определение возможного эффекта от использования CASE-средств:

 

·
широкое разнообразие качества и возможностей CASE-средств;

·
относительно небольшое время использования CASE-средств в различных организациях и недостаток опыта их применения;

·
широкое разнообразие в практике внедрения различных организаций;

·
отсутствие детальных метрик и данных для уже выполненных и текущих проектов;

·
широкий диапазон предметных областей проектов;

·
различная степень интеграции CASE-средств в различных проектах.

Вокруг определения эффективности использования CASE технологий бытует два мнения: одни считают, что реальная выгода от использования некоторых типов CASE-средств может быть получена только после одно- двухлетнего опыта, другие полагают, что воздействие может реально проявиться в фазе эксплуатации жизненного цикла ИС, когда технологические улучшения могут привести к снижению эксплуатационных затрат. Однако существует ряд признаков организации, с отсутствием хотя бы одного из которых внедрение CASE-средств скорее всего закончится неудачно:

 

·
Технология: понимание ограниченности существующих возможностей и способность принять новую технологию;

·
Культура: готовность к внедрению новых процессов и взаимоотношений между разработчиками и пользователями;

·
Управление: четкое руководство и организованность по отношению к наиболее важным этапам и процессам внедрения. [10]

Пройдя нелегкий путь изучения рекомендаций по внедрению, анализу организации, бизнес рекомендаций, удачно использовав CASE-технологии в процессе разработки, группа разработчиков получит ряд преимуществ созданной системы:

 

·
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.

Итак, CASE-технология представляет собой методологию проектирования программных систем, а также 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 пользователей. 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. Главные составляющие CASE-продукта таковы:

 

·
методология (MethodDiagrams), которая задает единый графический язык и правила работы с ним.

·
графические редакторы (GraphicEditors), которые помогают рисовать диаграммы; возникли с распространением PC и GUI, так называемых «uppercase технологий

·
генератор: по графическому представлению модели можно сгенерировать исходный код для различных платформ (так называемая lowcase часть CASE-технологии).

·
репозиторий, своеобразная база данных для хранения результатов работы программистов. [11]