Инструментальные средства информационных систем учебное пособие

Содержание:

Учебные издания

Только что из печати

Ткалич В.Л., Лабковская Р.Я., Пирожникова О.И., Коробейников А.Г., Симоненко З.Г., Монахов Ю.С.

Патентоведение и защита интеллектуальной собственности: Учебное пособие / Рецензент: Демин А.В., д.т.н., профессор

Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2018. — 184 с. — экз.

Пеленко В.В., Демченко В.А., Бобров С.В., Усманов И.И.

Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Мясорубки: Учебно-методическое пособие / Рецензент: Дмитриченко М.И.

Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2018. — 138 с. — экз.

Конопелько Л.А., Растоскуев В.В., Кустикова М.А., Банарь С.А., Быковская Е.А., Маюрова А.С.

Математическое моделирование в техносферной безопасности: [Учебно-методическое пособие] / Рецензент: Пинчук О.А.

Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2018. — 65 с. — экз.

Экспериментальное исследование холодильного поршневого компрессора: [Учебно-методическое пособие]

Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2018. — 41 с. — экз.

Мельник М.А., Вишератин А.А.

Эволюционные вычисления: Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ / Рецензент: Алоджанц А.П.

Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2018. — 40 с. — экз.

С.А.Вакуленко, А.А.Жихарева

Практический курс по нейронным сетям: Учебное пособие/Рецензент: Казаков А.Я.

Санкт-Петербург: Университет ИТМО, . — 71 с. с. — экз.

Руководство для авторов по созданию методического пособия

стайт газеты «Университет ИТМО»

Научные журналы

«Научно- технический вестник»

«Известия ВУЗов. Приборостроение»

Научный журнал
НИУ ИТМО
«Наносистемы»

Научный журнал
НИУ ИТМО
Серия «Холодильная техника и кондиционирование»

Научный журнал
НИУ ИТМО
Серия «Экономика и экологический менеджмент»

Научный журнал
НИУ ИТМО
Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»

Научный журнал
Вестник Международной
академии холода

Для того, чтобы оценить ресурс, необходимо авторизоваться.

В учебном пособии приведены характеристики современных CASE-средств, используемых для проектирования баз данных информационных систем. Рассмотрены основные методологии, методы и средства, используемые для проектирования баз данных в современных условиях. Представлены примеры построения отдельных процессов информационных систем. Приводится описание и лабораторный практикум на базе СASE средства Design/IDEF.

Проектирование информационных систем Учебное пособие

А.Н. Таскин, канд. физ.-мат. наук, доцент института естественных наук и математики Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова;

З.А. Колмакова, канд. пед. наук, доцент НОУ ВПО «Хакасский институт бизнеса».

Проектирование информационных систем: учеб. пособие / П. В. Минеев ; Сиб. федер. ун-т, ХТИ – филиал СФУ. – Абакан : РИСектор ХТИ – филиала СФУ, 2012. – 116 с.

Рассмотрены основные методологии структурного и объектно-ориентированного проектирования информационных систем, стандарт моделирования UML, а также методические рекомендации по применению инструментального средства ModelMaker для лабораторного практикума и курсового проектирования.

Предназначено для студентов специальности 080801.65 — Прикладная информатика (по областям) и направления бакалавриата 230700.62 – Прикладная информатика очной и заочной форм обучения.

©Минеев П. В., 2012

4. Объектно-ориентированный подход в проектировании информационных систем 44

4.1. Основные понятия объектно-ориентированного 44

4.2. Основные понятия объектно-ориентированного 45

5. Унифицированный язык моделирования UML 46

5.1. Основные сведения 46

5.2. Диаграммы вариантов использования 47

5.4. Диаграммы классов 59

6. Инструментальные средства разработки информационных систем 67

6.1. Общая характеристика Case – средств проектирования информационных систем 67

6.2. ModelMaker как средство визуального проектирования концептуальной модели информационной системы 68

6.3. Выполнение учебного проекта с использованием 70

CASE – средства ModelMaker 70

6.3.1. Постановка задачи проектирования системы регистрации для учебного заведения 70

6.3.2. Создание главной диаграммы модели информационной системы 73

6.3.3. Составление списка вариантов использования 74

6.3.4. Анализ системы 82

6.3.5. Распределение поведения, реализуемого вариантом использования, между классами 85

6.3.6. Построение диаграммы классов и модуля проекта 87

6.3.7. Документирование работы 96

8. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 98

8.1.Цели и задачи курсового проектирования 98

8.2. Тематика и примерная структура курсовой работы 98

8.3. Задания к курсовой работе 102

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 116

Проектирование информационных систем (ИС) — логически сложная, трудоемкая и длительная работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до настоящего времени проектирование ИС нередко выполняется на интуитивном уровне неформализованными методами, включающими в себя элементы искусства, практический опыт, экспертные оценки и дорогостоящие экспериментальные проверки качества функционирования ИС. Кроме того, в процессе создания и функционирования ИС информационные потребности пользователей постоянно изменяются или уточняются, что еще более усложняет разработку и сопровождение таких систем [1].

Другие публикации: Вшэ олимпиада льготы

Производство программного обеспечения (ПО) сегодня — крупнейшая отрасль мировой экономики, в которой занято около трех миллионов специалистов (программистов, разработчиков ПО и т. п.).

В начале 70-х гг. в США был отмечен кризис программирования. Это выражалось в том, что большие проекты стали выполняться с отставанием от графика или с превышением сметы расходов, разработанный продукт не обладал требуемыми функциональными возможностями, производительность его была низка, качество получаемого программного обеспечения не устраивало потребителей.

Аналитические исследования и обзоры, выполняемые в течение ряда последних лет ведущими зарубежными аналитиками, показывали не слишком обнадеживающие результаты.

Только 16,2% проектов завершились в срок, не превысили запланированный бюджет и реализовали все требуемые функции и возможности; 52,7% проектов завершились с опозданием, расходы превысили запланированный бюджет, требуемые функции не были реализованы в полном объеме; 31,1% проектов были аннулированы до завершения.

Потребность контролировать процесс разработки ПО, прогнозировать и гарантировать стоимость разработки, сроки и качество результатов привела в конце 70-х гг. к необходимости перехода от кустарных к индустриальным способам создания ПО и появлению совокупности инженерных методов и средств создания ПО, объединенных общим названием «программная инженерия»(Software engineering).

В процессе становления и развития программной инженерии можно выделить два этапа: 70-е и 80-е гг. — систематизация и стандартизация процессов создания ПО (на основе структурного подхода) и 90-е гг. — начало перехода к сборочному, индустриальному способу создания ПО (на основе объектно-ориентированного подхода).

В основе программной инженерии лежит одна фундаментальная идея: проектирование ПО является формальным процессом, который можно изучать и совершенствовать [1, 2]. Освоение и правильное применение методов и средств создания ПО позволят повысить качество ИС, обеспечить управляемость процесса проектирования ИС и увеличить срок ее жизни.

Для успешной реализации проекта объект проектирования должен быть прежде всего адекватно описан, т.е. должны быть построены полные и непротиворечивые модели архитектуры ПО.

Под моделью понимается полное описание системы ПО с определенной точки зрения. Модели представляют собой средства для визуализации, описания, проектирования и документирования архитектуры системы.

Моделирование является центральным звеном всей деятельности по созданию качественного ПО. Модели строятся для того, чтобы понять и осмыслить структуру и поведение будущей системы, облегчить управление процессом ее создания и уменьшить возможный риск, а также документировать принимаемые проектные решения.

Разработка модели архитектуры системы ПО промышленного характера на стадии, предшествующей ее реализации или обновлению, в такой же мере необходима, как и наличие проекта для строительства большого здания [1, 3].

Хорошие модели являются основой взаимодействия участников проекта и гарантируют корректность архитектуры. Поскольку сложность систем повышается, важно располагать эффективными методами моделирования. Хотя имеется много других факторов, от которых зависит успех проекта, наличие строгого стандарта языка моделирования является весьма существенным.

Язык моделирования должен включать: элементы модели — фундаментальные концепции моделирования и их семантику; нотацию — визуальное представление элементов моделирования; руководство по использованию — правила применения элементов в рамках построения тех или иных типов моделей ПО.

Очевидно, что конечная цель разработки ПО — это не моделирование, а получение работающих приложений (кода). Диаграммы в конечном счете — это всего лишь наглядные изображения, поэтому, используя графические языки моделирования, очень важно понимать, чем они помогут при написании кода программ.

В 70-80-х гг. при разработке ПО достаточно широко применялись структурные методы, базирующиеся на строгих формализованных методах описания ПО и принимаемых технических решений. В настоящее время такое же распространение получают объектно-ориентированные методы. Эти методы основаны на использовании наглядных графических моделей: для описания архитектуры ПО в различных аспектах (как статической структуры, так и динамики поведения системы.

Другие публикации: Нижний тагил судебно-медицинская экспертиза

Наглядность и строгость средств структурного и объектно-ориентированного анализа позволяют разработчикам и будущим пользователям системы с самого начала неформально участвовать в ее создании, обсуждать и закреплять понимание основных технических решений. Однако широкое применение этих методов и следование их рекомендациям при разработке конкретных ИС сдерживалось отсутствием адекватных инструментальных средств, поскольку при неавтоматизированной (ручной) разработке все их преимущества практически сведены к нулю.

Перечисленные проблемы породили потребность в программно-технологических средствах специального класса — САSЕ-средствах, реализующих САSЕ-технологию создания и сопровождения ПО ИС [7]. Термин САSЕ имеет весьма широкое толкование. В настоящее время наряду с термином «САSЕ-средства» широко используется термин «Инструментальные средства разработки ИС».

Большинство существующих САSЕ-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.

6. Инструментальные средства разработки информационных систем

6.1. Общая характеристика Case – средств проектирования информационных систем

В рамках программной инженерии Case – средства представляют основную технологию, используемую для создания информационных систем.

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 [1, 2, 4, 7].

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 ИС, 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 сотни различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.

6.2. ModelMaker как средство визуального проектирования концептуальной модели информационной системы

Case – средство ModelMaker – это инструмент объектно — ориентированного проектирования информационных систем. Он базируется на последних стандартах языка проектирования UML [3, 4].

Утилита ModelMaker разработана голландской фирмой ModelMaker Tools. Она работает с Delphi, но в то же время неотъемлемой частью Delphi не является и устанавливается самостоятельно.

CASE – инструмент ModelMaker берет на себя значительную часть «рутинной работы» по составлению программного кода, позволяя разработчику сосредоточиться на творческой стороне этого процесса.

ModelMaker обеспечивает двунаправленную связь между моделью и исходным кодом программы. Таким образом, создав визуальную модель, например, различных классов и их взаимодействия, можно легко получить программный код, реализующий данную модель.

И наоборот, существующие Delphi – коды простым способом преобразуются (полностью или частично) в визуальные модели. При этом ModelMaker включает элементы так называемого рефакторинга – изменения местоположения классов в иерархии наследования с мгновенным переносом на исходный код, без потери созданной ранее реализации отдельных методов.

ModelMaker, как и другие CASE — средства проектирования, позволяет вести удобное документирование проекта.

ModelMaker можно запустить через главное меню Windows или непосредственно из Delphi версий 7, 10 и др.

Окно ModelMaker изображено на рисунке 24. Оно имеет главное меню, панели инструментов, страницы компонентов. В левом верхнем углу окна имеется список разделов: Classes, Units, Diagrams (Классы,

Рисунок 24 Основной экран ModelMaker

Модули, Диаграммы). При выделении каждый из них открывает собственное окно, предназначенное для создания соответствующих объектов моделирования. Так, например, раздел «Диаграммы» позволяет визуально конструировать основные типы диаграмм языка моделирования UML. К ним относятся:

Другие публикации: Договор мены предмет форма момент заключения

Диаграммы вариантов использования (Use Case Diagram);

Диаграммы последовательности (Sequence Diagram);

Кооперативные диаграммы (Collaboration Diagram);

Диаграммы классов (Class Diagram) и другие.

Пиктограммы создания соответствующих диаграмм располагаются ниже списка разделов.

В верхней части окна располагаются вкладки компонентов. Каждая из них раскрывает набор компонентов, применяемых для моделирования информационных систем. Например, вкладка Diagram Editor предназначена для создания различных диаграмм. Для раздела «Добавить диаграмму вариантов использования» (Add Use Case Diagram) она имеет следующие пиктограммы:

Add Actor -Добавить действующее лицо,

Add Use Case -Добавить вариант использования,

Add Actor Communication -Добавить связь действующего лица,

Add Annotation -Добавить комментарий

Принцип добавления компонентов в диаграмму аналогичен технологии визуального проектирования в Delphi интерфейсной части приложения. Также является интуитивно понятной технология редактирования диаграмм.

Таким образом, ModelMaker относительно просто позволяет словесное описание предметной области и требований, предъявляемых к будущей информационной системе, преобразовать в шаблон программного кода.

Задача решается путем создания модели проектируемой системы. Методика создания модели на языке UML заключается в последовательном построении диаграмм вариантов использования, взаимодействия и классов. При этом используется технология визуального проектирования.

Диаграмма классов, описывающая архитектуру проектируемой системы, автоматически преобразуется с помощью нескольких команд в шаблон программного кода на языке Delphi. Дальнейшее написание текста операций классов осуществляется вручную с помощью интегрированной системы Delphi.

ModelMaker также позволяет при проектировании информационной системы вести документирование всех объявляемых объектов.

Рассмотрим далее пример выполнения учебного проекта [3, 4] с использованием CASE – средства объектного проектирования ModelMaker. При этом также будем разбирать методику работы в системе ModelMaker.[1, 2, 11].