Основы технического проектирования
В данной статье рассматривается проектирование архитектуры информационной системы с помощью CASE средства Rational Rose в виде UML диаграммы классов. Показано, что Rational Rose это хорошее средство для технического проектирования информационных систем, в частности, разработки ее архитектуры.
В предыдущей статье «Rational Rose и визуальное моделирование предметной области» мы рассматривали применение широко известного CASE-средства визуального моделирования компании IBM Rational Software Corp Rational Rose для построения UML-диаграмм в курсовом и дипломном проектировании в процессе выполнения предпроектного обследования предметной области проектируемой информационной системы.
В соответствие с оригинальным методом проектирования следующим этапом проектирования информационной системы согласно ГОСТ 34.601-90 Автоматизированные системы. Стадии создания является техническое(архитектурное) проектирование, которое предполагает построение моделей и алгоритмов функционирования на логическом уровне. На данном этапе архитектура информационной системы также может проектироваться методами визуального моделирования с помощью CASE-средства Rational Rose.
Примечание. С содержанием ГОСТ в том числе и ГОС 34.*** можно ознакомиться на сайте проекта RUGOST , предназначенном для помощи IT компаниям в работе с государственными заказчиками. Сайт RUGOST содержит большое количество ГОСТ, а также примеры разработанных документов по ГОСТ (Техническое задание, технический проект, рабочая документация), шаблоны этих и других документов, оформленные по ГОСТ.
Известно, что архитектура информационной системы является основой ее качества, характеризующегося такими показателями как производительность, надежность и интегрируемость в комплексные системы. Поэтому проектирование архитектуры информационных систем это ответственный этап разработки, которому следует уделять серьезное внимание. Архитектура информационной системы в процессе технического проектирования в Rational Rose представляется в виде UML диаграмма классов.
В общем случае в процессе технического проекта(«Разработка проектных решений по системе и её частям») согласно ГОСТ 34 осуществляется разработка общих решений по системе и её частям, функционально — алгоритмической структуре системы, по структуре технических средств, по алгоритмам решения задач и применяемым языкам, по организации и ведению информационной базы, системе классификации и кодирования информации, по программному обеспечению. Все это объединяет в себя архитектура информационной системы.
Для курсового и дипломного проектирования полную разработку всех решений, предусмотренных ГОСТ, выполнить не возможно. В курсовом и дипломном проектировании достаточно разработать функционально — алгоритмическую структуру системы. Следуя принципам объектно-ориентированного проектирования функционально — алгоритмическую структуру системы можно представить как совокупность взаимодействующих объектов на языке UML.
Для выявления таких объектов выполняется объектно-ориентированная декомпозиция предметной области, позволяющая представить будущую информационную систему в виде совокупности классов и объектов предметной области.
Каждый объект является представителем некоторого класса однотипных объектов. Класс определяет общие свойства для всех подобных объектов. К таким свойствам относятся состав и структура данных, описывающих атрибуты класса и соответствующих объектов, совокупность методов(операций, процедур), предназначенных для обработки данных и определяющих взаимодействие объектов класса с внешней средой.
При этом иерархический характер архитектуры проектируемой информационной системы отражается в виде иерархии классов, а ее функционирование рассматривается как взаимодействие объектов этих классов.
В графической нотации UML для визуального представления функционально — алгоритмической структуры системы можно использовать диаграммы классов, объектов и состояний.
Техническое(архитектурное) объектно-ориентированное проектирование информационной системы, в ходе которого детализируется представление классов и объектов, полученных на этапе анализа предметной области, предполагает определение структуры данных и методов классов, отношений между классами, а также разработку сценария взаимодействия объектов.
На данном этапе проектирования необходимо в какой-то степени учитывать предполагаемые для использования в будущем языковые средства и парадигмы создания программных приложений. Например, при создании программного обеспечения информационной системы под операционную систему Windows часто применяется парадигма построения оконных интерактивных приложений.
При создании оконных диалоговых приложений информационной системы часто пользуются визуально-событийным методом. В этом случае приложения представляют собой набор обработчиков событий, инициируемых элементами управления, размещенными на окнах(формах). Интерфейс такого приложения представляет собой требуемый набор окон(форм). Каждая форма строится на основе определенного класса, производного от базового класса окна(формы) библиотеки классов.
Логическое представление системы в Rational Rose
Для создания артефактов технического или архитектурного проектирования в Rational Rose используется логическое представление — Logical View, в котором создаются диаграммы классов, диаграммы состояний и диаграммы деятельности. Далее рассмотрим проектирование архитектуры информационной системы путем построения диаграммы классов.
Логическое представление проектируемой информационной системы в Rational Rose формируется в виде совокупности модели анализа (Analysis Model), объектной бизнес — модели(Business Object Model), модели проектирования(Design Model). Это соответствует широко известному рациональному универсальному подходу к проектированию информационных систем и программного обеспечения RUP.
На следующем рисунке показаны основные графические элементы CASE-средства Rational Rose, используемые для визуального моделирования проектируемых систем на этапе логического представления..
В данноц статье рассматривается только построения модели проектирования(Design Model), как основы представления архитектуры проектируемой системы.
Архитектура информационной системы в данном случае представляется диаграммой классов в виде совокупности взаимодействующих классов, на основе которых создаются соответствующие объекты реализации информационной системы и ее программного обеспечения.
Таким образом, Rational Rose и техническое проектирование архитектуры информационных систем вполне соответствуют друг другу.
Построение диаграммы классов в Rational Rose
Создание новой диаграммы
Диаграмма классов является основным логическим представлением модели проектирования(архитектура информационной системы) и содержит детальную информацию о внутреннем устройстве объектно-ориентированной программной системы или, используя современную терминологию, об архитектуре информационной(программной) системы.
Построение диаграммы классов начинается с выбора в окне браузера проекта представления Logical View. Выделив правой клавишей мышки представление Logical View и выбрав из контекстного меню пункт New Class Diagram (Новая Диаграмма классов) Вы создаете новую диаграмму классов. Название диаграммы NewDiagram, присвоенное Rational Rose, следует заменить на собственное. Например, ОргТрудДеят.
Рабочее поле UML-диаграммы классов создается либо двойным щелчком мышки по названию диаграммы, либо выбором из меню Browse, пункта Class Diagram, при этом появится окно, в котором можно ввести имя диаграммы. После нажатия кнопки ОК появится окно рабочей области диаграммы классов, на панели инструментов появляются криптограммы элементов диаграммы классов.
Перенос графических элементов с панели инструментов на рабочее поле осуществляется, если щелкнуть на пиктограмме левой клавишей мышки, затем ее отпустить и щелкнуть на рабочем поле.
Проектирование архитектуры информационной системы в Rational Rose сводится к насыщению созданной диаграммы классов требуемым набором классов. Такой набор определяется совокупностью взаимодействующих объектов, характерных для предметной области использования проектируемой информационной системы, определенных при предпроектном обследовании.
За основу следует брать диаграмму вариантов использования. Если варианты использования сложные, многогранные, то для каждого варианта использования следует создать свой пакет(Package). Если варианты использования простые, как в рассматриваемом примере, то для каждого варианта использования можно создать свой класс.
Напомним, что для добавления класса на диаграмму в Rational Rose можно воспользоваться несколькими способами. С помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением пиктограммы класса на панели инструментов, отпустить левую кнопку мыши и щелкнуть левой кнопкой мыши на свободном месте рабочего листа диаграммы.
Добавить класс на UML-диаграмму можно также с помощью операции главного меню Tools-> Create -> Class или вызвав контекстное меню вкладки Logical View и выбрав пункты New -> Class, предварительно выделив диаграмму классов в браузере проекта. Это стандартные приемы, обычно рассматриваемые во многих статьях. Но имеется еще один способ создания класса с помощью мастера создания классов Class Wizard. Рассмотрим построение диаграммы классов в Rational Rose с помощью Class Wizard.
Создание классов с помощью Class Wizard
Создание класса с помощью мастера Class Wizard в CASE-средстве Rational Rose осуществляется в следующей последовательности, показанной ниже на рисунке. Из контекстного меню рабочего поля диаграммы выбирается пункт Class Wizard. Далее с помощью переключателей выбирается тип класса и нажимается кнопку Next. В следующем окне вводится имя класса и нажимается кнопку Next. Затем в открывшемся окне выбирается вид представления, а в следующем окне — диаграмма к которой относится класс. По окончании в открывшемся окне надо проверить параметры созданного класса, и если все правильно нажать кнопку Finish. Так можно создать все необходимые классы.
Установление(изменение) параметров элементам класса осуществляется в окне Class Specification, которое открывается, если щелкнуть по имени класса правой кнопкой мыши и выбрать режим Open Specification. В данном окне на вкладке General вводится имя класса, его тип и стереотипы.
На вкладке Attributes этого же окна перечисляются ранее установленные атрибуты, для добавления нового надо из контекстного меню выбрать пункт Insert, затем ввести имя атрибута Caption и другие параметры, например тип integer.
После создания всех атрибутов класса необходимо определить методы класса. На вкладке Operations этого же окна Class Specification аналогично редактируются параметры операций класса. Для добавления элементов следует нажать правую кнопку мыши и выбрать режим Insert. В этом режиме следует ввести имя метода Creat(), и если есть его сигнатуру(формальные параметры).
Изменить в дальнейшем наименование атрибутов и их типы, а также имена методов и их сигнатуру можно также в этом окне Open Specification после двойного щелчка левой клавишей мышки по изменяемому параметру.
В соответствие с принятой событийной методологией создания приложений, сначала создается базовый класс, назовем его TForm. Этот класс имеет множество атрибутов и методов, из которых в нашем приложении будут использоваться атрибуты – заголовок окна и метод создания окна.
Следующим классом является класс главного окна(формы), назовем его FrmGlavn, он будет иметь ряд атрибутов управления режимами работы типа Boolean и метод, вызываемый при активации формы onActivate(), к тором можно будет инициировать ряд переменных.
Типы данных можно задать в окне описания атрибутов классов, которое вызывается из контекстного меню правой клавишей мышки.
Для ускорения поиска типа достаточно ввести первую букву названия типа. Если этого окажется мало, то ввести еще одну букву. И тогда выбор типа из списка упростится.
Таким образом, проектирование архитектуры информационной системы с помощью CASE средства Rational Rose в виде UML диаграммы классов м использованием Class Wizard является ниболее целесообразным с точки зрения скорости создания классов.
Установление связей между классами
Проектирование архитектуры информационной системы путем построения диаграммы классов не ограничивается созданием только набора классов. После того как все классы созданы, все атрибуты и операции(методы) определены необходимо установить связи между классами.
Связь обобщение(линия с широкой стрелкой) устанавливается между базовым классов TForm и его производными классами FrmGlavn, FrmTrud, FrmPotr и FrmAudit. Для этого на инструментальной панели выбирается пиктограмма «Обобщение» и выполняется щелчок левой клавишей мышки на производном классе и протягивается курсор до базового класса.
Между остальными классами устанавливается связь «Ассоциация«. Для добавления отношений ассоциации между классами в Rational Rose необходимо на панели инструментов выбрать пиктограмму ассоциация(сплошная линия со стрелкой), протянуть курсором от класса источника информации (например, класс FrmGlavn ) к классу приемника информации (например класс FrmTrud ). И так следует повторить требуемое количество раз.
В итоге общий вид UML-диаграммы классов — архитектура информационной системы, автоматизирующей бизнес – процессы организации трудовой деятельности примет вид, показан на рисунке.
Таким образом, с помощью построенной диаграммы классов на языке UML была создана и наглядно представлена архитектура проектируемой информационной системы.
Заключение
Проектирование архитектуры информационной системы с помощью CASE средства Rational Rose осуществляется в виде UML диаграммы классов.
Правильно построенная архитектура информационной системы является основным фактором ее качества — производительности, надежности и интегрируемости в комплексные системы.
Использование широко известного CASE — средства компании IBM Rational Software Corp Rational Rose позволяет наглядно представить все необходимые для создания архитектуры информационной системы артефакты в виде UML-диаграммы классов.
В курсовом и дипломном проектировании для архитектурного представления проектируемой информационной системы достаточно построения диаграммы классов одного из вариантов ее использования.
Приобретенные навыки работы в CASE-средстве Rational Rose можно использовать во многих областях и сферах деятельности для визуального моделирования проектируемых систем различного назначения.
Кроме Rational Rose для архитектурного проектирования информационных систем можно использовать и другие инструментальные средства проектирования.
Связанные материалы
Смотри также…
- Методологии проектирования информационных систем
- Средства представления проектных решений
- UML диаграммы при проектировании информационных систем
- Построение диаграммы классов в StarUML
- Построение UML диаграмм в режиме онлайн с помощью Lucidchart
- Что такое производительность информационной системы?
- Статистический индекс производительности информационной системы
На этом пока все. Всем удачи и успехов.
