Современные программные технологии, языки и средства разработки

Методические основы технологий создания ПО

Визуальное моделирование

Под моделью ПО в общем случае понимается формализованное описание системы ПО на определенном уровне абстракции. Каждая модель определяет конкретный аспект системы, использует набор диаграмм и документов заданного формата, а также отражает точку зрения и является объектом деятельности различных людей с конкретными интересами, ролями или задачами.

Графические (визуальные) модели представляют собой средства для визуализации, описания, проектирования и документирования архитектуры системы. Разработка модели системы ПО промышленного характера в такой же мере необходима, как и наличие проекта при строительстве большого здания. Состав моделей, используемых в каждом конкретном проекте, и степень их детальности в общем случае зависят от следующих факторов:

• сложности проектируемой системы;
• необходимой полноты ее описания;
• знаний и навыков участников проекта;
• времени, отведенного на проектирование.

Визуальное моделирование оказало большое влияние на развитие ТС ПО вообще и CASE-средств в частности. Понятие CASE (Computer Aided Software Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение этого понятия, ограниченное только задачами автоматизации разработки ПО, в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий большинство процессов жизненного цикла ПО.

CASE-технология представляет собой совокупность методов проектирования ПО, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех стадиях разработки и сопровождения ПО и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств основано на методах структурного или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Методы структурного анализа и проектирования ПО

В структурном анализе и проектировании используются различные модели, описывающие:

1. Функциональную структуру системы;
2. Последовательность выполняемых действий;
3. Передачу информации между функциональными процессами;
4. Отношения между данными.

Наиболее распространенными моделями первых трех групп являются:

• функциональная модель SADT (Structured Analysis and Design Technique);
• модель IDEF3;
• DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных.

Метод SADT представляет собой совокупность правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.

Модели SADT (IDEF0) традиционно используются для моделирования организационных систем (бизнес-процессов). полнота описания бизнес-процесса (управление, информационные и материальные потоки, обратные связи);

• жесткие требования метода, обеспечивающих получение моделей стандартного вида;
• соответствие подхода к описанию процессов стандартам ISO 9000.

Метод моделирования IDEF3 являющийся частью семейства стандартов IDEF, был разработан в конце 1980-х годов для закрытого проекта ВВС США. Этот метод предназначен для таких моделей процессов, в которых важно понять последовательность выполнения действий и взаимозависимости между ними.

Диаграммы потоков данных (Data Flow Diagrams – DFD) представляют собой иерархию функциональных процессов, связанных потоками данных. Цель такого представления - продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

Наиболее распространенным средством моделирования данных (предметной области) является модель "сущность-связь" (Entity-Relationship Model - ERМ). Эта модель традиционно используется в структурном анализе и проектировании, однако, по существу, представляет собой подмножество объектной модели предметной области.

Методы объектно-ориентированного анализа и проектирования ПО. Язык UML

Большинство современных методов ООАП основаны на использовании языка UML. Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) представляет собой язык для определения, представления, проектирования и документирования программных систем, организационно-экономических систем, технических систем и других систем различной природы. UML содержит стандартный набор диаграмм и нотаций самых разнообразных видов.

Средства разработки программного обеспечения – совокупность приемов, методов, методик, а также набор инструментальных программ (компиляторы, прикладные/системные библиотеки и т.д.), используемых разработчиком для создания программного кода Программы, отвечающего заданным требованиям.

С учетом данного определения термин «Разработка программ» будет звучать следующим образом:

Основные средства, используемые на разных этапах разработки программ

В зависимости от предметной области и задач, поставленных перед разработчиками, разработка программ может представлять собой достаточно сложный, поэтапный процесс, в котором задействовано большое количество участников и разнообразных средств. Для того, чтобы определить, когда и в каких случаях какие средства применяются, выделим основные этапы разработки программного обеспечения. Наибольший интерес для проблематики рассматриваемого вопроса представляют следующие этапы разработки:

1. Проектирование приложения.

2. Реализация программного кода приложения.

3. Тестирование приложения.

Здесь сознательно опущены этапы, связанные с написанием технического задания, планирования сроков, бюджета и т.д. Причина этого заключается в том, что на данных этапах, за редким исключением, практически не используются специфические средства разработки.

Средства проектирования приложений

На этапе проектирования приложения в зависимости от сложности разрабатываемого программного продукта, напрямую зависящего от предъявляемых требований, выполняются следующие задачи проектирования:

1. Анализ требований.

2. Разработка архитектуры будущего программного обеспечения.

3. Разработка устройств основных компонент программного обеспечения.

4. Разработка макетов Пользовательских интерфейсов.

Результатом проектирования обычно является «Эскизный проект» (Software Design Document) или «Технический проект» (Software Architecture Document). В общем случае для описания моделей обычно применяются следующие:

· BPMN (Vision 2003 + BPMN, AcuaLogic BPMN, Eclipse, Sybase Power Designer).

· Блок-схемы (Vision 2003 и многие другие).

· ER-диаграмы (Visio 2003, ERWin, Sybase Power Designer и многие другие).

· UML-диаграмы (Sybase Power Designer, Rational Rose и многие другие).

· макеты, мат-модели и т.д.