Реферат: CASE-технологии проектирования автоматизированных информационных систем

1. Жизненный цикл программного обеспечения информационной системы

Одним из базовых понятий методологии проектирования АИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО — это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необхо­димости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации [6].

Структура ЖЦ ПО базируется на трех группах процес­сов:

♦ основные процессы ЖЦ ПО (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 ПО 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 ПО включает в себя, как правило, анализ, проектирование и реализацию (программирование).

Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ПО 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 ПО 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 ПО, обучение персонала и т. п. Обеспечение каче­ства проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ПО. Верификация — это процесс определе­ния того, отвечает ли текущее состояние разработки, дос­тигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Провер­ка позволяет оценить соответствие параметров разработки с исходными требованиями. Проверка частично совпадает с те­стированием, которое связано с идентификацией различий между действительными и ожидаемыми результатами и оцен­кой соответствия характеристик ПО 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 ПО, прежде всего процессы разработки и сопровождения ПО. При создании проектов сложных ИС, 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 организовывать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации конфигурационного учета, планирования и управления конфигурациями ПО от­ражены в проекте стандарта ISO 12207-2.

Каждый процесс характеризуется определенными зада­чами и методами их решения, исходными данными, получен­ными на предыдущем этапе, результатами. Результатами ана­лиза, в частности, являются функциональные модели, ин­формационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ ПО носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.

Существующие модели ЖЦ определяют порядок испол­нения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распрос­транение получили три следующие модели ЖЦ:

♦ каскадная модель (1970—1980 гг.) — предлагает пере­ход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу;

♦ поэтапная модель с промежуточным контролем (1980—1985 гг.) — итерационная модель разработки ПО с циклами обратной связи между этапами. Преимуще­ство такой модели заключается в том, что межэтап­ные корректировки обеспечивают меньшую трудоем­кость по сравнению с каскадной моделью, однако вре­мя жизни каждого из этапов растягивается на весь пе­риод разработки;

♦ спиральная модель (1986—1990 гг.) — делает упор на начальные этапы ЖЦ: анализ требований, проектиро­вание спецификаций, предварительное и детальное про­ектирование. На этих этапах проверяется и обосновыва­ется реализуемость технических решений путем созда­ния прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии про­граммного изделия, на нем уточняются цели и характе­ристики проекта, определяется его качество, планиру­ются работы следующего витка спирали. Таким обра­зом, углубляются и последовательно конкретизируют­ся детали проекта и в результате выбирается обосно­ванный вариант, который доводится до реализации.

Специалистами отмечаются следующие преимущества спиральной модели:

♦ накопление и повторное использование программных средств, моделей и прототипов;

♦ ориентация на развитие и модификацию ПО в процес­се его проектирования;

♦ анализ риска и издержек в процессе проектирования.

Главная особенность индустрии создания ПО состоит в концентрации сложности на начальных этапах ЖЦ (анализ, проектирование) при относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Более того, нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проек­тирования, порождают на последующих этапах трудные, ча­сто неразрешимые проблемы и, в конечном счете, приводят к неуспеху всего проекта.

2. RAD -технологии прототипного создания приложений

Одним из возможных подходов к разработке ПО в рам­ках спиральной модели ЖЦ является получившая в после­днее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки ПО, содержащий три элемента:

♦ небольшую команду программистов (от 2 до 10 чело­век);

♦ короткий, но тщательно проработанный производствен­ный график (от 2 до б мес);

♦ повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, по­лученные через взаимодействия с заказчиком.

Команда разработчиков должна представлять собой группу профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, генерации кода и тестировании ПО с использованием CASE-средств. Члены коллектива должны также иметь трансфор­мировать в рабочие прототипы предложения конечных пользо­вателей.

Жизненный цикл ПО по методологии RAD состоит из четырех фаз: