Рыбанов А.А. Инструментальные средства автоматизированного проектирования баз данных

Подождите немного. Документ загружается.

– средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));

– средства тестирования (Quality Works (Segue Software));

– средства документирования (SoDA (Rational Software)).

На сегодняшний день Российский рынок программного обеспечения

располагает следующими наиболее развитыми CASE-средствами:

– Vantage Team Builder (Westmount I-CASE);

– Designer/2000;

– Silverrun;

– ERwin+BPwin;

– Design/IDEF;

– S-Designor;

– CASE.Аналитик.

Кроме того, на рынке постоянно появляются как новые для отечествен-

ных пользователей системы (например, PRO-IV, System Architect, Visible

Analyst Workbench,

EasyCASE), так и новые версии и модификации пере-

численных систем.

1.3. Обзор CASE-систем

1.3.1. Design/IDEF

Пакет Design/IDEF (Meta Software Corp.) – графическая среда для про-

ектирования и моделирования сложных систем широкого назначения, под-

держивающая методологии описания и моделирования системных функ-

ций (IDEF0/SADT), структур и потоков данных в системе (IDEF1, IDEF1X,

E-R) и поведения системы (IDEF/CPN).

Пакет Design/IDEF был использо-

ван для создания проектов сложнейших систем, связанных с автоматиза-

цией и компьютеризацией производства, управлением и контролем, теле-

коммуникациями и аэрокосмонавтикой. Design/IDEF используется как со-

ставная часть в некоторых известных пакетах типа CIM (Computer

Integrated Manufacturing) и САЕ (Computer Aided Engineering) и принят в

качестве стандарта для проектов, финансируемых американскими и евро-

пейскими спонсорами. Рассмотрим более подробно основные возможности

пакета Design/IDEF:

1. Представление графики: Design/IDEF имеет быструю и высококаче-

ственную графику, включающую создание стандартных и пользователь-

ских объектов, выравнивание и манипулирование объектами, выбор атри-

бутов графических объектов и текста. Дополнительно в Design/IDEF реа-

лизованы возможности,

требуемые для редактирования и моделирования

данных: построение связывающих линий типа «резинка», маршрутизация

и сглаживание дуг т.д.

2. Обеспечение непротиворечивости модели: Design/IDEF имеет встро-

енные возможности, дающие уверенность разработчику, что IDEF-модель

(Integration Definition for Function Modeling) будет точной, целостной и не-

противоречивой на протяжении всего цикла ее создания. Например, при

модификации текста, принадлежащего функциональному блоку или дуге в

какой-то одной части модели, текст будет динамически скорректирован на

всех страницах модели.

3. Поддержка Словаря Данных: Design/IDEF имеет встроенный Словарь

Данных, который позволяет хранить информацию и создавать отчеты о

функциях и потоках данных в IDEF-модели. Словарь дает возможность

определять начальную информацию об

объектах и предоставляет разнооб-

разный набор функций сопровождения, восстановления и сохранения це-

лостности файлов данных. Возможности словаря отличаются большой

гибкостью и позволяют пользователю вводить неограниченное число па-

раметров для каждого объекта. В сочетании с высококачественной печа-

тью на лазерном принтере, это позволяет разработчику создавать докумен-

тацию проекта, отвечающую самым высоким требованиям

4. Генерация отчетов: Design/IDEF предоставляет возможность исполь-

зовать пять видов отчетов для поддержки и анализа моделей: отчет о кон-

троле полноты модели; отчет о функциях; отчет о дугах; отчет о ссылках;

IDEF-отчет. Все отчеты могут быть показаны на экране компьютера, отре-

дактированы и распечатаны с помощью текстового редактора. Design/IDEF

анализирует и отбирает данные для генерации текстового файла, содержа-

щего информацию о диаграммах и Словаре. Информация, содержащаяся в

отчетах, может

быть экспортирована для использования в других про-

граммах, таких как, например, электронные таблицы, настольные изда-

тельские системы и текстовые редакторы.

5. Организация коллективной работы: Design/IDEF поддерживает рабо-

ту многочисленной группы разработчиков, создающих одновременно

большую и сложную IDEF-модель. Подмодели легко интегрируются в од-

ну большую модель.

6. Моделирование данных (IDEF1, IDEF1X

и ER – методологии)

Design/IDEF дает также возможность создавать информационные модели,

которые представляют как собственно данные, так и связи между ними в

системе. Информация, содержащаяся в IDEF-моделях, экспортируется в

любую базу данных, а сами модели могут быть экспортированы в

Design/CPN - пакет динамического моделирования и анализа сложных

систем.

Как CASE-пакет по

разработке программного обеспечения Design/IDEF

поддерживает первые стадии создания программного продукта:

1. Формулировка требований и целей проекта - определение того, что

проектируемая система будет делать.

2. Разработка спецификаций – формализованное описание требований.

3. Создание проекта – определение подсистем и взаимодействий между

ними.

4. Документирование проекта – создание базы данных проекта, тексту-

альное описание составных частей проекта.

5. Анализ проекта – проверка проекта на полноту и непротиворечи-

вость.

Результатом работы пакета Design/IDEF является проект программной

системы, состоящий из двух частей:

1. Проекта функциональной структуры системы, содержащего иерархи-

чески связанные страницы с IDEF0-диаграммами и описывающего все мо-

дули (вплоть до элементарных функций) системы, их взаимосвязи, вход-

ные и выходные параметры

2. Проекта информационной структуры системы – логической модели

ее базы данных, описывающей все структуры и взаимосвязи данных.

Оба проекта проверяются на полноту и непротиворечивость, сопровожда-

ются базой данных проекта и документацией.

Design/IDEF работает в различных операционных средах: можно стро-

ить модели на IBM PC под MS-Windows, Macintosh или под Unix X Window

System и переносить

диаграммы из одной операционной среды в другую.

1.3.2. Power Designer компании Sybase

В состав Power Designer входят следующие модули:

Process Analyst – средство для функционального моделирования, под-

держивает нотацию Йордона-де Марко, Гейна-Сарсона и несколько дру-

гих. Имеется возможность описать элементы данных (имена, типы, форма-

ты), связанные с потоками данных и хранилищами данных. Эти элементы

передаются

на следующий этап проектирования, причем хранилища дан-

ных могут быть автоматически преобразованы в сущности.

Data Analyst – инструмент для построения модели «сущность-связь»

автоматической генерации на ее основе реляционной структуры. Исходные

данные для модели «сущность-связь» могут быть получены из DFD-

моделей, созданных в модуле Process Analyst. В ER-диаграммах допуска-

ются только

бинарные связи, задание атрибутов у связей не поддерживает-

ся. Поддерживаются диалекты языка SQL примерно для 30 реляционных

СУБД, при этом могут быть сгенерированы таблицы, представления, ин-

дексы, триггеры и т.д. В результате порождается SQL-сценарий (последо-

вательность команд CREATE), выполнение которого создает спроектиро-

ванную схему базы данных. Имеется также возможность установить со-

единение с СУБД через интерфейс ODBC. Другие

возможности: автомати-

ческая проверка правильности модели, расчет размера базы данных, реин-

жиниринг (построение модельных диаграмм для уже существующих баз

данных) и т.д.

Application Modeler – инструмент для автоматической генерации прото-

типов программ обработки данных на основе реляционных моделей, по-

строенных в Data Analyst. Может быть получен код для Visual Basic,

Delphi, а также

для таких систем разработки в архитектуре «клиент-

сервер» как PowerBuilder, Uniface, Progress и др. Генерация кода осущест-

вляется на основе шаблонов, соответственно управлять генерацией можно

за счет изменения соответствующего шаблона.

Ознакомительную версию Power Designer, в которой заблокированы

функции сохранения построенных моделей, можно получить с российско-

го web-сервера комании Sybase.

1.3.3. Silverrun компании

Silverrun Technologies Ltd

CASE-система Silverrun состоит из следующих инструментов:

BPM – построение DFD-диаграмм. Поддерживает нотации Йордона-де

Марко, Гейна-Сарсона, Уорда-Меллора и многие другие. Данный инстру-

мент позволяет автоматически проверить целостность построенной моде-

ли, причем список критериев проверки определяется пользователем (на-

пример: отсутствие имен у элементов модели, потоки данных типа «храни-

лище – хранилище» или «внешняя сущность – внешняя сущность» и т.д.)

ERX – построение диаграмм «сущность-связь». Поддерживаются не

только бинарные связи, но и связи более высоких порядков, имеется воз-

можность определения атрибутов у связей. Построенные ER-модели с по-

мощью внешней утилиты могут быть сконвертированы в реляционные

структуры (в той версии, с которой я работал, при этом, к сожалению, те-

рялись атрибуты

связей).

RDM – инструмент реляционного моделирования, позволяет генериро-

вать SQL-скрипты для создания таблиц и индексов примерно для 25 целе-

вых СУБД.

Следует отметить, что компания Silverrun Technologies Ltd является не

только разработчиком CASE-инструментария, но также создала собствен-

ную методологию создания информационных систем, получившую назва-

ние Datarun. Эта методология включает описание всех этапов

жизненного

цикла информационной системы, перечень и последовательность работ,

требования к содержанию и оформлению документов и многое другое.

Ознакомительную версию Silverrun, можно скачать с сервера комании

Argussoft. В этой версии имеются ограничения на количество элементов в

создаваемых моделях.

1.3.4. BPWin и ERWin компании LogicWorks

LogickWorks выпускает два взаимнодополняющих инструмента проек-

тирования информационных систем:

BPWin – функциональное моделирование

на основе методологии

IDEF0. Допускается также использовние нотации IDEF3 и DFD в нотации

Йордона- де Марко. Имеется возможность экспорта построенных моделей

в системы функционально-стоимостного анализа (ABC – Activity Based

Costing) и информационного моделирования ERWin.

ERWin – средство информационного моделирования, используется но-

тация IDEF1X. Поддерживаются свыше 20 целевых СУБД, имеется воз-

можность генерации прототипов прикладных программ для Visual Basic,

Delphi и т.д.

1.3.5. Designer/2000 компании Oracle

Данный продукт компании Oracle, возможно, наиболее полно поддер-

живает все этапы создания приложений обработки данных. Однако, следу-

ет оговориться, что, в отличие от других средств, он поддерживает практи-

чески одну целевую СУБД – Oracle Server (имеется еще возможность гене-

рации

скриптов на ANSI SQL). То же самое касается и средств создания

пользовательского интерфейса. Хотя возможна генерация прототипов про-

грамм для языков Visual Basic, C, Java, полностью все возможности

Designer/2000 реализуются только при использовании его вместе со сред-

ством разработки Oracle Developer/2000.

В состав Oracle Designer/2000 включены следующие модули:

1. Инструментарий анализа предметной области:

– Process Modeler –

средство анализа деловой активности организации.

Позволяет создать модель структуры организации и привязать к этой мо-

дели функции, выполняемые в различных подразделениях, и информаци-

онные потоки между функциями. Содержит элементы бизнес-анализа.

– Dataflow Diagrammer – в этом инструменте на базе DFD - диаграмм

детализуются функции, описаные в Process Modeler. Используется нотация

Йордона-де Марко.

– Function Hierarchy Diagrammer

– этот модуль автоматически выстраи-

вает иерархии функций, определенных в двух предыдущих инструментах,

имеется также возможность создавать прототипы функций.

– Entity Relationships Diagrammer – инструмент моделирования данных

(диаграммы «сущность-связь», которыми оперируют функции, определен-

ные в Dataflow Diagrammer. Используется нотация Баркера).

– Matrix Diagrammer – иструмент для исследования связей между функ-

циями и данными.

2. Генераторы структур:

– Database Wizard – генерирует реляционные структуры из ER-

диаграмм.

– Application Wizard – генерирует иерархию программных модулей ко-

нечного приложения обработки данных на основе иерархии функций. При

этом может одновременно генерироваться несколько взаимосвязанных

подсистем для различных подразделений одной организации. Во время ге-

нерации

автоматически обнаруживаются одинаковые с точки зрения ис-

пользования информационных объектов функции, которые могут быть

объединены в одном модуле.

3. Инструментарий проектирования приложения:

– Data Diagrammer – инструмент для доработки реляционных структур

данных на основе нотации Баркера.

– Module Structure Diagrammer – инструмент для управления структурой

программных модулей готового приложения. Здесь определяются типы

модулей (меню, экранная форма, отчет

) и их иерархии вызовов.

– Module Data Diagrammer – средство для проектирования экранного

интерфейса программного модуля на основе используемых им данных. По-

зволяет без программирования весьма гибко управлять внешним видом и

поведением генерируемого модуля.

4. Генераторы данных и кода:

– Server Generator – генерирует базу данных на основе реляционных

моделей.

– Генераторы кода – на основе моделей, построенных

в Module Data

Diagrammer, позволяют создать исходный код для Visual Basic, C, Java а

также инструментов среды Oracle Developer/2000 (Oracle Forms, Oracle

Reports). В последнем случае возможна циклическая доработка приложе-

ния: в сгенерированный прототип приложения в Developer/2000 вносятся

изменения, которые видны для Designer/2000 и не теряются при повторной

перегенерации.

– Preferences Navigator – средство управления предпочтениями при ге-

нерации программных модулей. Позволяет устанавливать многочисленные

опции (например, внешний вид элементов экранного интерфейса) как для

проекта в целом, так и для каждого модуля в отдельности.

Также в Oracle Designer/2000 имеется ряд других инструментов: утили-

та для интерактивного выполнения SQL-запросов, средства управления

проектом и т.д

2. МЕТОДОЛОГИИ СТРУКТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Структурный анализ – это систематический пошаговый подход к анали-

зу требований и проектированию спецификаций системы независимо от

того, является ли она существующей или создается вновь.

Методология структурного анализа

и проектирования определяет шаги

работы, которые должны быть выполнены, их последовательность, прави-

ла распределения и назначения операций и методов.

В настоящее время успешно используются такие методологии, как

структурный системный анализ Гейна–Сарсона, структурный анализ и

проектирование Йордана–де Марко, SADT и другие.

2.1. Диаграммы потоков данных. Нотация Йордана–де Марко.

Нотация Гейна–Сарсона

Диаграммы потоков данных (DFD – Data Flow Diagramm) являются ос-

новным средством моделирования функциональных требований проекти-

руемой системы. С их помощью эти требования разбиваются на функцио-

нальные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной

потоками данных. Главная цель таких средств – продемонстрировать, как

каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также

выявить отношения между этими процессами.

Для изображения DFD традиционно используются две различные нота-

ции: Йордана–де Марко и Гейна–Сарсона. Диаграммы потоков данных

(DFD – Data Flow Diagramm) строятся из элементов, представленных в

таблице 3.

Таблица 3

Конструктивные элементы диаграммы потоков данных

Элемент Нотация Йордона–де Марко

Гейна-Сарсона

Функция

Поток

данных

Хранилище

данных

Внешняя

сущность

На диаграммах функциональные требования представляются с помо-

щью процессов и хранилищ, связанных потоками данных.

Потоки данных являются механизмами, использующимися для моде-

лирования передачи информации (или даже физических компонент) из од-

ной части системы в другую. Важность этого объекта очевидна: он дает

название целому инструменту. Потоки на диаграммах обычно изобража-

ются

именованными стрелками, ориентация которых указывает направле-

ние движения информации.

Иногда информация может двигаться в одном направлении, обрабаты-

ваться и возвращаться назад в ее источник. Такая ситуация может модели-