Глухова Л.А. Технологии разработки программного обеспечения

Подождите немного. Документ загружается.

141

другой сущности, и каждый экземпляр второй сущности связан с одним или

более количеством экземпляров первой (рисунок 5.11).

На данном рисунке квартира может являться собственностью одного или

нескольких владельцев. В то же время владелец квартиры может владеть

несколькими квартирами.

Множественность связи обозначается графически: одна стрелка на конце

связи означает один экземпляр сущности, участвующей в связи, двойная

стрелка – один или более экземпляров (см. рисунок 5.9 – рисунок 5.11).

Рисунок 5.11 – Связь многие-ко-многим

5.3.8. Условные формы связи

В условной связи могут существовать экземпляры сущностей, которые не

принимают участия в связи. Это обозначается буквой У в конце связи, которая

не всегда является истинной (рисунок 5.12). На данном рисунке связь R2

условна только с одной стороны, так как не каждый служащий руководит

подчиненными, но каждый подчиненный выполняет поручения руководящего

служащего.

Cвязь, условная с обеих сторон, называется биусловной. В этом случае

могут существовать экземпляры обеих сущностей, которые не участвуют в

связи. Биусловная связь обозначается буквой У с обеих сторон связи (см.

рисунок 5.12, связь R1).

Имя_владельца

(Другие атрибуты)

1.Квартира (К)

2.Владелец_квартиры (ВК)

Владеет R1

Является

собственностью

Адрес

Номер_квартиры

(Другие атрибуты)

142

Рисунок 5.12 – Условные связи

С учетом условных и безусловных связей существует десять форм

связей (рисунок 5.13).

ID_помещения

(Другие атрибуты)

1. Помещение (Пм)

2. Служащий (С)

ID_служащего

(Другие атрибуты)

Предназначено для

R1 У

Работает в

3. Подчиненный (Пд)

ID_подчиненного

(Другие атрибуты)

Руководит

Выполняет поручения

143

1 : 1 1 : М М : М

М : Му

1 : 1у

1у : М

1 : Му

Безусловные формы

Условные формы

1у : 1у 1у : Му Му : Му

Биусловные формы

Рисунок 5.13 – Десять форм связи

144

5.3.9. Формализация связи

Цель связи – установить соотношение экземпляра одной сущности с

экземпляром другой. Это достигается размещением вспомогательных

атрибутов в соответствующих сущностях. Связь, определенная с помощью

вспомогательных атрибутов, называется связью, формализованной в данных.

Для формализации связи один-к-одному вспомогательные атрибуты

могут быть добавлены к любой сущности (но не к обеим). При этом в качестве

вспомогательных атрибутов сущности используются идентифицирующие

атрибуты второй сущности. Вспомогательные атрибуты помечаются

идентификатором связи в скобках.

Например, идентификатор Имя_мужа сущности Муж добавлен в качестве

вспомогательного атрибута к сущности Жена (рисунок 5.14). Данный атрибут

помечен идентификатором связи R5.

Рисунок 5.14 – Формализация связи один-к-одному

посредством вспомогательного атрибута

Для формализации связи один-ко-многим вспомогательные атрибуты

добавляются к сущности на стороне многих (рисунок 5.15), в противном случае

нарушается третье правило атрибутов.

Рисунок 5.15 – Формализация связи один-ко-многим

посредством вспомогательного атрибута

ID_владельца

Имя

Адрес

Владеет R1

Принадлежит

ID_собаки

(Другие атрибуты)

ID_владельца (R1)

1.Собака (С)

2. Владелец_собаки (ВС)

R5 Женат на

Замужем за

1.Муж (М)

Имя_мужа

(Другие атрибуты)

2.Жена (Ж)

Имя_жены

(Другие атрибуты)

Имя_мужа (R5)

145

Для формализации связи многие-ко-многим создается ассоциативная

(виртуальная) сущность, содержащая ссылки на идентификаторы каждого из

участвующих в связи экземпляров (рисунок 5.16).

На данном рисунке создана ассоциативная сущность Владение (В),

содержащая вспомогательные атрибуты, в качестве которых используются

идентификаторы сущностей Квартира и Владелец_квартиры.

Рисунок 5.16 – Формализация связи многие-ко-многим

посредством ассоциативной сущности

Рисунок 5.17 содержит один из вариантов графического представления

формализованной связи многие-ко-многим посредством ассоциативной

сущности. Аналогичный вариант представления ассоциативной сущности,

формализующей связь многие-ко-многим, используется в CASE-средстве

Erwin.

Введение ассоциативной сущности для формализации связи многие-ко-

многим позволяет устранить избыточность информационной модели, а

следовательно, и соответствующей базы данных.

Существует два вида связей, формализованных в данных:

идентифицирующая связь и неидентифицирующая связь.

Идентифицирующая связь – это связь, при которой вспомогательные

атрибуты включаются в состав идентификатора сущности.

Неидентифицирующая связь – это связь, при которой вспомогательные

атрибуты не являются частью идентификатора сущности.

Имя_владельца

(Другие атрибуты)

2.Владелец_квартиры (ВК)

Владеет R1

Является

собственностью

1.Квартира (К)

Адрес

Номер_квартиры

(Другие атрибуты)

3.Владение (В)

Адрес (R1)

Номер_квартиры (R1)

Имя_владельца (R1)

146

Рисунок 5.17 – Вариант представления формализованной связи

многие-ко-многим посредством ассоциативной сущности

5.3.10. Подтипы и супертипы

При разработке информационной модели предметной области могут

возникнуть ситуации, когда несколько сущностей имеют общие атрибуты.

Рисунок 5.18 иллюстрирует такую ситуацию для химического

производства.

Рисунок 5.18 – Сущности химического производства с общими атрибутами

В этом случае рекомендуется создать общую сущность (супертип) для

представления характеристик, совместно используемых специализированными

Имя_владельца

(Другие атрибуты)

2.Владелец_квартиры (ВК)

1.Квартира (К)

Адрес

Номер_квартиры

(Другие атрибуты)

3.Владение (В)

Адрес (R1)

Номер_квартиры (R1)

Имя_владельца (R1)

4.Бак_для_хранения (БХ)

5.Бак_смеситель(БС)

ID_бака

Емкость

Дата_изготовления

ID_cмесителя

6.Бак_с_подогревом (БП)

ID_бака

Емкость

Дата_изготовления

ID_калорифера

ID_бака

Емкость

Дата_изготовления

147

сущностями (подтипами). Такие сущности связаны между собой связью

супертип–подтип. Данная связь при изображении перечеркивается вблизи

сущности-супертипа (рисунок 5.19).

В конструкции супертип–подтип один реальный экземпляр

представляется комбинацией экземпляра супертипа и экземпляра одного

подтипа.

Рисунок 5.19 – Сущности супертип и подтип,

образованные из сущностей с общими атрибутами (пример 1)

Рисунок 5.20 содержит еще один пример использования супертипа и

подтипов для предметной области «Аудиторный фонд университета».

5.3.11. Рабочие продукты информационного

моделирования

Для информационной модели разрабатываются три рабочих продукта:

1) Диаграмма информационной структуры – графическое представление

информационной модели. Такие диаграммы называются диаграммами

«сущность--связь» или ER–диаграммами Чена (ER – аббревиатура

английских слов Entity (сущность) и Relationship (связь)).

2) Описание сущностей и атрибутов – списки всех сущностей модели,

всех атрибутов (вместе с их доменами) и их описание.

3) Описание связей – перечни связей вместе с их описаниями.

7. Бак (Б)

ID_бака

Емкость

Дата_изготовления

Супертип

4.Бак_для_хранения

ID_бака (R4)

ID_калорифера

ID_бака (R4)

6.Бак_с_подогревом

Является

5. Бак_смеситель

ID_бака (R4)

ID_смесителя

Подтипы

148

Рисунок 5.20 – Сущности супертип и подтип,

образованные из сущностей с общими атрибутами (пример 2)

7. Аудитория (А)

ID_аудитории

Номер_аудитории

Количество мест

Супертип

4. Лекционная (Лк)

Наличие_розеток

ID_аудитории (R4)

6. Практическая

Является

5. Лабораторная (Лр)

ID_аудитории (R4)

Кол-во компьютеров

Подтипы

ID_аудитории (R4)

Наличие ТСО

ТСО – технические средства обучения

149

РАЗДЕЛ 6. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ

СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ

ПРОГРАММНОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ

6.1. Эволюция Case-средств

Очевидно, что большие размеры и высокая сложность разрабатываемых

программных средств при ограничениях на бюджетные и временные затраты

проекта могут привести к низкому качеству конечных программных продуктов

и системы в целом. В этой связи в последнее время все большее внимание

уделяется современным технологиям и инструментальным средствам,

обеспечивающим автоматизацию процессов жизненного цикла программных

средств (CASE-средствам). Использование таких инструментальных средств

позволяет существенно сократить длительность и стоимость разработки систем

и ПС при одновременном повышении качества процесса разработки и, как

следствие, качества разработанных программных средств.

В истории развития CASE–средств обычно выделяется шесть периодов.

Данные периоды отличаются применяемой техникой и методами разработки

программных средств. Эти периоды используют в качестве инструментальных

средств следующие средства [14].

Период 1. Ассемблеры, анализаторы.

Период 2. Компиляторы, интерпретаторы, трассировщики.

Период 3. Символические отладчики, пакеты программ.

Период 4. Системы анализа и управления исходными текстами.

Период 5. Первое поколение CASE (CASE-I). Это CASE–средства анализа

требований, проектирования спецификаций и структуры,

редактирования интерфейсов. Адресованы непосредственно

системным аналитикам и проектировщикам. Поддерживают

графические модели, экранные редакторы, проектирование

спецификаций, словари данных. Не предназначены для поддержки

полного жизненного цикла (ЖЦ) программных средств,

концентрируют внимание на функциональных спецификациях и на

начальных стадиях разработки проекта (анализе требований

системы, проектировании архитектуры системы, анализе

требований программных средств, проектировании программной

архитектуры, логическом проектировании баз данных).

150

Период 6. Второе поколение CASE (CASE-II). Это CASE–средства генерации

исходных текстов. Они поддерживают полный жизненный цикл

разработки программных средств. Используют средства поддержки

автоматической кодогенерации, представления графических

системных требований и спецификаций проектирования. Содержат

средства контроля, анализа и интеграции системной информации и

информации по управлению проектированием. Содержат также

средства построения прототипов и моделей системы, тестирования,

верификации и анализа сгенерированных программ, генерации

документов по проекту, контроля на соответствие стандартам по

всем этапам жизненного цикла.

CASE-технологии предлагают новый, основанный на автоматизации,

подход к концепции жизненного цикла программных средств. Современные

варианты CASE-моделей жизненного цикла, называемые обычно RAD-

моделями, рассмотрены в подразд. 2.3 настоящего обучающего курса.

Наибольшие изменения в жизненном цикле ПС при использовании

CASE-технологий касаются первых этапов жизненного цикла, связанных с

анализом требований и проектированием. CASE-средства позволяют

использовать визуальные среды разработки, средства моделирования и

быстрого прототипирования разрабатываемой системы. Это позволяет на

ранних этапах разработки оценить, насколько будущая система устраивает

заказчика и насколько она дружественна будущему пользователю.

Таблица 6.1 содержит усредненные сравнительные оценки трудозатрат по

основным этапам жизненного цикла программных средств при различных

подходах к разработке.

Таблица 6.1 – Сравнительная оценка трудозатрат по этапам жизненного цикла

№

п/п

Анализ,

Проектирование,

Кодирование,

Тестирование,

1 20 15 20 45

2 30 30 15 25

3 45 40 — 15

Номерам строк в данной таблице соответствуют:

1 – традиционная разработка с использованием классических

технологий;

2 – разработка с использованием современных методологий;

3 – разработка с использованием CASE–технологий.