Computer-Aided System Engineering (CASE)

Спиральная модель

При использовании этой модели ПО создается в несколько итераций (витков спирали) методом прототипирования.

Прототип — действующий компонент ПО, реализующий отдельные функции и внешние интерфейсы. Каждая итерация соответствует созданию фрагмента или версии ПО, на ней уточняются цели и характеристики проекта, оценивается качество полученных результатов и планируются работы следующей итерации.

На каждой итерации оцениваются:

• риск превышения сроков и стоимости проекта;
• необходимость выполнения еще одной итерации;
• степень полноты и точности понимания требований к системе;
• целесообразность прекращения проекта.

Один из примеров реализации спиральной модели — RAD (англ. Rapid Application Development, метод быстрой разработки приложений).

Стадия - часть процесса создания ПО, установленная нормативными документами, ограниченная определенными временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта (моделей ПО, программных компонентов, документации), определяемого заданными для данной стадии требованиями

Процесс создания ПО - совокупность упорядоченных во времени, взаимосвязанных и объединенных в стадии работ, выполнение которых необходимо и достаточно для создания ПО, соответствующего заданным требованиям

Итерационная модель.

Естественное развитие каскадной и спиральной моделей привело к их сближению и появлению современного итерационного подхода, который представляет рациональное сочетание этих моделей. Различные варианты итерационного подхода реализованы в большинстве современных технологий и методов (RUP, MSF, XP).

Разрабо́тка програ́ммного обеспе́чения — это род деятельности (профессия) и процесс, направленный на создание и поддержание работоспособности, качества и надежности программного обеспечения, используя технологии, методологию и практики из информатики, управления проектами, математики, инженерии и других областей знания.

Разработка программного обеспечения может быть разделена на несколько разделов. Это:

1. Требования для программного обеспечения: извлечение, анализ, спецификация, и ратификация требований для программного обеспечения.

2. Проектирование программного обеспечения: проектирование программного обеспечения средствами Автоматизированной Разработки Программного Обеспечения (CASE) и стандарты использования для формата, такие как Унифицированный Язык Моделирования (UML).

3. Инженерия программного обеспечения: постройка программного обеспечения с помощью языков программирования.

4. Тестирование программного обеспечения: поиск и исправление ошибок в программе.

5. Обслуживание программного обеспечения: программные системы часто имеют проблемы совместимости и переносимости, а также нуждаются в последующих модификациях в течение долгого времени после того, как они сперва закончены. Под-область имеет дело с этими проблемами.

6. Управление конфигурацией программного обеспечения: так как системы программного обеспечения очень сложны и модифицируются в процессе эксплуатации, их конфигурация (такие как контроль версий и целостность исходного кода) должны управляться стандартизированным и структурированным методом.

7. Управление разработкой программного обеспечения: управление системами программного обеспечения имеет заимствования из управления проектами, но есть нюансы, с которыми сталкиваются в программном обеспечении, не встречающиеся в других дисциплинах управления.

8. Процесс разработки программного обеспечения: процесс построения программного обеспечения горячо обсуждается среди практиков, основными парадигмами считаются agile или waterfall.

9. Инструменты разработки программного обеспечения, см. CASE: методика оценки сложности системы, выбора средств разработки и применения программной системы.

10. Качество программного обеспечения: методика оценки критериев качества программного продукта и требований к надёжности.

11. Локализация программного обеспечения, ветвь языковой промышленности.

Проектирование программного обеспечения. Автоматизация проектирования программных продуктов.

Проектирование программного обеспечения — процесс создания проекта программного обеспечения (ПО), а также дисциплина, изучающая методы проектирования.

Проектирование подразумевает выработку свойств системы на основе анализа постановки задачи, а именно: моделей предметной области, требований к ПО, а также опыта проектировщика.

Модель предметной области накладывает ограничения на бизнес-логику и структуры данных.

Требования к ПО определяют внешние (видимые) свойства программы, рассматриваемой как чёрный ящик.

Определению внутренних свойств системы и детализации её внешних свойств собственно и посвящено проектирование.

Проектирование ПО является частным случаем Проектирования продуктов и Проектирования систем.

В зависимости от класса создаваемого ПО, процесс проектирования может обеспечиваться как «ручным» проектированием, так и различными средствами его автоматизации. В процессе проектирования ПО для выражения его характеристик используются различные нотации — блок-схемы, ER-диаграммы, UML-диаграммы, DFD-диаграммы, а также макеты.

Проектированию обычно подлежат:

- Архитектура ПО

- Устройство компонентов ПО

- Пользовательские интерфейсы

В российской практике результат проектирования представляется в виде комплекса документов под названием «Эскизный проект», «Технический проект», в зарубежной — Software Architecture Document, Software Design Document.

 

Как было отмечено ранее, одной из основных проблем, которые приходится решать при создании больших и сложных систем любой природы, в том числе и ПО, является проблема сложности.

Ни один разработчик не в состоянии выйти за пределы человеческих возможностей и понять всю систему в целом. Единственный эффективный подход к решению этой проблемы, который выработало человечество за всю свою историю, заключается в построении сложной системы из небольшого количества крупных частей, каждая из которых, в свою очередь, строится из частей меньшего размера, и т.д., до тех пор, пока самые небольшие части можно будет строить из имеющегося материала. Этот подход известен под самыми разными названиями, среди них такие, как «разделяй и властвуй» {divide et impera), иерархическая декомпозиция и др. По отношению к проектированию сложной программной системы это означает, что ее необходимо разделить (декомпозировать) на небольшие подсистемы, каждую из которых

можно разрабатывать независимо от других. Это позволяет при разработке подсистемы любого уровня иметь дело только с ней, а не со всеми остальными частями системы.

Правильная декомпозиция является главным способом преодоления сложности разработки больших систем ПО. Понятие «правильная» по отношению к декомпозиции означает следующее:

1) количество связей между отдельными подсистемами должно быть минимальным (принцип «слабой связанности» —Low Coupling);

2) связность отдельных частей внутри каждой подсистемы должна быть максимальной (принцип «сильного сцепления» - High Cohesion).

Более подробно эти принципы будут рассмотрены в рамках объектно-ориентированного анализа.

Структура системы должна быть такой, чтобы все взаимодействия между ее подсистемами укладывались в ограниченные, стандартные рамки, т.е.:

1) каждая подсистема должна инкапсулировать свое содержимое (скрывать его от других подсистем);

2) каждая подсистема должна иметь четко определенный интерфейс с другими подсистемами.

Инкапсуляция (принцип «черного ящика») позволяет рассматривать структуру каждой подсистемы независимо от других подсистем.

Интерфейсы позволяют.строить систему более высокого уровня, рассматривая каждую подсистему как единое целое и игнорируя ее внутреннее устройство.

Существуют два основных подхода к декомпозиции систем.

Первый подход называют функционально-модульным, он является частью более общего структурного подхода. В его основу положен принцип функциональной декомпозиции, при которой структура системы описывается в терминах иерархии ее функций и передачи информации между отдельными функциональными элементами. Второй, объектно-ориентированный подход, использует объектную декомпозицию. При этом структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами.

В 1970-1980 годах при разработке ПО достаточно широко применялись структурные методы, предоставляющие в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания проектных решений — спецификаций ПО (в настоящее время такое же распространение получают объектно-ориентированные методы). Эти методы основаны на использовании наглядных графических моделей: для описания архитектуры ПО с различных точек зрения (как статической структуры, так и динамики поведения системы) используются схемы и диаграммы. Наглядность и строгость средств структурного и объектно-ориентированного анализа позволяет разработчикам и будущим пользователям системы с самого начала неформально участвовать в ее создании, обсуждать и закреплять понимание основных технических решений. Однако широкое применение этих методов и следование их рекомендациям при разработке конкретных систем ПО сдерживалось отсутствием адекватных инструментальных средств, поскольку при неавтоматизированной (ручной) разработке все их преимущества практически сведены к нулю.

Действительно, вручную очень трудно разработать и графически представить строгие формальные спецификации системы, проверить их на полноту и непротиворечивость и тем более изменить.

Если все же удается создать строгую систему проектных документов, то ее переработка при появлении серьезных изменений практически неосуществима. Ручная разработка обычно порождала следующие проблемы:

1) неадекватная спецификация требований;

2) неспособность обнаруживать ошибки в проектных решениях;

3) низкое качество документации, снижающее эксплуатационные

характеристики;

4) затяжной цикл и неудовлетворительные результаты тестирования.

С другой стороны, разработчики ПО исторически всегда стояли последними в ряду тех, кто использовал компьютерные технологии для повышения качества, надежности и производительности в своей собственной работе (феномен «сапожника без сапог»).

Перечисленные факторы способствовали появлению программно-технологических средств специального класса - CASE-средств, реализующих CASE-технологию создания ПО. Понятие CASE (Computer Aided Software Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение этого понятия, ограниченное только задачами автоматизации разработки ПО, в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий большинство процессов жизненного цикла ПО. Появлению CASE-технологии и CASE-средств предшествовали исследования в области программирования: разработка и внедрение 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, этому способствовали следующие факторы:

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

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

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

CASE-технология представляет собой совокупность методов проектирования ПО, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех стадиях разработки и сопровождения ПО и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств основано на методах 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

 

Проектирование программного обеспечения - этап жизненного цикла программного обеспечения, во время которого исследуется структура и взаимосвязи элементов разрабатываемой системы. Результатом этого этапа является проект, содержащий достаточное количество информации для реализации системы. Различают проектирование архитектуры системы и детальное проектирование программных модулей.

 

Activity diagram

Диаграмма деятельности - методология объектно-ориентированного проектирования, предназначенная для детализации особенностей алгоритмической и логической организации системы. При этом каждое действие расчленяется на фундаментальные процессы. На диаграмме деятельности управление осуществляется:

- либо через потоки управления (явно);

- либо через определяемые потоки данных (неявно).

 

 

Class diagram

Диаграмма классов - методология объектно-ориентированного проектирования, предназначенная для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования.

Component diagram

Диаграмма компонентов - метод объектно-ориентированного проектирования, описывающий особенности физического представления системы.

Диаграмма компонентов позволяет определить архитектуру разрабатываемой системы, устанавливая зависимости между компонентами.

 

Collaboration diagrams

Диаграмма кооперации - метод объектно-ориентированного проектирования, основанный на графическом представлении всех структурных отношений между объектами, участвующими во взаимодействии.

Диаграмма кооперации представляет собой граф, в вершинах которого располагаются объекты, соединенные дугами-связями. При этом дуги могут быть аннотированы сообщениями, которыми обмениваются объекты.

 

Sequence diagram

Диаграмма последовательности - методология объектно-ориентированного проектирования, предназначенная для моделирования взаимодействия во времени. Диаграмма последовательности позволяет отслеживать поведение взаимодействующих групп объектов.

 

Data flow diagram (DFD)

Диаграмма потоков данных - информационная модель, основными компонентами которой являются:

- внешние сущности, представляющее собой источник или приемник информации;

- процессы преобразования входных данных в выходные в соответствии с определенным алгоритмом;

- накопители данных, в которые можно помещать и извлекать информацию;

- поток данных, определяющий информацию, передаваемую через некоторое соединение от источника к приемнику.

 

Deployment diagram

Диаграмма развертывания - метод объектно-ориентированного проектирования, отображающий физические взаимосвязи между программными и аппаратными компонентами системы.

 

Statechart diagram

Диаграмма состояний - методология объектно-ориентированного проектирования, предназначенная для представления жизненного цикла объектов в реальном или абстрактном мире.

Диаграмма состояний состоит

- из множества состояний объектов;

- из множества событий, сообщающих о перемещении чего-либо в новое состояние;

- из множества правил переходов, определяющих новое состояние объекта при возникновении тех или иных событий;

- из множества действий, которые должны быть выполнены объектом, когда он переходит в новое состояние.

 

Entity-relation diagram (ERD)

Диаграмма сущность-связь - инструмент разработки моделей данных, обеспечивающий стандартный способ определения данных и отношений между ними.

Тестирование «белого ящика»

Известна: внутренняя структура программы.

Исследуются: внутренние элементы программы и связи между ними

Известна: внутренняя структура программы.

Исследуются: внутренние элементы программы и связи между ними

Объектом тестирования здесь является не внешнее, а внутреннее поведение программы. Проверяется корректность построения всех элементов программы и правильность их взаимодействия друг с другом.

Обычно анализируются управляющие связи элементов, реже - информационные связи.

Тестирование по принципу «белого ящика» характеризуется степенью, в какой тесты выполняют или покрывают логику (исходный текст) программы.

Способы тестирования «ЧЯ»

• Способ разбиения по эквивалентности [этом способе входная область данных программы делится на классы эквивалентности, для каждого из которых разрабатывается один тестовый вариант (класс эквивалентности — набор данных с общими свойствами)].

• Способ анализа граничных значений (как правило, большая часть ошибок происходит на границах области ввода, а не в центре. Анализ граничных значений заключается в получении тестовых вариантов, которые анализируют граничные значения).

• Способ диаграмм причин-следствий (способ проектирования тестовых вариантов, который обеспечивает формальную запись логических условий и соответствующих действий).

 

 

Тестирование проводится с целью обеспечить качество разрабатываемого программного продукта. Стандарт ISO-8402, посвященный описанию систем обеспечения качества программного обеспечения, под качеством понимает "совокупность характеристик программного продукта, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности клиента". Основным параметром качества программы является надёжность. Надёжность определяется как вероятность его работы без отказов в течении определённого периода времени, рассчитанная с учётом стоимости для пользователя каждого отказа. Отказ программного обеспечения - это проявление ошибки в нём. Отсюда тестирование ПО - это процесс выполнения программы с целью обнаружения в ней ошибок. "Удачным" тестом является такой, на котором выполнение программы завершилось с ошибкой. Напротив, "неудачным" называется тест, не позволивший выявить ошибку в программе. Основные принципы организации тестирования:

1. Необходимой частью каждого теста должно являться описание ожидаемых результатов работы программы;

2. Программе не должна тестироваться её автором;

3. Организация - разработчик программного обеспечения не должна "единолично " его тестировать;

4. Необходимо подбирать тесты не только для правильных (предусмотренных) входных данных, но и для неправильных (непредусмотренных);

5. При анализе результатов каждого теста необходимо проверять, не делает ли программа того, что она не должна делать;

6. "Принцип скопления ошибок" - вероятность наличия не обнаруженных ошибок в некоторой части программы прямо пропорциональна числу ошибок, уже обнаруженных в этой части;

 

Процесс тестирования состоит из трёх этапов:

1. Проектирование тестов.

2. Исполнение тестов.

3. Анализ полученных результатов.

 

На первом этапе решается вопрос о выборе некоторого подмножества множества тестов, которое сможет найти наибольшее количество ошибок за наименьший промежуток времени. На этапе исполнения тестов проводят, запуск тестов и отлавливают ошибки в тестируемом программном продукте. Существует две методологии тестирования - "чёрного" и "белого" ящика.

 

- "Чёрный ящик" - тестирование функционального поведения программы с точки зрения внешнего мира (текст программы не используется).

- "Белый ящик" - тестирование кода на предмет логики работы программы и корректности её работы с точки зрения компилятора того языка на котором она писалась.

 

Полученные результаты тестирования позволяют сделать вывод о надёжности программного продукта. Они служат основой его сертификации и гарантией качества.

 

Чтобы облегчить и ускорить процесс тестирования широко применяют автоматизацию одного или ряда сложных этапов тестирования. На рынке программного обеспечения (ПО) существует множество фирм, предлашгающих свои автоматизированные средства тестирования. Ниже приведён список наиболее известных среди них:

 

- Compuware Corporation (DevPartner`s)

- Rational Software from IBM

- Gcov (open source program for TrueCoverage)

- Различные редакторы и средства облегчающие редактирование текста(EditPlus 2, WinEdit и т.д.)

 

Автоматизированные средства разрабатываются в основном для следующих этапов процесса тестирования:

- Тестирование функциональных требований

- Тестирование пользовательского интерфейса

- Тестирование отдельных модулей

- Комплексное тестирование

- Анализ сложности программных модулей

- Тестирование покрытия программного кода

- Тестирование скорости загрузки системы

- Тестирование граничных условий

- Тестирование утечки памяти

Существует два основных вида тестирования: функциональное и структурное.

 

При функциональном тестировании программа рассматривается как "черный ящик" (то есть ее текст не используется). Происходит проверка соответствия поведения программы ее внешней спецификации. Критерием полноты тестирования в этом случае является перебор всех возможных значений входных данных, что невыполнимо. Поскольку исчерпывающее функциональное тестирование невозможно, речь может идти о разработки методов, позволяющих подбирать тесты не "вслепую", а с большой вероятностью обнаружения ошибок в программе.

При структурном тестировании программа рассматривается как "белый ящик" (т.е. ее текст открыт для пользования). Происходит проверка логики программы. Полным тестированием в этом случае будет такое, которое приведет к перебору всех возможных путей на графе передач управления программы (ее управляющем графе). Если ограничиться перебором только линейных не зависимых путей, то и в этом случае исчерпывающее структурное тестирование практически невозможно, т. к. неясно, как подбирать тесты, чтобы обеспечить "покрытие" всех таких путей. Поэтому при структурном тестировании необходимо использовать другие критерии его полноты, позволяющие достаточно просто контролировать их выполнение, но не дающие гарантии полной проверки логики программы. Но даже если предположить, что удалось достичь полного структурного тестирования некоторой программы, в ней тем не менее могут содержаться ошибки, т.к.

1) программа может не соответствовать своей внешней спецификации, что в частности, может привести к тому, что в ее управляющем графе окажутся пропущенными некоторые необходимые пути;

2) не будут обнаружены ошибки, появление которых зависит от обрабатываемых данных (т.е. на одних исходных данных программа работает правильно, а на других - с ошибкой).

 

Таким образом, ни структурное, ни функциональное тестирование не может быть исчерпывающим. Чтобы увеличить процент обнаружения ошибок при проведении функционального и структурного тестирования используют средства автоматизации тестирования.

наверх.

 

2.Организация тестирования программ.

Тестирование программного продукта одновременно проводится в 3-ёх направлениях:

1. Проверка кода (review): Тестер просматривает исходный код визуально и пытается найти нём ошибки, а так же различные несоответствия кода и требований к нему. Под требованием понимается стандарт, которого придерживается разработчики данного проекта, реакция на те или иные действия со стороны среды воздействия на ПО, поведение программного продукта в различных ситуациях.

2.Тестирование высокого уровня: Здесь главная цель тестирования - выяснить, удовлетворяет ли разработка всем требованиям заказчика. Для программного продукта пишутся эмуляторы, с помощью которых тестер может наблюдать за работой системы в роли оператора. Он видит, как система осуществляет диалог с пользователем, какие сообщения она выдаёт, как реагирует на различные события, сохраняет информацию и т.д.. Большинство обнаруживаемых ошибок на этом этапе связанно с ошибками взаимодействия программного продукта с пользователем - вывод ошибочных сообщений, не правильная реакция на запрос от оператора и т.п.

 

3.Тестирование низкого уровня: Тестер проверяет, на сколько логически полно исходный код покрывает всё возможные варианты работы системы, для которой он разрабатывается.

 

Структурное моделирование, анализ и проектирование ПО.

Структурное моделирование (СМ) или моделирование структурными уравнениями, по сути дела, всеобъемлющая и необычайно мощная техника многомерного анализа включает большое количество методов из различных областей статистики. Кратко можно сказать, что структурное моделирование представляет собой развитие многих методов многомерного анализа, а именно множественная линейная регрессия, дисперсионный анализ, факторный анализ получили здесь естественное развитие и объединение.

 

Основой проектирования программного обеспечения является системный подход. Системный подход – это методология исследования объекта любой природы как системы. Система – это совокупность взаимосвязанных частей, работающих совместно для достижения некоторого результата. Определяющий признак системы – поведение системы в целом не сводимо к совокупности поведения частей системы.

 

Программное обеспечение (ПО) – это система, включающая в себя: компьютерные программы; документацию; данные, необходимые для корректной работы программ.

 

Проектирование ПО – это процесс создания спецификаций ПО на основе исходных требований к нему. Проект – текущий или окончательный результат проектирования. Проект ПО включает в себя модели и проектную документацию, описывающие архитектуру, подсистемы, интерфейсы, программные компоненты, структуры данных и алгоритмы.

 

Особенности современных проектов ПО:

структурная, функциональная и информационная сложность объекта внедрения;

высокая техническая сложность, из-за наличия подсистем, обеспечивающих управление транзакциями, аналитическую обработку данных, безопасность;

отсутствие полных аналогов и высокая доля вновь разрабатываемого ПО;

наличие унаследованного ПО и необходимость его интеграции с разрабатываемым ПО;

территориально распределенная и неоднородная среда функционирования;

большое количество участников проектирования, разобщенность и разнородность отдельных групп разработчиков по уровню квалификации и опыту;

значительная длительность жизненного цикла ПО.

 

С конца 60-х годов прошлого века до сегодняшних дней продолжается так называемый «кризис ПО». Выражается он в том, что большие проекты выполняются с превышением сметы расходов и/или сроков отведенных на разработку, а разработанное ПО не обладает требуемыми функциональными возможностями, имеет низкую производительность и качество. По результатам исследований американской индустрии разработки ПО, выполненных в 1995 году, только 16% проектов завершились в срок, не превысили запланированный бюджет и реализовали все требуемые функции и возможности. 53% проектов завершились с опозданием, расходы превысили запланированный бюджет, требуемые функции не были реализованы в полном объеме. 31% проектов были аннулированы до завершения. Для двух последних категорий проектов бюджет среднего проекта оказался превышенным на 89%, а срок выполнения – на 122%. В последние годы процентное соотношение трех перечисленных категорий проектов незначительно изменяется в лучшую сторону.

 

Причины неудач:

- нечеткая и неполная формулировка требований;

- недостаточное вовлечение пользователей в работу над проектом;

- отсутствие необходимых ресурсов;

- неудовлетворительное планирование и отсутствие грамотного управления проектом;

- частое изменение требований и спецификаций;

- новизна и несовершенство используемой технологии;

- недостаточная поддержка со стороны высшего руководства;

- недостаточно высокая квалификация разработчиков, отсутствие необходимого опыта.

 

Выход из кризиса видится в программной инженерии (software engineering). Программная инженерия – это, с одной стороны, совокупность инженерных методов и средств создания ПО и, с другой стороны, дисциплина, изучающая применение строгого систематического подхода к разработке, эксплуатации и сопровождению ПО. Фундаментальная идея программной инженерии: проектирование ПО является формальным процессом, который можно изучать и совершенствовать. Освоение и правильное применение методов и средств программной инженерии позволяет повысить качество, обеспечить управляемость процесса проектирования.

 

 

В структурном анализе и проектировании используются различные модели, описывающие:

- Функциональную структуру системы;

- Последовательность выполняемых действий;

- Передачу информации между функциональными процессами;

- Отношения между данными.

 

Наиболее распространенными моделями первых трех групп являются:

- функциональная модель SADT (Structured Analysis and Design Technique);

- модель IDEF3;

- DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных.

 

Метод SADT представляет собой совокупность правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Метод SADT разработан Дугласом Россом (SoftTech, Inc.) в 1969 г. для моделирования искусственных систем средней сложности. Данный метод успешно использовался в военных, промышленных и коммерческих организациях США для решения широкого круга задач, таких, как долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, разработка ПО для оборонных систем, управление финансами и материально-техническим снабжением и др. Метод SADT поддерживается Министерством обороны США, которое было инициатором разработки семейства стандартов IDEF (Icam DEFinition), являющегося основной частью программы ICAM (интегрированная компьютеризация производства), проводимой по инициативе ВВС США. Метод SADT реализован в одном стандартов этого семейства - IDEF0, который был утвержден в качестве федерального стандарта США в 1993 г.

 

Модели SADT (IDEF0) традиционно используются для моделирования организационных систем (бизнес-процессов). Следует отметить, что метод SADT успешно работает только при описании хорошо специфицированных и стандартизованных бизнес-процессов в зарубежных корпорациях, поэтому он и принят в США в качестве типового. Достоинствами применения моделей SADT для описания бизнес-процессов являются:

- полнота описания бизнес-процесса (управление, информационные и материальные потоки, обратные связи);

- жесткие требования метода, обеспечивающих получение моделей стандартного вида;

соответствие подхода к описанию процессов стандартам ISO 9000.

 

В большинстве российских организаций бизнес-процессы начали формироваться и развиваться сравнительно недавно, они слабо типизированы, поэтому разумнее ориентироваться на менее жесткие модели.

 

Метод моделирования IDEF3, являющийся частью семейства стандартов IDEF, был разработан в конце 1980-х годов для закрытого проекта ВВС США. Этот метод предназначен для таких моделей процессов, в которых важно понять последовательность выполнения действий и взаимозависимости между ними. Хотя IDEF3 и не достиг статуса федерального стандарта США, он приобрел широкое распространение среди системных аналитиков как дополнение к методу функционального моделирования IDEF0 (модели IDEF3 могут использоваться для детализации функциональных блоков IDEF0, не имеющих диаграмм декомпозиции). Основой модели IDEF3 служит так называемый сценарий процесса, который выделяет последовательность действий и подпроцессов анализируемой системы.

Диаграммы потоков данных (Data Flow Diagrams - DFD) представляют собой иерархию функциональных процессов, связанных потоками данных. Цель такого представления - продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

 

Для построения DFD традиционно используются две различные нотации, соответствующие методам Йордона-ДеМарко и Гейна-Сэрсона. Эти нотации незначительно отличаются друг от друга графическим изображением символов. В соответствии с данными методами модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных, описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее ввода в систему до выдачи потребителю. Практически любой класс систем успешно моделируется при помощи DFD-ориентированных методов. Они с самого начала создавались как средство проектирования информационных систем (тогда как SADT - как средство моделирования систем вообще) и имеют более богатый набор элементов, адекватно отражающих специфику таких систем (например, хранилища данных являются прообразами файлов или баз данных, внешние сущности отражают взаимодействие моделируемой системы с внешним миром).

 

С другой стороны, эти разновидности средств структурного анализа примерно одинаковы с точки зрения возможностей изобразительных средств моделирования. При этом одним из основных критериев выбора того или иного метода является степень владения им со стороны консультанта или аналитика, грамотность выражения своих мыслей на языке моделирования. В противном случае в моделях, построенных с использованием любого метода, будет невозможно разобраться.

 

Наиболее распространенным средством моделирования данных (предметной области) является модель "сущность-связь" (Entity-Relationship Model - ERМ). Она была впервые введена Питером Ченом в 1976 г. Эта модель традиционно используется в структурном анализе и проектировании, однако, по существу, представляет собой подмножество объектной модели предметной области. Одна из разновидностей модели "сущность-связь" используется в методе IDEF1Х, входящем в семейство стандартов IDEF и реализованном в ряде распространенных CASE-средств (в частности, AllFusion ERwin Data Modeler).

 

Объектное моделирование, анализ и проектирование ПО.

 

В основе объектно-ориентированного подхода (ООП) лежит объектная декомпозиция, при этом статическая структура ПО описывается в терминах объектов и связей между ними, а динамический аспект ПО описывается в терминах обмена сообщениями между объектами. Каждый объект системы обладает своим собственным поведением, моделирующим поведение объекта реального мира.

Объектная модель является естественным способом представления реального мира. Она является концептуальной основой ООП. Основными принципами ее построения являются:

1) абстрагирование;

2) инкапсуляция;

3) модульность;

4) иерархия.

Абстрагирование – это выделение наиболее важных, существенных характеристик некоторого объекта, которые отличают его от всех других видов объектов, и игнорирование менее важных