Общая характеристика CASE- средств

В рамках программной инженерии CASE-средства представляют собой основную технологию, используемую для создания и эксплу­атации систем ПО. Под CASE - средством (в соответствии с между­народным стандартом ISO/1ЕС 14102:1995(Е)) понимается програм­мное средство, поддерживающее процессы жизненного цикла ПО (определенные в стандарте ISO/1ЕС 12207:1995), включая анализ требований к системе, проектирование прикладного ПО и баз дан­ных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, управление конфигурацией ПО и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют среду разработки ПО (Software Engineering Environment).

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

Наиболее трудоемкими стадиями разработки ПО являются ста­дии формирования требований и проектирования, 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 разнообразных графичес­ких моделей (диаграмм), использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графичес­кие средства моделирования предметной области позволяют раз­работчикам в наглядном виде изучать существующую систему, пе­рестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имею­щимися ограничениями.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма 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 так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.

CASE-средствам присущи следующие основные особенности:

• наличие мощных графических средств для описания и докумен­тирования системы, обеспечивающих удобный интерфейс с раз­работчиком и развивающих его творческие возможности;

• интеграция отдельных компонентов CASE-средств, обеспечива­ющая управляемость процессом разработки ПО;

• использование специальным образом организованного хранили­ща проектных метаданных (репозитория).

Интегрированное CASE-средство - (комплекс средств, поддержи­вающих полный ЖЦ ПО) содержит следующие компоненты:

1. 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;

2. графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование комплекса взаимосвязанных диаграмм, образующих модели деятельности организации и системы ПО;

3. средства разработки приложений, включая языки 4GL (язык 4-го поколения) и генераторы кодов;

4. средства управления требованиями

5. средства управления конфигурацией ПО;

6. средства документирования;

7. средства тестирования

8. средства управления проектом;

9. средства реверсного инжиниринга ПО и баз данных.

Репозиторий

Основные функции средств организации и поддержки репозитория

— хранение, доступ, обновление, анализ и визуализация всей информации по проекту ПО. Содержимое репозитория включает не только информационные объекты различных типов, но и отноше­ния между их компонентами, а также правила использования или обработки этих компонентов. Репозиторий может хранить свыше 100 типов объектов, примерами которых являются диаграммы, опреде­ления экранов и меню, проекты отчетов, описания данных, исход­ные коды и т.п.

Каждый информационный объект в репозитории описывается перечислением его свойств: идентификатор, имена-синонимы, тип, текстовое описание, компоненты, область значений. Кроме этого, хранятся все отношения с другими объектами, правила формирова­ния и редактирования объекта, а также контрольная информация о времени создания объекта, времени его последнего обновления, номере версии, возможности обновления и т.п.

Репозиторий является базой для стандартизации документации по проекту и контроля проектных спецификаций. Все отчеты стро­ятся автоматически по содержимому репозитория. Важные функции управления и контроля проекта также реали­зуются на основе репозитория. В частности, посредством репозито­рия может осуществляться контроль безопасности (ограничения доступа, привилегии доступа), контроль версий, контроль измене­ний и др.

Графические средства (диаграммеры) обеспечивают:

• создание иерархически связанных диаграмм, в которых сочета­ются графические и текстовые объекты;

• создание и редактирование объектов в любом месте диаграммы;

• создание, перемещение и выравнивание групп объектов, изменение их размеров, масштабирование;

• сохранение связей между объектами при их перемещении и из­менении размеров;

• автоматический контроль ошибок и др.

Важность контроля ошибок на стадиях формирования требова­ний и проектирования обусловлена тем, что на более поздних стади­ях их выявление и устранение обходятся значительно дороже. В CASE-средствах обычно реализуются следующие виды контроля:

1. контроль синтаксиса диаграмм и типов их элементов. Обычно
такой контроль осуществляется при вводе и редактировании элементов диаграмм;

2. контроль полноты и состоятельности диаграмм: все элементы диаграмм должны быть идентифицированы и отражены в репозитории. Например, для ВРВ контролируются неименованные или несвязанные потоки данных, процессы и хранилища данных;

3. сквозной контроль диаграмм одного или различных типов на предмет их состоятельности по уровням — вертикальное и горизонтальное балансирование диаграмм. При вертикальном балансировании диаграмм одного типа выявляются несбалансированные потоки данных между детализируемой и детализирующей диаграммами. Гори­зонтальное балансирование определяет несоответствия между структурами данных и спецификациями процессов.

Классификация CASE-средств

Можно привести много примеров различных классификаций CASE-средств, встречающихся в литературе. Остановимся на двух наиболее распространенных вариантах: по типам и категориям.

Классификация по типам отражает функциональную ориентацию СА8Е-средств на те или иные процессы ЖЦ и включает следующие типы:

1. средства анализа и проектирования, предназначенные для пост­роения и анализа как моделей деятельности организации (пред­метной области), так и моделей проектируемой системы. К таким средствам относятся BPwin (PLATINUM technology), Silverrun(Silverrun technologies), Oracle Designer (Огас1е), Ration Rose(Ration Software), Paradigm Plus (PLATINUM technology), Power Designer (Sybase), System Architect (Popkin Software). Их целью является определение системных требований и свойств, которы­ми система должна обладать, а также создание проекта системы, удовлетворяющей этим требованиям и обладающей соответству­ющими свойствами. Выходом таких средств являются специфи­кации компонентов системы и их интерфейсов, алгоритмов и структур данных;

2. средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделиро­вание данных и генерацию схем баз данных (как правило, на язы­ке SQL – Structured Query Language - структурированном языке запросов) для наиболее распространенных СУБД. Средства проектирования баз данных имеются в составе таких CASE-средств, как Silverrun , Огас1е Designer, Paradigm Plus, Power Designer. Наи­более известным средством, ориентированным только на проектирование БД, является ERwin (PLATINUM technology);

3. средства управления требованиями, обеспечивающие комплексную
поддержку разнородных требований к создаваемой системе. Примерами таких средств являются RequisitePro (Rational Software) и DOORS - Dinamic Object-Oriented Requirements System—динамическая объектно-ориентированная система уп­равления требованиями (Quality Systems and Software Inc.);

4. средства управления конфигурацией ПО — PVCS (Merant),С1еагCase (Rational Software) и др.;

5. средства документирования. Наиболее известным из них является SoDA – Software Document Automation - автоматизированное документирование ПО (Rational Software);

6. средства тестирования. Наиболее развитым на сегодняшний день средством является Rational Suite TestStudio (Rational Software) —набор продуктов, предназначенных для автоматического тести­рования приложений;

7. средства управления проектом — Ореп Р1ап Professional (Welcom Software), MicroSoft Project 98 и др.;

8. средства реверсного инжиниринга, предназначенные для переноса существующей системы ПО в новую среду. Они обеспечивают анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем и формирования БД входят в состав таких CASE-средств, как Silverrun, Огас1е Designer, Power Designer,, ERwin. Анализаторы программных кодов имеются в составе Rational Rose и Paradigm Plus.

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 процессов ЖЦ ПО (toolkit), и полностью интегрированные сред­ства, поддерживающие весь ЖЦ ПО и связанные общим репозиторием. Помимо этого, CASE-средства можно также классифициро­вать по применяемым структурным или объектно-ориентированным методам анализа и проектирования ПО.

На сегодняшний день российский рынок программного обеспе­чения располагает практически всеми перечисленными выше сред­ствами.