Объектно-ориентированные методологии разработки информационных систем
ЖЦ является моделью создания и использования ИС, отражающей его различные состояния, начиная с момента возникновения потребности в данном программном изделии и заканчивая моментом его полного выхода из употребления у всех пользователей. Традиционно выделяются следующие основные этапы ЖЦ ИС: • анализ требований, • проектирование, • кодирование (программирование), • тестирование и отладка, • эксплуатация и сопровождение.
Более детально этапами ЖЦ ИС являются следующие: · этап анализа системных требований; · этап анализа программных требований; · этап предварительного проектирования; · этап детального проектирования; · этап кодирования и тестирования; · этап сопровождения.
Основной нормативный документ, регламентирующий ЖЦ ИС - международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO - International Organization of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - International Electrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике), определяющий структуру ЖЦ. Структура ЖЦ содержит процессы, действия и задачи.
Структура ЖЦ ПС по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трех группах процессов: · основные процессы ЖЦ ИС (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение); · вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем); · организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).
Разработка включает в себя все работы по созданию ИС и его компонент в соответствии с заданными требованиями, включая оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствующего качества программных продуктов, материалов, необходимых для организации обучения персонала, и т. д.
Разработка сложных программных комплексов включает в себя, как правило, следующие этапы: · анализ требований к системе; · проектирование системной архитектуры; · анализ требований к ИС, входящих в состав системы; · проектирование архитектуры ИС; · детальное проектирование ИС; · программирование и тестирование ИС; · интеграция ИС; · квалификационное тестирование ИС; · интегрирование системы; · квалификационное тестирование системы; · ввод в действие системы; · обеспечение приемки системы.
Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ИС в эксплуатацию, в том числе конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и т. д. , и непосредственно эксплуатацию, в том числе локализацию проблем и устранение причин их возникновения, модификацию ИС в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы.
Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний ИС, обучение персонала и т. п. Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ИС.
Верификация - это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Проверка позволяет оценить соответствие параметров разработки исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают вопросы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.
Управление конфигурацией является одним из вспомогательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ПС, прежде всего процессы разработки и сопровождения ПС. При создании проектов сложных информационных систем, состоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учета их связей и функций, создания унифицированной структуры и обеспечения развития всей системы.
Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПС на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации конфигурационного учета, планирования и управления конфигурациями ПС отражены в проекте стандарта ISO 12207 -2.
1. Методики объектноориентированного анализа При объектно-ориентированном подходе (ООП) система – это совокупность объектов, посылающих другу сообщения. Структура разрабатываемой системы представляется в терминах проблемной области. Спроектированные и реализованные объекты могут использоваться в других системах, модифицироваться независимо от системы, для которой они были реализованы. ООМ признана как одна из наиболее перспективных при разработке ИС на основе CASEсредств.
Объектно-ориентированный подход к этапу анализа (E. Gibson), шаги: 1. Определение главной функции, для реализации которой проектируется ИС. На этом этапе выделяются подфункции главной функции, которые составляют начальную спецификацию системы. Выделение функций ИС происходит на основе наблюдений за действием обслуживающего персонала и с помощью задания ему вопросов. 2. Определение объектов. Определив начальные функции проектируемой ИС, необходимо определить кто их выполняет. Для каждого объекта определяется его имя, набор операций, реализующих объект, множество объектов, которые участвуют в операциях, и набор свойств (атрибутов). Например, имя объекта: Полет / операции: назначить взлетную полосу; назначить время взлета и посадки и т. д. / объекты: взлетная полоса, динамический график, …
3. Классификация объектов. Группировка объектов, выделенных на шаге 2, в классы или абстрактные объекты. В абстрактный объект группируются объекты, которые имеют одинаковые функции (операции), определяющие поведение объектов, и набор атрибутов (свойств). 4. Определение отношений между объектами. Отношения используются для установления взаимосвязей между объектами, например, «взять информацию из» . Другой группой отношений, которые использовались на шаге 3, являются структурные отношения наследования и агрегации (ISA и Part of), которые позволяют определить конкретные объекты (представителей классов) для абстрактных объектов (классов) и «части» объектов. Эти отношения позволяют построить концептуальную модель проблемной области на этапе анализа. 5. Определение ЖЦ объектов и проверка согласованности объектов, операций, отношений.
ООП к этапу анализа (Sally Shlaer, Stephen J. Mellor), шаги: 1. ООА начинается с разбиения проблемной области на домены (совокупности объектов) и установления взаимосвязи между ними. Если домен содержит много объектов, то он разбивается на подсистемы. Анализ любой подсистемы или домена включает три этапа: информационное моделирование, моделирование состояний и моделирование процессов. На этом шаге строится проектная матрица, столбцами которой являются домены и подсистемы, строками - информационная модель, модель состояний, модель процессов. Ячейки изображают работы, которые должны быть выполнены во время анализа. Результатами этапов являются схема доменов (граф, вершинами которого являются домены и/или подсистемы, дуги - взаимосвязи между ними), проектная матрица, модель связей подсистем, модель взаимодействия подсистем, модель доступа к подсистемам.
2. Построение информационной модели для каждого домена и подсистемы. Одним из способов представления модели являются диаграммы «сущность-связь» . Результатами этапа являются информационная модель, описания объектов и атрибутов, описание связей между объектами. 3. Исследование поведения объектов и связей между ними во времени. Результатами этого этапа являются модели состояний каждого объекта, модель взаимодействия объектов, список событий, таблица процессов состояний.
4. Создание для каждого состояния каждой модели состояний отдельной диаграммы потоков данных и действий (ДПДД). В диаграмме ДПДД каждое действие определяется в терминах процессов и архивов данных объектов, где процесс представляет собой последовательность операций. Архив данных объекта соответствует данным (атрибутам) объекта в информационной модели. 5. Создание модели доступа к объектам, описывающей межобъектный доступ к данным. Модель разрабатывается, если операции, входящие в процесс, могут иметь доступ как к данным объекта, в чью модель состояния они вложены, так и к данным других объектов. 6. Создание описания процесса для каждого сложного процесса действий. Результатом ООА является спецификация требований, которая содержит абстрактные объекты (классы), их представителей (объекты реального мира), внутреннюю структуру объектов (ISA и Part of иерархии), операции над объектами и их отношения.
Этап проектирования, которое представляет собой процесс дополнения имеющейся у разработчиков иерархии классов объектов новыми объектами для получения объекта-системы с заданными свойствами. Фундаментальным принципом ООП к разработке ИС является представление проектируемой ИС в виде абстракции, центральную роль в которой играет понятие объекта. Абстракция позволяет разбить проектируемую ИС по уровням детализации. Смысл абстракции состоит в извлечении существенных деталей проектируемой ИС, опуская при этом несущественные, и раскрытие деталей на других уровнях детализации. Одной из форм представления абстракции является Part of иерархия, которая в ООП к разработке ИС называется иерархией подчиненности. Другой важной характеристикой объекта является то, что объект может быть представителем некоторого класса. Класс характеризуется множеством атрибутов и множеством операций, применяемых к объекту из этого класса. При этом поддерживается ISA-иерархия классов, которая в объектноориентированной разработке называется иерархией наследования. Наследование является одним из главных элементов объектноориентированной разработки.
Основные шаги в ООП: · идентификация объекта и его атрибутов; · идентификация операций для каждого объекта; · определение отношений между объектами; · определение интерфейса для каждого объекта; · реализация объекта.
Т. о. , результатами ООП является следующие диаграммы: · диаграмма наследования, которая показывает наследование связей, свойственных классам; · диаграмма подчиненности (зависимости), которая описывает дружественные связи и связи пользовательисполнитель (вызов), существующие между классами; · диаграммы классов, которые описывают внешнее представление каждого класса; · схемы структур классов, которые описывают внутреннюю структуру операций класса.
Следующим этапом в разработке ИС является этап кодирования (программирования). Основные черты ООПрог: · инкапсуляция данных; · наследование; · интерфейс при помощи сообщений; · полиморфизм.
Объектно-ориентированный процесс разработки RUP информационных систем RUP (Rational Unified Process) фирмы Rational Software Corporation включает следующие шесть этапов: · Моделирование проблемной области (Business Modeling). · Определение требований к системе (Requirements). · Анализ и проектирование (Analysis & Design). · Разработка (Implementation). · Тестирование (Test). · Внедрение (Deployment).
В основе этих этапов лежит язык UML (Unified Modeling Language), созданный в 1994 г. и базирующий на диаграммных моделях: деятельности, прецедентов, последовательности и взаимодействия, классов, компонентов и размещения. Процесс разработки RUP используется для документирования работ, выполняемых на всех этапах ЖЦ ИС. В 1999 г. процесс разработки RUP был стандартизован. В последние годы этот процесс является одним из наиболее перспективных и широко применяемых процессов создания ИС.
Процесс разработки RUP начинается с построения модели деятельности (Business Object Model). В основе этой модели лежат диаграммы деятельности и состояний, используемые для описания бизнес-процессов, подлежащих автоматизации в организации. Основными элементами диаграммы деятельности являются следующие. 1. Начальное состояние (start state), которое обозначается черным маленьким кружком, с которым может быть связано название «начало» . 2. Конечное состояние (end state), которое обозначается большим черным кружком внутри круга, с которым может быть связано название «конец» . Каждая диаграмма должна иметь только одно начальное состояние и может иметь несколько заключительных состояний.
3. Деятельность (activity), которая обозначается прямоугольником с закругленными сторонами. Ее имя должно отражать цель деятельности. 4. Состояние (state), которое обозначается прямоугольником с закругленными углами. Элемент «состояние» используется для описания определенных состояний какого-либо субъекта или объекта. С этим элементом должно быть связано имя. Имя должно отражать состояние субъекта или объекта.
5. Переход (state transition). 6. Решение (decision), используемый для отображений действий, выполняемых по условию. 7. Горизонтальные синхронизаторы (horizontal synhronization), которые используются для отражения выполнения параллельных деятельностей. 8. Разделительные линии (swimline), используются для разделения диаграммы на части, например, с целью отражения на диаграммах ответственных за выполнение определенных действий.
Модель прецедентов (Business Use Case Model). описывается организационная структура, которая совершенствуется при мысленном отображении на нее выделенных бизнес-процессов, вплоть до самого нижнего уровня – субъектов и объектов, участвующих в автоматизируемых бизнеспроцессах. В этой модели для каждого субъекта и объекта описываются их функции также на основе мысленного отображения бизнес-процессов на структуру организации.
Модель прецедентов базируется на диаграмме прецедентов (use case diagram), основными элементами которой являются следующие: · Организационные единицы (organization unit). · Субъект производственного процесса (business worker). · Объект производственного процесса. · Декомпозированные функции производственного процесса. Связи на диаграммах прецедентов устанавливаются: · между организационными единицами; · между действующим лицом и функцией; · между функциями.
Модель взаимодействия субъектов и объектов (business object model), базирующиеся на диаграммах последовательностей и взаимодействия. Эти модели используются для описания сценариев выполнения производственных функций субъектами и объектами проблемной области. Основные элементы диаграмм последовательности и взаимодействия являются следующие. · Действующие лица производственного процесса (business worker, business actor). · Сущности производственного процесса (business entity). · Сообщения (messages).
Модель классов объектов, базирующая на диаграммах классов объектов. Эти диаграммы являются центральными диаграммами в процессе ООП. Основными элементами в этих диаграммах являются классы, которые в случае необходимости могут быть сгруппированы в пакеты, и отношения между классами объектов – ассоциация, наследование и агрегация.
Для обозначения классов объектов в языке UML используется прямоугольник, разделенный на три части: верхнюю, используемою для задания имени класса, среднюю – для задания атрибутов и нижнюю – для задания методов. Для задания отношения ассоциации используется сплошная линия. Для задания отношения наследования используется сплошная линия со стрелкой на конце, направленной на класс, атрибуты и методы которого наследуются. Для задания отношения агрегации используется сплошная линия с добавлением на конце ромба, расположенного у класса объектов, являющегося целым.
Скачать презентацию Объектно-ориентированные методологии разработки информационных систем ЖЦ является
Презентация6 ОО_моделирование_5.ppt