Характеристика современных CASE-систем

CASE-технологии

CASE-технология  представляет собой совокупность  методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных  систем и поддерживается комплексом  взаимоувязанных средств автоматизации. CASE-технология - это инструментарий  для системных аналитиков, разработчиков  и программистов, заменяющий бумагу  и карандаш компьютером, автоматизируя  процесс проектирования и разработки  ПО.

При использовании  методологий структурного анализа  появился ряд ограничений (сложность  понимания, большая трудоемкость и  стоимость использования, неудобство внесения изменений в проектные  спецификации и т.д.) С самого начала CASE-технологии и развивались с  целью преодоления этих ограничений  путем автоматизации процессов  анализа и интеграции поддерживающих средств. Они обладают достоинствами  и возможностями, перечисленными ниже.

Единый графический  язык.

CASE-технологии  обеспечивают всех участников  проекта, включая заказчиков, единым  строгим, наглядным и интуитивно  понятным графическим языком, позволяющим  получать обозримые компоненты  с простой и ясной структурой. При этом программы представляются  двумерными схемами (которые проще  в использовании, чем многостраничные  описания), позволяющими заказчику  участвовать в процессе разработки, а разработчикам - общаться с  экспертами предметной области,  разделять деятельность системных  аналитиков, проектировщиков и программистов,  облегчая им защиту проекта  перед руководством, а также обеспечивая  легкость сопровождения и внесения  изменений в систему. 

Единая БД проекта.

Основа CASE-технологии - использование базы данных проекта (репозитория) для хранения всей информации о проекте, которая может разделяться между разработчиками в соответствии с их правами доступа. 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: структурные диаграммы, определения экранов и меню, проекты отчетов, описания данных, логика обработки, модели данных, их организации и обработки, исходные коды, элементы данных и т. п.  
Интеграция средств. На основе репозитория осуществляется интеграция CASE-средств и разделение системной информации между разработчиками. При этом возможности репозитория обеспечивают несколько уровней интеграции: общий пользовательский интерфейс по всем средствам, передачу данных между средствами, интеграцию этапов разработки через единую систему представления фаз жизненного цикла, передачу данных и средств между различными платформами.

Поддержка коллективной разработки и управления проектом.

CASE-технология  поддерживает групповую работу  над проектом, обеспечивая возможность  работы в сети, экспорт-импорт  любых фрагментов проекта для  их развития и/или модификации,  а также планирование, контроль, руководство и взаимодействие, т.  е. Функции, необходимые в процессе  разработки и сопровождения проектов. Эти функции также реализуются  на основе репозитория. В частности, через репозиторий может осуществляться контроль безопасности (ограничения и привилегии доступа), контроль версий и изменений и др.

Макетирование.

CASE-технология  дает возможность быстро строить  макеты (прототипы) будущей системы,  что позволяет заказчику на  ранних этапах разработки оценить,  насколько она приемлема для  будущих пользователей и устраивает  его. 

Генерация документации.

Вся документация по проекту генерируется автоматически  на базе репозитория (как правило, в соответствии с требованиями действующих стандартов). Несомненное достоинство CASE-технологии заключается в том, что документация всегда отвечает текущему состоянию дел, поскольку любые изменения в проекте автоматически отражаются в репозитории (известно, что при традиционных подходах к разработке ПО документация в лучшем случае запаздывает, а ряд модификаций вообще не находит в ней отражения).

Верификация проекта/

CASE-технология  обеспечивает автоматическую верификацию  и контроль проекта на полноту  и состоятельность на ранних  этапах разработки, что влияет  на успех разработки в целом  - по статистическим данным анализа  пяти крупных проектов фирмы  TRW (США) ошибки проектирования  и кодирования составляют соответственно 64% и 32% от общего числа ошибок, а ошибки проектирования в  100 раз труднее обнаружить на  этапе сопровождения ПО, чем на  этапе анализа требований.

Автоматическая  генерация объектного кода.

Генерация программ в машинном коде осуществляется на основе репозитория и позволяет автоматически построить до 85-90% объектного кода или текстов на языках высокого уровня.

Сопровождение и реинжиниринг.

Сопровождение системы в рамках CASE-технологии характеризуется  сопровождением проекта, а не программных  кодов. Средства реинжиниринга и обратного инжиниринга позволяют создавать модель системы из ее кодов и интегрировать полученные модели в проект, автоматически обновлять документацию при изменении кодов и т. п.

Табл. 1

При использовании CASE-технологий изменяются все фазы жизненного цикла ИС, причем наибольшие изменения касаются фаз анализа  и проектирования. В табл. 1 приведены  основные изменения жизненного цикла  ИС при использовании CASE-технологий по сравнению с традиционной технологией  разработки.

Табл. 2

В табл. 2 приведены  оценки трудозатрат по фазам жизненного цикла программного обеспечения (ПО). Первая строка таблицы соответствует традиционной технологии разработки, вторая - разработке с использованием структурных методологий вручную, третья - разработке с использованием CASE-технологий.

     Характеристика  современных CASE-систем

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

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. Полный комплекс CASE-средств, обеспечивающий поддержку жизненного цикла 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 (потоков данных, "сущность-связь" и др.), образующих модели ИС;
• · средства разработки приложений, включая языки 4GL и генераторы кодов;
• · средства конфигурационного управления;
• · средства документирования;
• · средства тестирования;
• · средства управления проектом;
• · средства реинжиниринга.

Все современные CASE-средства могут быть классифицированы прежде всего по типам. Классификация  по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы ЖЦ. Помимо этого, CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:

• · применяемым методологиям и моделям систем и баз данных (БД);
• · степени интегрированности с системами управления базами данных (СУБД);
• · доступным платформам.

Классификация по типам в основном совпадает  с компонентным составом CASE-средств  и включает следующие основные типы:

• · средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF, BPwin);
• · средства анализа и проектирования (Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun, PRO-IV, CASE.Аналитик). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;
• · средства проектирования БД, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. К ним относятся ERwin, S-Designor 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, JAM, PowerBuilder, Developer/2000, New Era, SQLWindows, Delphi 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, Object Team).

Российский рынок  программного обеспечения располагает  следующими наиболее развитыми CASE-средствами:

• · Vantage Team Builder (Westmount I-CASE);
• · Designer/2000;
• · Silverrun;
• · ERwin+BPwin;
• · S-Designor;
• · CASE.Аналитик;
• · Rational Rose.

Кроме того, на рынке  постоянно появляются как новые  для отечественных пользователей  системы, так и новые версии и  модификации перечисленных систем.

CASE-средство Silverrun американской фирмы Сomputer Systems Advisers, Inc. (CSA) используется для анализа и проектирования ИС бизнес-класса и ориентировано в большей степени на спиральную модель ЖЦ. Оно применимо для поддержки любой методологии, основанной на раздельном построении функциональной и информационной моделей (диаграмм потоков данных и диаграмм "сущность-связь").

Система Silverrun реализована на трех платформах - MS Windows, Macintosh и OS/2 Presentation Manager - с возможностью обмена проектными данными между ними.

Vantage Team Builder представляет собой интегрированный программный продукт, ориентированный на реализацию каскадной модели ЖЦ ПО и поддержку полного ЖЦ ПО. Vantage Team Builder обеспечивает выполнение следующих функций:

• · проектирование диаграмм потоков данных, "сущность-связь", структур данных, структурных схем программ и последовательностей экранных форм;
• · проектирование диаграмм архитектуры системы - SAD (проектирование состава и связи вычислительных средств, распределения задач системы между вычислительными средствами, моделирование отношений типа "клиент-сервер", анализ использования менеджеров транзакций и особенностей функционирования систем в реальном времени);
• · генерация кода программ на языке 4GL целевой СУБД с полным обеспечением программной среды и генерация SQL-кода для создания таблиц БД, индексов, ограничений целостности и хранимых процедур;
• · программирование на языке C со встроенным SQL;
• · управление версиями и конфигурацией проекта;
• · многопользовательский доступ к репозиторию проекта;
• · генерация проектной документации по стандартным и индивидуальным шаблонам;
• · экспорт и импорт данных проекта в формате CDIF (CASE Data Interchange Format).