Обзор инструментов разработки

Microsoft Visual Studio

Microsoft Visual Studio — линейка продуктов компании Microsoft, включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств. Данные продукты позволяют разрабатывать как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом, в том числе с поддержкой технологии Windows Forms, а также веб-сайты, веб-приложения, веб-службы как в родном, так и в управляемом кодах для всех платформ, поддерживаемых Windows, Windows Mobile, Windows CE,.NET Framework, Xbox, Windows Phone.NET Compact Framework и Silverlight.

Visual Studio включает в себя редактор исходного кода с поддержкой технологии IntelliSense и возможностью простейшего рефакторинга кода. Встроенный отладчик может работать как отладчик уровня исходного кода, так и отладчик машинного уровня. Остальные встраиваемые инструменты включают в себя редактор форм для упрощения создания графического интерфейса приложения, веб-редактор, дизайнер классов и дизайнер схемы базы данных. Visual Studio позволяет создавать и подключать сторонние дополнения (плагины) для расширения функциональности практически на каждом уровне, включая добавление поддержки систем контроля версий исходного кода (как, например, Subversion и Visual SourceSafe), добавление новых наборов инструментов (например, для редактирования и визуального проектирования кода на предметно-ориентированных языках программирования) или инструментов для прочих аспектов процесса разработки программного обеспечения (например, клиент Team Explorer для работы с Team Foundation Server).

.NET Framework — программная платформа, выпущенная компанией Microsoft в 2002 году. Основой платформы является общеязыковая среда исполнения Common Language Runtime (CLR), которая подходит для разных языков программирования. Функциональные возможности CLR доступны в любых языках программирования, использующих эту среду.

Считается, что платформа.NET Framework явилась ответом компании Microsoft на набравшую к тому времени большую популярность платформу Java компании Sun Microsystems (ныне принадлежит Oracle).

Хотя.NET является патентованной технологией корпорации Microsoft и официально рассчитана на работу под операционными системами семейства Microsoft Windows, существуют независимые проекты (прежде всего это Mono и Portable.NET), позволяющие запускать программы.NET на некоторых других операционных системах.

Основной идеей при разработке.NET Framework являлось обеспечение свободы разработчика за счёт предоставления ему возможности создавать приложения различных типов, способные выполняться на различных типах устройств и в различных средах.

Вторым принципом стала ориентация на системы, работающие под управлением семейства операционных систем Microsoft Windows.

Программа для.NET Framework, написанная на любом поддерживаемом языке программирования, сначала переводится компилятором в единый для.NET промежуточный байт-код Common Intermediate Language (CIL) (ранее назывался Microsoft Intermediate Language, MSIL). В терминах.NET получается сборка, англ. assembly. Затем код либо исполняется виртуальной машиной Common Language Runtime (CLR), либо транслируется утилитой NGen.exe в исполняемый код для конкретного целевого процессора. Использование виртуальной машины предпочтительно, так как избавляет разработчиков от необходимости заботиться об особенностях аппаратной части. В случае использования виртуальной машины CLR встроенный в неё JIT-компилятор «на лету» (just in time) преобразует промежуточный байт-код в машинные коды нужного процессора. Современная технология динамической компиляции позволяет достигнуть высокого уровня быстродействия. Виртуальная машина CLR также сама заботится о базовой безопасности, управлении памятью и системе исключений, избавляя разработчика от части работы.

Архитектура.NET Framework описана и опубликована в спецификации Common Language Infrastructure (CLI), разработанной Microsoft и утверждённой ISO и ECMA. В CLI описаны типы данных.NET, формат метаданных о структуре программы, система исполнения байт-кода и многое другое.

Объектные классы.NET, доступные для всех поддерживаемых языков программирования, содержатся в библиотеке Framework Class Library (FCL). В FCL входят классы Windows Forms, ADO.NET, ASP.NET, Language Integrated Query, Windows Presentation Foundation, Windows Communication Foundation и другие. Ядро FCL называется Base Class Library (BCL).

Одной из основных идей Microsoft.NET является совместимость программных частей, написанных на разных языках. Например, служба, написанная на C++ для Microsoft.NET, может обратиться к методу класса из библиотеки, написанной на Delphi; на C# можно написать класс, наследованный от класса, написанного на Visual Basic.NET, а исключение, созданное методом, написанным на C#, может быть перехвачено и обработано в Delphi. Каждая библиотека (сборка) в.NET имеет сведения о своей версии, что позволяет устранить возможные конфликты между разными версиями сборок.

Языки, поставляемые вместе с Microsoft Visual Studio:

· C#

· Visual Basic.NET

· JScript.NET

· C++/CLI — новая версия Managed C++

· F# — член семейства языков программирования ML, включён в VS2010/VS2012/VS2015

· J# — последний раз был включён в VS2005

Протокол Telnet

При рассмотрении имеющихся способов реализации поставленной задачи, как нельзя кстати, подходит протокол Telnet.

TELNET — сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети.

В виду отсутствия шифрования передаваемых данных, на сегодняшний день он практически не используется в домашних сетях. Но, когда речь идет о разветвленной и защищенной виртуальной локальной сети крупного Интернет-провайдера, необходимость в дополнительном шифровании со стороны данного протокола отпадает. На сегодняшний день протокол telnet поддерживается огромным количеством операционных систем, выпущенных после 1995 года. Его реализация крайне проста, особенно с учетом того, что во всех известных операционных системах, данный протокол получил дополнительную поддержку со стороны разработчиков. Данный протокол, как правило, встроен на уровне службы и, при определенных настройках безопасности ОС, позволяет производить полноценное администрирование удаленной системы.

Исторически Telnet служил для удалённого доступа к интерфейсу командной строки операционных систем. Впоследствии его стали использовать для прочих текстовых интерфейсов, вплоть до игр MUD и анимированного ASCII-art. Теоретически, даже обе стороны протокола могут являться не только людьми, но и программами.

Иногда клиенты telnet используются для доступа к другим протоколам на основе транспорта TCP.

Протокол telnet используется в управляющем соединении FTP, то есть заходить на сервер командой telnet ftp.example.net ftp для выполнения отладки и экспериментов не только возможно, но и правильно (в отличие от применения клиентов telnet для доступа к HTTP, IRC и большинству других протоколов).

В ходе разработке программного продукта, протокол Telnet будет использоваться для удаленного доступа к интерфейсу командной строки. Выбор именно данного протокола обуславливается тем фактом, что его поддержка реализована в огромном ряде операционных систем, начиная с 1995 года. Программный продукт, основанный на использовании данного протокола не будет требовать установки дополнительно ПО на администрируемые системы, что в разы повысит скорость развертывания программного продукта внутри корпоративной информационной сети предприятия.

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА

Логическое проектирование

Программный продукт для информационной подсистемы визуализации административного управления и удаленной диагностики оборудования для Центра клиентского обслуживания на примере ООО «МТС» разрабатывалась в Microsoft Visual Studio. Основной частью разработанной информационной подсистемы являются интерфейс пользователя и алгоритм производимых действий при ответе программы на действия пользователя.

Для понимания принципа работы программного продукта, хорошо подойдет графическое отображение алгоритма его работы.

Рисунок 17 – Алгоритм работы программного продукта

Инфологическая модель

 

Для того, чтобы детально отобразить общий принцип работы разрабатываемого ПО для Центра клиентского обслуживания ООО «МТС», хорошо подойдут BFD, DFD и ERD диаграммы.

В настоящее время одним из распространенных подходов к моделированию предметной области ИС является функционально-ориентированный или структурный подход.

Сущность структурного подхода к проектированию ИС заключается в ее разбиении на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и т.д. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны.

Таким образом, идеи структурного анализа и проектирования заключаются в:

· декомпозиция СИ на множество иерархически подчиненных функций

· представление информации в виде графической нотации.

В качестве инструментальных средств ФОП выступают следующие диаграммы:

· BFD — диаграммы бизнес функций (функциональные спецификации);

· DFD — диаграммы потоков данных;

· ERD — диаграммы сущность-связь (ER-модель данных или информационно логическая модель сущность-связь);

Диаграммы функциональных спецификаций (BFD) позволяют представить общую структуру ИС, отражающую взаимосвязь различных задач (процедур) для получения требуемых результатов. Основными объектами BFD-диаграмм является:

· функция — некоторое действие ИС, необходимое для решения экономической задачи

· декомпозиция функции, т.е. разбиение функций на несколько подфункций.

Диаграммы потоков данных (DFD) ориентированы на какую-либо технологию обработки данных и отражают передачу информации от одной функции к другой в рамках заданной технологии обработки.

Диаграммы потоков данных являются основным средством моделирования функциональных требований проектируемой системы. С их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты и представляются в виде сети, связанной потоками данных. Главная цель таких средств — продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

Основные объекты:

· управляющий процесс — интерфейс между DFD и спецификациями управления, собственно моделирующими и документирующими аспекты реального времени. Фактически управляющий процесс представляет собой преобразователь входных управляющих потоков в выходные. Точное описание этого преобразования должно задаваться в спецификациях управления.

· управляющее хранилище — срез управляющего потока во времени. Содержащаяся в нем управляющая информация может быть использована в любое время после занесения в хранилище.

· управляющий поток — средство, используемое для моделирования передачи управляющей информации. Обычно управляющий поток имеет дискретное, а не непрерывное значение.
Существуют три управляющих потока:

 

· Т — поток, является потоком управления процессом, который может вызывать выполнение процесса. При этом процесс как бы включается одной короткой операцией.

· А — поток, является потоком управления процессом, который может изменять выполнение отдельного процесса. Используется для обеспечения непрерывности выполнения процесса до тех пор, пока «включен» поток.

· E/D — поток, является потоком управления процессом, который может переключать выполнение отдельного процесса. Течение по Е-линии вызывает выполнение процесса, которое продолжается до тех пор, пока не возбуждается течение по D-линии.

Узлами диаграммы (прямоугольниками) являются процедуры, а стрелками между узлами показываются потоки данных. Над стрелками задаются имена передаваемых или используемых единиц информации, документов, экранных форм файлов. DFD показывают внешние по отношению к системе источники данных и адресатов, которые принимают информацию от системы, а также идентифицируют хранилища данных (накопителях данных), к которым осуществляется доступ к системе.

Каждая логическая бизнес-функция описывается своей диаграммой потоков данных.

Диаграммы инфологических моделей «сущность-связь» (ERD) — ориентированы на разработку БД, структура которой не зависит от конкретных информационных потребностей и позволяет выполнить любые запросы пользователей. Диаграмма «сущность-связь» представляет собой набор множества объектов и их характеристик, а также взаимосвязей между ними, нужных для выявления данных, которые в дальнейшем используются функциями проектирования системы.

Для целей моделирования систем вообще, и структурного анализа в частности, используются три группы средств, иллюстрирующих:

· функции, которые система должна выполнять;

· отношения между данными;

· зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).

Для разработки моделей данных предназначены диаграммы «сущность-связь» или ER-диаграммы, которые обеспечивают стандартный способ определения данных и связей между ними.

С помощью ERD осуществляется детализация хранилищ данных проектируемой системы, а также документируются сущности системы и способы их взаимодействия. Таким образом, выполняется идентификация объектов, важных для предметной области, свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами (связей). Модель ERD была разработана П. Ченом, а также способ ее представления в виде диаграмм. Нотация Чена получила дальнейшее развитие в работах Баркера и других авторов.

Диаграмма функциональных спецификаций позволяет представить общую структуру ИС, отражающую взаимосвязь различных задач (процедур) в процессе получения требуемых результатов. Основными объектами BFD являются: Функция – некоторое действие информационной системы, необходимое для решения задачи. Декомпозиция функции – разбиение функции на множество подфункций. В данной работе использовалась диаграмма иерархии функций в нотации SAG (SoftwareAG). Диаграмма иерархии функций (BFD) представлена на рисунке 18.

Рисунок 18 – BFD – диаграмма

Для того, чтобы отразить передачу информации от одной функции к другой, мною была выбрана диаграмма потоков данных (DFD). Данная диаграмма позволяет проследить как, кем и в какой момент происходит передача данных (заявок). Главная цель построения данной диаграммы заключается в том, чтобы сделать требования к системе ясными и понятными. Полная контекстная диаграмма представлена на рисунке 19.

Рисунок 19 –Полная контекстная DFD-диаграмма

 

Инфологическая модель базы данных представляет собой описание объектов (сущностей), с набором атрибутов и связей между ними, которые выявляются в процессе исследования как входных, так и выходных данных. Она предназначается для структурного образования предметной области, с ориентированием на информационное внимание пользователей, разрабатываемой системы. Так же инфологическая модель должна быть как стабильной, так и неизменной, и являться представлением аспекта пользователя на описанную раннее предметную область. Однако, при проектировании инфологической модели, должна присутствовать возможность для её увеличения и вставки вспомогательных данных.

 

Самая распространенная модель в инфологическом моделировании — это модель "сущность-связь", к главным компонентам её относятся - сущности и связи. Под понятием сущности трактуется содержание объекта, о котором набирают необходимую информацию. Экземпляром сущности представляется - чёткий объект. Сущность определяется атрибутами, которые в свою очередь описаны определёнными характеристиками. Связи должны показывать определённые отношения между сущностями. Во время построения инфологической модели чаще используют графические схемы.

 

Рисунок 20 - Инфологическая модель

 

Диаграмма деятельности — UML-диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности на её составные части. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла ко входам другого.

Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Рисунок 21 – Диаграмма деятельности