Технология внедрения CASE

ТЕМА 3.
Технологии
проектирования ИС
Лекция 5-6.
Классификация технологий
проектирования ИС
Требования к эффективности и
надежности проектных решений






функциональность системы и степень адаптации к
изменяющимся условиям ее функционирования;
пропускная способность системы;
время реакции системы на запрос;
безотказная работа системы в требуемом режиме
(готовность и доступность системы для обработки
запросов пользователей);
простота эксплуатации и поддержки системы;
необходимая безопасность.
2
Понятие технологии проектирования



Технология (греч.) – искусство, мастерство, умение,
совокупность методов изготовления продукции.
Метод – способ достижения поставленной цели, решения
конкретной задачи.
Энциклопедический словарь
Технология проектирования определяется как совокупность
трех составляющих:
 пошаговой процедуры, определяющей последовательность
технологических операций проектирования;
 критериев и правил, используемых для оценки результатов
выполнения технологических операций (соответствие
стандартам);
 нотаций (графических и текстовых средств),
используемых для описания проектируемой системы.
3
Технологическая операция проектирования – это
относительно самостоятельный фрагмент
технологического процесса проектирования, в
котором определены:
 вход;
 выход;
 преобразователь;
 ресурсы;
 средства.
4
Основные термины технологии
проектирования

Технологическая операция – основная единица
работы, выполняемая определенной ролью, которая:



подразумевает четко определенную ответственность роли;
дает четко определенный результат (набор рабочих
продуктов), базирующийся на определенных исходных
данных (другом наборе рабочих продуктов);
представляет собой единицу работы с жестко
определенными границами, которые устанавливаются при
планировании проекта.
5
Основные термины технологии
проектирования


Рабочий продукт – информационная или
материальная сущность, которая создается,
модифицируется или используется в некоторой
технологической операции (модель, документ, код,
тест и т.п.).
Роль – определение поведения и обязанностей
отдельного лица или группы лиц в среде
организации-разработчика, осуществляющих
деятельность в рамках некоторого технологического
процесса и ответственных за определенные рабочие
продукты.
6
Требования, предъявляемые к
технологии проектирования ИС




Технология должна поддерживать полный
жизненный цикл системы;
технология должна обеспечивать гарантированное
достижение целей разработки ИС с заданным
качеством и в установленное время;
технология должна обеспечивать возможность
выполнения крупных проектов в виде подсистем;
технология должна обеспечивать возможность
ведения работ по проектированию отдельных
подсистем небольшими группами;
7
Требования, предъявляемые к
технологии проектирования ИС




технология должна обеспечивать минимальное
время получения работоспособной ИС;
технология должна предусматривать возможность
управления конфигурацией проекта, ведения версий
проекта и его составляющих, возможность
автоматического выпуска проектной документации и
синхронизацию ее версий с версиями проекта;
технология должна обеспечивать независимость
выполняемых проектных решений от средств
реализации ИС;
технология должна быть поддержана комплексом
согласованных CASE-средств.
8
Требования к средствам
проектирования





инвариантность к объекту проектирования;
охват всех этапов ЖЦ ИС;
техническая, программная,
информационная совместимость;
простота освоения и применения;
экономическая целесообразность
применения.
9
Классы средств проектирования
Средства, поддерживающие проектирование операций
обработки информации:
1.

Средства, поддерживающие проектирование
технологических подсистем ИС:
2.

СУБД, методо-ориентированные ППП, табличные процессоры,
графические редакторы, текстовые редакторы, оболочки экспертных
систем
Средства, поддерживающие проектирование разделов
проекта ИС (функциональных подсистем):
3.

4.
алгоритмические языки, библиотеки стандартных подпрограмм и
классов объектов, генераторы программ типовых операций
обработки данных, утилиты ОС
функционально-ориентированные средства проектирования (типовые
проектные решения, функциональные ППП, типовые проекты)
Средства, поддерживающие разработку проекта на
стадиях ЖЦ ИС (CASE-средства)
10
Методы
проектирования
По степени
автоматизации
проектных работ
По степени
использования
ТПР
По степени
адаптивности
проектных решений
Ручное
проектирование
Оригинальное
проектирование
Методы
реконструкции
Автоматизированное
проектирование
Типовое
проектирование
Методы
параметризации
Методы
реструктуризации
модели
11
Технологии
проектирования
Каноническое
проектирование
Индустриальное
проектирование
Автоматизированное
проектирование
Типовое
проектирование
Параметрическиориентированное
Модельноориентированное
12
Соответствие технологий и
методов проектирования
Технология
проектирования
Степень
Степень
автоматиза типизации
ции
Степень
адаптивности
Каноническое
Ручное
Оригинальное
Индустриально Компьютер Оригиналье автоматизиро- ное
ное
ванное
Реконструкция
Индустриально
е типовое
Параметризация и
реструктуризация
модели
Компьютер Типовое
ное
(сборочное)
Реструктуризация
модели
(генерация ИС)
13
Каноническое проектирование




Каноническое проектирование ИС отражает
особенности ручной технологии индивидуального
(оригинального) проектирования,
осуществляемого на уровне исполнителей без
использования каких-либо инструментальных
средств, позволяющих интегрировать выполнение
элементарных операций.
Область применения: для небольших локальных
ИС.
Модель жизненного цикла ИС: каскадная.
Проектная документация: в соответствии с
ГОСТ 34.
14
Технологическая сеть канонического
проектирования
П1
Д1.1
Предпроектная
стадия
Д1.2
Д1.3
П2
Стадия
проектирования
Д2.1
Д1.4
П3
Стадия
внедрения
Д3.1
Д3.2




П4
Стадия
эксплуатации и
сопровождения
Д4.1
Д 1.1. ─ предметная область; Д 1.2. ─ материалы обследования; Д 1.3. ─ ТЭО;
Д 1.4. ─ техническое задание (ТЗ) на проектирование;
Д 2.1. ─ техно-рабочий проект (ТРП);
Д 3.1. ─ исправленный ТРП, переданный в эксплуатацию; Д 3.2. ─ акт о приемке
проекта в промышленную эксплуатацию;
Д 4.1. ─ модернизированный ТРП.
15
Принципы канонического
проектирования



Основная единица обработки данных – задача.
Структура предметной области на стадии
предпроектного обследования изучается в разрезе
решаемых задач и комплексов задач.
Задача рассматривается как совокупность
операций преобразования некоторого набора
исходных данных для получения результатной
информации, необходимой для выполнения
функции управления или принятия
управленческого решения.
16
17
Порядок изучения задачи












наименование задачи;
сроки и периодичность ее решения;
степень формализуемости задачи;
источники информации, необходимые для решения задачи;
показатели и их количественные характеристики;
порядок корректировки информации;
действующие алгоритмы расчета показателей и возможные
методы контроля;
действующие средства сбора, передачи и обработки
информации;
принятая точность решения задачи;
трудоемкость решения задачи;
действующие формы представления исходных данных и
результатов их обработки в виде документов;
потребители результатной информации по задаче.
18
Технологическая сеть проектирования
стадии предпроектного обследования
19
П 1 ─ предварительное изучение предметной области:
Д 1.1. ─ общие сведения об объекте;
Д 1.2. ─ примеры разработок проектов ИС для аналогичных объектов;
П 2 ─ выбор технологии проектирования:
U 2.1. ─ универсум технологий проектирования;
Д 2.1. ─ список ресурсов;
Д 2.2. ─ oписаниe выбранной технологии, методов и средств проектирования;
П 3 ─ выбор метода проведения обследования:
U 3.1. ─ универсум методов проведения обследования;
Д 3.1. ─ описание выбранного метода;
П 4 ─ выбор метода сбора материалов обследования:
U 4.1. ─ универсум методов сбора материалов обследования;
Д 4.1. ─ описание выбранных методов;
П 5 ─ разработка программы обследования:
Д 5.1. ─ программа обследования;
П 6 ─ разработка плана-графика сбора материалов обследования:
Д 6.1. ─ план-график выполнения работ на предпроектной стадии;
П 7 ─ сбор и формализация материалов обследования:
U 7.1. ─ универсум методов формализации;
Д 7.1. ─ общие параметры (характеристики) экономической системы;
Д 7.2. ─ организационная структура экономической системы;
Д 7.3. ─ методы и методики управления (алгоритм расчета экономических показателей);
Д 7.4. ─ параметры информационных потоков;
Д 7.5. ─ параметры материальных потоков.
20
Технологическая сеть стадии
технического проектирования
Разработка общесистемных
проектных решений
Разработка локальных
проектных решений
21
Технологическая сеть стадии
рабочего проектирования
22
Стадия внедрения

Методы внедрения:
последовательный
 параллельный
 смешанный


Этапы внедрения:
подготовка экономического объекта к
внедрению ИС;
 опытное внедрение;
 сдача проекта в промышленную эксплуатацию.

23
CASE-технология



CASE-технология – совокупность методов анализа,
проектирования, разработки и сопровождения ИС,
поддержанных комплексом взаимосвязанных средств
автоматизации.
Цель CASE-технологии – отделить процесс проектирования
ИС от ее кодирования и последующих этапов разработки,
максимально автоматизировать процесс разработки и
функционирования систем.
Характеристики CASE-средств:



мощная графика для описания и документирования систем;
интеграция, обеспечивающая легкость передачи данных и
позволяющая управлять всем процессом проектирования и разработки
системы непосредственно через процесс планирования проекта;
использование репозитория для хранения всей информации о
проекте.
24
Оценка трудозатрат по фазам
жизненного цикла ИС
Каноническое проектирование
Автоматизированное
проектирование
15%
20%
5%
40%
45%
15%
20%
Анализ
Реализация
40%
Проектирование
Тестирование
25
Технология канонического
проектирования
Основные усилия – на
кодирование и тестирование
"Бумажные" спецификации
Ручное кодирование
Тестирование ПО
Сопровождение
программного кода
Технология
автоматизированного
проектирования
Основные усилия – на анализ
и проектирование
Быстрое итеративное
макетирование
Автоматическая генерация
машинного кода
Автоматический контроль
проекта
Сопровождение проекта
26
Компоненты интегрированного
CASE-средства
1. Средства централизованного хранения
информации о проектируемой ИС в течение
всего ЖЦ (репозиторий)
2. Графические средства анализа и
проектирования, обеспечивающие создание и
редактирование иерархически связанных
диаграмм.
3. Средства разработки приложений,
предназначенные для автоматизированной
кодогенерации и тестирования.
4. Средства документирования, управления
проектом и реинжиниринга.
27
Классификация по типам
CASE-средств
Тип CASE-средства Назначение
Средства анализа – Upper Построение и анализ моделей предметной
CASE (BPWin)
области
Средства анализа и
проектирования – Middle
CASE (Designer/2000)
Создание проектных спецификаций компонентов
и интерфейсов системы, архитектуры системы,
алгоритмов и структур данных
Средства проектирования Моделирование данных и генерацию схем баз
баз данных (ERWin)
данных (как правило, на языке SQL) для наиболее
распространенных СУБД.
Средства разработки
приложений (Delphi)
Генерация программного кода компонентов
системы
Средства реинжиниринга
(Rational Rose)
Анализ программных кодов и схем баз данных и
формирование на их основе различных моделей и
проектных спецификаций.
28
Классификация CASE-средств по
категориям

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 ИС (toolkit);
 полностью интегрированные средства,
поддерживающие весь ЖЦ ИС и связанные
общим репозиторием.

29
Технология внедрения
CASE-средств
Технология внедрения CASE-средств базируется на
стандартах IEEE (Institute of Electrical and
Electronics Engineers - Институт инженеров по
электротехнике и электронике).
Этапы внедрения CASE-средств:
1. Определение потребностей в CASEсредствах
2. Оценка и выбор CASE-средств
3. Выполнение пилотного проекта
4. Полномасштабное внедрение CASE-средств
30
Факторы, влияющие на выбор
CASE-средств
 Относительная простота или сложность
средства;
 степень согласованности с существующими
в организации бизнес-процессами;
 требуемая степень интеграции с другими
программными средствами;
 опыт и квалификация пользователей.
31
I этап –
Определение
потребностей в
CASEсредствах
Анализ возможностей
организации и её
готовности к внедрению
CASE-средств
Анализ
потребностей
организации
Обзор рынка
CASE-средств
Определение критериев
успешного внедрения
Разработка стратегии
внедрения CASE-средств
32
Анализ возможностей организации


Формальные подходы определяются моделью оценки
зрелости технологических процессов организации CMM
(Capability Maturity Model), разработанной SEI (Software
Engineering Institute), а также стандартами
 ISO 9001: 1994
 ISO 9003-3: 1991
 ISO 9004-2:1991
 ГОСТ Р ИСО 9004-2001, гр. Т59 «Рекомендации по
улучшению деятельности».
Неформальные подходы базируются на использовании
анкетирования сотрудников и руководства по вопросам
текущей практики использования ПО, технологии и
персонала. Для удобства составления анкет эти вопросы могут
быть разбиты на 5 групп.
33
Группа 1 - Общие вопросы





Используемая модель ЖЦ разработки ИС
(каскадная или спиральная);
используемые методы (структурные, объектноориентированные);
квалификация сотрудников;
наличие документированных стандартов
(формальных или неформальных) по анализу
требований, спецификациям и проектированию,
кодированию и тестированию;
виды документации, выпускаемой в процессе ЖЦ
ПО.
34
Группа 2 – проекты, ведущиеся
в организации



Средняя продолжительность проекта в человекомесяцах;
среднее количество специалистов, участвующих в
проектах различных категорий;
средний размер проектов различных категорий в
терминах кодовых метрик (например, в строках
исходных кодов или функциональных точках).
35
Группа 3 – технологическая база







Перечень вычислительных ресурсов;
уровень доступности ресурсов, среднее время ожидания
ресурсов;
перечень ПО, используемого в организации, и его характер
(готовые программные продукты, собственные разработки);
степень интеграции используемых программных продуктов,
механизмы интеграции (существующие и планируемые);
уровень использования сетевых возможностей, доступных
группе разработчиков;
используемые языки программирования;
средний процент вновь разрабатываемых, повторно
используемых и реально эксплуатируемых приложений.
36
Группа 4 – персонал





Реакция сотрудников организации на внедрение
новой технологии (наличие опыта успешных или
неуспешных внедрений);
наличие лидеров, способных серьезно повлиять
на отношение к новым средствам;
наличие стремления у рядовых сотрудников к
совершенствованию средств и технологии;
объем обучения, необходимого для ориентации
пользователей в новой технологии;
стабильность и уровень текучести кадров.
37
Группа 5 – готовность







Поддержка проекта со стороны высшего руководства;
готовность организации к долгосрочному финансированию
проекта;
готовность организации к выделению необходимых
специалистов для участия в процессе внедрения и к их
обучению;
готовность персонала к существенному изменению
технологии своей работы;
степень понимания персоналом масштаба изменений;
готовность технических специалистов и менеджеров к
возможному снижению продуктивности своей работы;
готовность руководства к долговременному ожиданию отдачи
от вложенных средств.
38
Определение потребностей
организации
Цель организации: использовать CASE-технологию
для достижения определенного уровня CMM или
сертификации в соответствии с ISO 9001.
Потребности, соответствующие цели:
 переход от каскадной модели ЖЦ ПО к
спиральной;
 поддержка технологического процесса
разработки ПО;
 выпуск нормативной и технологической
документации.
Матрица соответствия потребностей организации
возможностям CASE-средств поможет
определиться с выбором конкретного программного
продукта.
39
Реалистичные ожидания








Поддержка реижиниринга бизнес-процессов;
ускорение и повышение согласованности разработки ИС и их
функциональных подсистем;
снижение доли ручного труда в процессе разработки и
эксплуатации;
более точное соответствие ИС требованиям пользователей;
повышение качества проектирования и документирования;
улучшение коммуникации между пользователями и
разработчиками;
повторное использование разработок;
кратковременное возрастание затрат, связанное с
деятельностью по внедрению CASE-средств
40
Нереалистичные ожидания









Отсутствие воздействия на общую культуру и распределение
ролей в организации;
понимание проектных спецификаций неподготовленными
пользователями;
сокращение персонала, связанного с ИТ;
уменьшение степени участия в проектах высшего руководства
и менеджеров;
немедленное повышение продуктивности деятельности
организации;
достижение абсолютной полноты и непротиворечивости
спецификаций;
автоматическая генерация ИС из проектных спецификаций;
немедленное снижение затрат, связанных с информационной
технологией;
снижение затрат на обучение.
41
Статьи затрат на внедрение
CASE-средств






Затраты на специалистов по планированию
внедрения CASE-средств;
технические средства;
приобретение, настройка CASE-средств и
обучение пользователей;
интеграция с другими средствами и
существующими данными;
подготовка документации, стандартов и процедур
использования средств;
обновление версий.
42
Типовое проектирование
Необходимость типизации проектных решений
связана с:


сложностью обеспечения высокого научно-технического
уровня разработки при индивидуальном проектировании;
существенным снижением затрат на проектирование при
внедрении типовой системы.
Требования к экономическому объекту :




управление предприятием осуществляется на основе
единых положений;
структура системы управления во всех подразделениях
предприятия одинакова и зависит только от размера
предприятия;
технические средства ИС стандартизированы;
возможность декомпозиции проектируемой ИС на
множество составляющих компонентов.
43
Классификация ТПР по уровню
декомпозиции

Элементные ТПР - типовые решения по задаче
или по отдельному виду обеспечения задачи
(информационному, программному, техническому,
математическому, организационному)
 Подсистемные ТПР - в качестве элементов
типизации выступают отдельные подсистемы,
разработанные с учетом функциональной полноты и
минимизации внешних информационных связей;
 Модельные (объектные) ТПР - типовые
отраслевые проекты, которые включают полный
набор функциональных и обеспечивающих
подсистем ИС.
44
Элементный метод типового
проектирования
Достоинство

применение модульного подхода к проектированию и
документированию ИС.
Недостатки:



необходимость разработки недостающих компонентов ИС
вручную;
большие затраты времени на доработку и сопряжение
разнородных элементов вследствие информационной,
программной и технической несовместимости ТПР;
плохая адаптивность элементов к особенностям
предприятия.
45
Подсистемный метод типового
проектирования
Достоинства:




модульное проектирование;
параметрическая настройку программных компонентов на
различные объекты управления;
сокращение затрат на проектирование и
программирование взаимосвязанных компонентов;
хорошее документирование отображаемых процессов
обработки информации.
Недостатки:


адаптивность ТПР недостаточна с позиции непрерывного
инжиниринга бизнес-процессов;
проблемы в обеспечении комплексного использования
разных функциональных подсистем от нескольких
производителей программного обеспечения
46
Объектный (модельный) метод
типового проектирования
Достоинства:




возможность комплексного использования всех
компонентов ИС за счет методологического единства и
информационной, программной и технической
совместимости;
открытость архитектуры;
масштабируемость;
конфигурируемость.
Недостатки:

проблемы привязки типового проекта к конкретному
объекту управления, связанные с изменением
организационно-экономической структуры объекта
автоматизации
47
Параметрически-ориентированное
типовое проектирование


Параметрически-ориентированное проектирование
заключается в выборе ТПР, наиболее подходящих объекту
управления по своим параметрам.
Эта технология применяется в случае проектирования ИС
на базе элементных и подсистемных ТПР
48
Параметрически-ориентированное
типовое проектирование


заключается в выборе ТПР, наиболее подходящих
объекту управления по своим параметрам.
Применяется в случае проектирования ИС на базе
элементных и подсистемных ТПР
Состав ТПР
Отчет
Блок функционирования
Информационный
поток
Параметрический
поток
Блок
обработки
параметров
Блок
адаптации
Результаты
работы
Графики
Документы
Генератор отчетов
Генератор форм
Встроенный макроязык
49
Этапы параметрическиориентированного проектирования
1. Определение критериев оценки пригодности ТПР
для решения поставленных задач
2. Анализ и оценка доступных ТПР по
сформулированным критериям
3. Выбор и закупка наиболее подходящего ТПР
4. Настройка параметров (доработка) закупленного
ТПР
5. Интеграция нескольких ТПР (при необходимости).
6. Обучение персонала.
7. Эксплуатация и адаптация (при необходимости).
50
Перечень критериев выбора ТПР зависит от:

срока разработки ИС,

финансовых возможностей организации,

технической оснащенности объекта
управления,

существующих и функционирующих ИС;

программного и сетевого оснащения;

квалификации персонала.
51
Критерии оценки ТПР
1. Назначение и возможности ТПР
2. Отличительные признаки и свойства ТПР
3. Требования к техническим и программным
средствам
4. Документация ТПР
5. Стоимость (включая стоимость настройки и
обучения)
6. Особенности установки ТПР
7. Особенности эксплуатации ТПР
8. Помощь поставщика по внедрению и поддержанию
ТПР
9. Оценка качества ТПР и опыт его использования
10.Перспективы развития ТПР.
52
Модельно-ориентированное типовое
проектирование
заключается в адаптации структуры, состава и
характеристик типовой ИС в соответствии с
моделью объекта автоматизации.
1 вариант: создание системы на основе построения
модели объекта автоматизации с использованием
специального программного инструментария и
поиск типовой ИС, удовлетворяющей данной
модели.
2 вариант: создание системы на базе типовой модели
объекта автоматизации из репозитория (специальной
базы метаинформации), который поставляется
вместе с программным продуктом.
53
Репозиторий
Базовая модель ИС
Типовые модели
определенных
классов ИС
Описание объектов, функций,
бизнес-правил, орг. структуры,
которые поддерживаются
программными модулями
типовой ИС
Модели ИС
конкретных
предприятий
Описание конфигурации
ИС для определенных
отраслей или типов
производства.
Модель ИС конкретного предприятия строится:


путем выбора фрагментов типовой модели в соответствии со
специфическими особенностями предприятия (BAAN Enterprise
Modeler);
путем автоматизированной адаптации этих моделей в результате
экспертного опроса (SAP Business Engineering Workbench).
54
Этапы модельноориентированного проектирования
1. Анализ требований к конкретной ИС.
2. Оценка и выбор ТПР, удовлетворяющих
требованиям.
3. Построение предварительной модели ИС на базе
имеющихся в ТПР референтных (типовых)
моделей.
4. Выбор типовой модели системы.
5. Определение перечня компонентов, которые будут
реализованы с использованием других
программных средств или потребуют разработки с
помощью имеющихся в составе типовой ИС
инструментальных средств.
55
Внедрение типовой ИС








Установка глобальных параметров системы;
задание структуры объекта автоматизации;
определение структуры основных данных;
задание перечня реализуемых функций и
процессов;
описание интерфейсов;
описание отчетов;
настройка авторизации доступа;
настройка системы архивирования.
56