Реферат: CASE-технологии 2

Постоянный рост сложности и комплексности не только целей проекта, но и инструментария их реализации приводят к тому, что уже трудно обойтись силами отдельных специалистов, а требуется слаженная работа целой команды.

Для того чтобы успешно выполнить проект, объект проектирования должен быть прежде всего правильно и адекватно описан, то есть необходимо построить полноценные и функциональные информационные модели объекта проектирования. До недавнего времени проектирование информационных систем выполнялось главным образом на интуитивном уровне с применением не формализованных методов, которые основывались на практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных проверках качества функционирования подобных систем. Но, естественно, во время разработки и функционирования информационных систем потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение.

В 1970-80-х годах при разработке информационных систем широко применялась структурная методология, предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания ИС и принимаемых технических решений. Эта методология основывалась на наглядной графической технике, иначе говоря, для описания проекта использовались различного рода схемы и диаграммы. Наглядность и строгость средств структурного анализа позволяла разработчикам и будущим пользователям системы с самого начала неформально участвовать в ее создании, обсуждать и закреплять понимание основных технических решений. Однако широкое применение этой методологии и следование ее рекомендациям при разработке конкретных проектов встречалось достаточно редко, поскольку ее практически невозможно реализовать на должном уровне ручным, неавтоматизированным, способом. 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. Если участники проекта пытались прибегнуть к ручной разработке, то перед ними возникали следующие проблемы:

· неадекватная спецификация требований;

· неспособность обнаруживать ошибки в проектных решениях;

· низкое качество документации, снижающее эксплуатационные качества;

· затяжной цикл и неудовлетворительные результаты тестирования.

Но появились специализированные программно-технологические средства для разработки проектов, в частности, основанных на информатизации. Ими стали средства, реализующие CASE-технологию создания и сопровождения информационных систем. Термин CASE (Computer-Aided Software Engineering) сегодня понимается достаточно широко.

Первоначальное значение термина, ограниченное вопросами автоматизации разработки программного обеспечения (ПО), в настоящее время приобрело новый смысл, и теперь это понятие охватывает процесс разработки сложных информационных систем в целом. Теперь под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения подобных систем, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного ПО (приложений) и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом и т. д. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют полную среду разработки.

1 ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ CASE-технологиЙ

И ИХ ЗНАЧЕНИЕ

Активные исследования в области методологии программирования привели к тому, что программирование приобрело 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.

Согласно западным исследованиям CASE-технология попала в разряд наиболее стабильных информационных технологий. Впрочем, CASE-средства, как и любой инструмент, нужно уметь применять. Существует множество примеров их неудачного внедрения, в результате которых CASE-средства становятся "полочным" ПО (shelfware). В связи с этим необходимо отметить следующее:

· 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.

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

Наиболее трудоемкими этапами разработки информационных систем являются анализ и проектирование, 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 позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую информационную систему, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с 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 используются практически всеми ведущими западными компаниями.

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

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

· интеграция отдельных компонент CASE-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки информационной системы;

· использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория). Интегрированное CASE-средство (или комплекс средств, поддерживающих полный жизненный цикл 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 информационной системы;

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

· средства конфигурационного управления;

· средства документирования;

· средства тестирования;

· средства управления проектом;

· средства реинжиниринга.

2 КЛАССИФИКАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ CASE-средств

Все современные CASE-средства можно классифицировать по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы жизненного цикла. 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 информационных систем (toolkit) и полностью интегрированные средства, поддерживающие весь жизненный цикл информационных систем и связанные общим репозиторием. Помимо этого CASE-средства можно классифицировать по 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:

· 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. К ним относятся 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)).

3 Особонности CASE-средств

Ввиду разнообразной природы CASE-средств было бы ошибочно делать какие-либо 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.

Одни полагают, будто реальная выгода от использования некоторых типов CASE-средств может быть получена только после одно- или двухлетнего опыта. Другие считают, что воздействие может реально проявиться в фазе эксплуатации жизненного цикла информационных систем, когда технологические улучшения могут привести к снижению эксплуатационных затрат.
Для успешного внедрения CASE-средств организация должна обладать следующими качествами:

· 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.

Если организация не обладает хотя бы одним из перечисленных качеств, то внедрение CASE-средств может закончиться неудачей, независимо от степени тщательности следования различным рекомендациям по внедрению.

Для того чтобы принять взвешенное решение относительно инвестиций в CASE-технологию, пользователи вынуждены производить оценку отдельных CASE-средств, опираясь на неполные и противоречивые данные. Эта проблема зачастую усугубляется недостаточным знанием всех возможных "подводных камней" использования CASE-средств. Среди наиболее важных проблем выделяют следующие:

• достоверная оценка отдачи от инвестиций в CASE-средства затруднительна ввиду отсутствия приемлемых метрик и данных по проектам и процессам разработки ПО;

• внедрение CASE-средств может представлять длительный процесс и не принести немедленной отдачи. Возможно даже краткосрочное снижение продуктивности в результате усилий, затрачиваемых на внедрение. Вследствие этого руководство организации-пользователя может утратить интерес к CASE-средствам и прекратить поддержку их внедрения;

• отсутствие полного соответствия между теми процессами и методами, которые поддерживаются CASE-средствами, и теми, что используются в данной организации, может привести к дополнительным трудностям;

• CASE-средства зачастую трудно использовать в комплексе с другими подобными средствами. Это объясняется как различными парадигмами, поддерживаемыми разнообразными средствами, так и проблемами передачи данных и управления от одного средства к другому;

• некоторые CASE-средства требуют слишком много усилий для того, чтобы оправдать их использование в небольшом проекте, тем не менее, можно извлечь выгоду из той дисциплины, к которой обязывает их применение;

• негативное отношение персонала к внедрению новой CASE-технологии может быть главной причиной провала проекта.

Пользователи CASE-средств должны быть готовы к необходимости долгосрочных затрат на эксплуатацию, частому появлению новых версий и возможному быстрому моральному старению средств, а также постоянным затратам на обучение и повышение квалификации персонала.

Но все же грамотное, продуманное и обоснованное использование CASE-технологии способно принести следующие выгоды:

· 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.

4 ВНЕДРЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ CASE-технологиЙ

Итак, вы решились на внедрение CASE-средств. Процесс внедрения состоит из следующих этапов:

· определение потребностей в CASE-средствах;

· оценка и выбор CASE-средств;

· выполнение пилотного проекта;

· практическое внедрение CASE-средств.

Определение потребностей в CASE-средствах можно проиллюстрировать следующей диаграммой (рис. 1).

Рисунок 1 – Схема определения потребностей в CASE-средствах

Данный этап включает достижение понимания потребностей организации и технологии последующего процесса внедрения CASE-средств. Он должен привести к выделению тех областей деятельности организации, в которых применение CASE-средств может принести реальную пользу. Результатом данного этапа является документ, определяющий стратегию внедрения.

Процесс оценки и выбора CASE-средств можно рассмотреть в виде модели. Этот процесс может преследовать несколько целей и включать:

· оценку нескольких CASE-средств и выбор одного или более из них;

· оценку одного или более CASE-средств и сохранение результатов для последующего использования;

· выбор одного или более CASE-средств с использованием результатов предыдущих оценок.

Ниже приведена диаграмма, описывающая наиболее общую ситуацию оценки и выбора, а также показывает зависимость между ними (рис. 2).

Рисунок 2 – Схема оценки и выбора CASE-средств

Как видно из рисунка, входной информацией для процесса оценки является:

· определение пользовательских потребностей;

· цели и ограничения проекта;

· данные о доступных CASE-средствах;

· список критериев, используемых в процессе оценки.

Результаты оценки могут включать результаты предыдущих оценок. При этом не следует забывать, что набор критериев, использовавшихся при предыдущей оценке, должен быть совместимым с текущим набором. Конкретный вариант реализации процесса (оценка и выбор, оценка для будущего выбора или выбор, основанный на предыдущих оценках) определяется перечисленными выше целями.

Элементы процесса включают:

· цели, предположения и ограничения, которые могут уточняться в ходе процесса;

· потребности пользователей, отражающие количественные и качественные требования пользователей к CASE-средствам;

· критерии, определяющие набор параметров, в соответствии с которыми производится оценка и принятие решения о выборе;

· формализованные результаты оценок одного или более средств;

· рекомендуемое решение (обычно либо решение о выборе, либо дальнейшая оценка).

Процесс оценки и/или выбора следует начинать только тогда, когда лицо, группа или организация полностью определила для себя конкретные потребности и формализовала их в виде количественных и качественных требований в заданной предметной области. Далее термин "пользовательские требования" означает именно такие формализованные требования.

Пользователь должен определить конкретный порядок действий и принятия решений с любыми необходимыми итерациями. Например, процесс можно представить в виде дерева решений с его последовательным обходом и выбором подмножеств кандидатов для более детальной оценки. Описание последовательности действий должно определять поток данных между ними.

Определение списка критериев основано на пользовательских требованиях и включает:

· выбор критериев для использования из приведенного далее перечня;

· определение дополнительных критериев;

· определение области использования каждого критерия (оценка, выбор или оба процесса);

· определение одной или более метрик для каждого критерия оценки;

· назначение веса каждому критерию при выборе.

Перед полномасштабным внедрением выбранного CASE-средства в организации выполняется пилотный проект. Его цель - экспериментальная проверка правильности решений, принятых на предыдущих этапах, и подготовка к внедрению.

Пилотный проект представляет собой первоначальное реальное использование CASE-средства и обычно подразумевает более широкий масштаб использования CASE-средства по отношению к тому, который был достигнут во время оценки. Пилотный проект должен обладать многими из характеристик реальных проектов, для которых предназначено данное средство. Он преследует следующие цели:

1. подтвердить достоверность результатов оценки и выбора;

2. определить, действительно ли CASE-средство годится для использования в данной организации, и если да, то определить наиболее подходящую область его применения;

3. собрать информацию, необходимую для разработки плана практического внедрения;

4. приобрести собственный опыт использования CASE-средства.

Пилотный проект позволяет получить важную информацию, необходимую для оценки качества функционирования CASE-средства и его поддержки со стороны поставщика после того, как средство установлено. Его реализацию можно проиллюстрировать следующей схемой (рис. 3).

Рисунок 3 – Схема реализации пилотного проекта

Важной функцией пилотного проекта является принятие решения относительно приобретения или отказа от использования CASE-средства. Провал пилотного проекта позволяет избежать более значительных и дорогостоящих неудач в дальнейшем, поскольку он обычно связан с приобретением относительно небольшого количества лицензий и обучением узкого круга специалистов.

И, наконец, наступает переход к практическому использованию CASE-средств. Он начинается с разработки и последующей реализации плана перехода.

План перехода должен включать следующее:

· Информацию относительно целей, критериев оценки, графика и возможных рисков, связанных с реализацией плана.

· Информацию относительно приобретения, установки и настройки CASE-средств.

· Информацию относительно интеграции каждого средства с существующими средствами, включая как интеграцию CASE-средств друг другом, так и их интеграцию в процессы разработки и эксплуатации ПО, существующие в организации.

· Ожидаемые потребности в обучении и ресурсы, используемые в течение и после завершения процесса перехода.

· Определение стандартных процедур использования средств.

Реализация плана перехода требует постоянного мониторинга использования CASE-средств, обеспечения текущей поддержки, сопровождения и обновления средств по мере необходимости. Достигнутые результаты должны периодически подвергаться экспертизе в соответствии с графиком, а план перехода - корректироваться при необходимости. Необходимо постоянно уделять внимание удовлетворению потребностей организации и критериям успешного внедрения CASE-средств.

Значимой и неотъемлемой частью реализации плана является также обучение и переобучение. Как правило, все понимают: обучение представляет собой центральное звено, обеспечивающее нормальное использование CASE-средств в организации. Тем не менее существует довольно распространенная ошибка, что начальное обучение необходимо для группы неподготовленных пользователей, а потому все ограничивается минимальным текущим обучением. Участники пилотного проекта, имеющие начальное обучение, могут быть высококвалифицированными энтузиастами новой технологии, стремящимися использовать ее во что бы то ни стало. С другой стороны, разработчикам, которые в дальнейшем примут участие в проекте, может потребоваться более интенсивное и глубокое обучение, а также текущая поддержка в использовании средства.

В дополнение к этому следует отметить, что каждая категория сотрудников (например, администраторы средств, служба поддержки рабочих мест, интеграторы средств, служба сопровождения и разработчики приложений) нуждается в различном обучении. Обучение не должно замыкаться только на пользователях CASE-средств, обучаться должны и те сотрудники, на деятельность которых так или иначе оказывает влияние использование CASE-средств.

При дальнейшем применении CASE-средств организация должна ориентироваться на обучение как сотрудников, вновь принятых на работу, так и специалистов, выполняющих проекты с использованием данных средств. Именно поэтому обучение должно стать неотъемлемой частью нормативных материалов, касающихся деятельности организации, которые предлагаются новым сотрудникам.

Чтобы определить, насколько эффективно новое CASE-средство повышает продуктивность и/или качество, организация должна опираться на некоторые базовые данные. К сожалению, лишь немногие организации в настоящее время накапливают данные для реализации программы текущей количественной оценки и усовершенствования процессов. Для доказательства эффективности CASE-средств и их возможностей улучшать продуктивность необходимы следующие базовые метрические данные:

· использованное время;

· время, выделенное персонально для конкретных специалистов;

· размер, сложность и качество ПО;

· удобство сопровождения.

Еще до начала внедрения CASE-средств метрическая оценка должна начинаться с реальной оценки текущего состояния среды и поддерживать процедуры постоянного накопления данных.

Период, в течение которого выполняется количественная оценка воздействия, оказываемого внедрением CASE-средств, является весьма значимой величиной с точки зрения определения степени успешности перехода. Некоторые организации, успешно внедрившие в конечном счете CASE-средства, столкнулись с кратковременными негативными эффектами в начале процесса. Другие, успешно начав, недооценили долговременные затраты на сопровождение и обучение. Таким образом, чтобы преодолеть любые негативные эффекты на начальном этапе, а также смоделировать будущие долговременные затраты, наиболее приемлемый временной интервал для оценки степени успешности внедрения должен быть достаточно большим. С другой стороны, данный интервал должен соответствовать целям организации и ожидаемым результатам.

Итогом данного этапа является внедрение CASE-средств в повседневную практику организации, при этом больше не требуется какого-либо специального планирования. Кроме того, поддержка CASE-средств включается в план текущей поддержки ПО в данной организации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС, 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 потребностями пользователей. Большая часть CASE-средств использует методологию структурного (в основном) или 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.

Опыт, полученный при внедрении CASE-средств, может отчасти изменить цели организации и ожидания, возлагаемые на CASE-средства. Например, организация может сделать вывод, что средства целесообразно использовать для большего или меньшего круга пользователей и процессов в цикле создания и сопровождения ПО. Такие изменения в ожиданиях зачастую дают положительные результаты, но могут и внести соответствующие коррективы в определение степени успешного внедрения CASE-средств.

Список использованных источников

1. Вендров А.М. Один из подходов к выбору средств проектирования баз данных и приложений. - "СУБД", 2006, № 3.

2. Зиндер Е.З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования. Учебное пособие. - М., Центр Информационных Технологий, 2007.

3. Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). - М., "Лори", 2004.

4. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М., "МетаТехнология", 2003.

5. Создание информационной системы предприятия. "Computer Direct", 2007, № 2.

6. Горин С.В., Тандоев А.Ю. Применение CASE-средства для информационного моделирования в системах обработки данных. – СПб, 2005, № 3.

7. Горин С.В., Тандоев А.Ю. CASE-средства для разработки структуры базы данных. - СПб, 2006, № 1.