Основы рабочего проектирования
Визуальное моделирование на UML прочно вошло в процесс проектирования информационных систем на всех этапах. В данной статье рассматривается этап — реализация информационной системы. На этом этапе проектирования создается рабочая документация.
Основу рабочей документации информационной системы на этапе реализации информационной системы составляют UML диаграммы компонентов и развертывания. Методика построения диаграммы компонентов и развертывания на языке UML с помощью широко известного CASE средства визуального моделирования компании IBM Rational Software Corp Rational Rose на этапе рабочего проектирования информационной системы является основным предметом данной статьи.
В предыдущих статьях нашего сайта:
- “Визуальное моделирование предметной области с помощью Rational rose”
- “Rational rose и техническое проектировании информационных систем”
рассматривалось применение Rational Rose в курсовом и дипломном проектировании в процессе выполнения предпроектного обследования предметной области и технического проектирования информационной системы, соответственно.
Известно, что следующим этапом проектирования информационной системы согласно ГОСТ 34.601-90 Автоматизированные системы. Стадии создания является рабочее проектирование информационных систем, которое предполагает разработку и создание рабочей документации на систему и её части, разработку или адаптацию программного обеспечения, проектирование и создание баз или хранилищ данных, необходимых для реализации информационной системы. На данном этапе методы визуального моделирования также позволяют создать основу для реализации информационной системы в виде диаграммы компонентов и развертывания (размещения) на UML.
Для курсового и дипломного проектирования полную разработку всех решений, предусмотренных ГОСТ, выполнить не представляется возможным, да и целесообразным. В курсовом и дипломном проектировании достаточно показать, как разрабатываются артефакты проектирования на стадии рабочего проектирования или стадии реализации информационной системы.
Следуя принципам объектно-ориентированного проектирования основными артефактами стадии «Реализация информационной системы» являются:
- структурная схема программного обеспечения информационной системы, представляемая в Rational Rose диаграммой компонентов, и
- диаграмма развертывания(размещения), показывающая физическое размещение компонентов программного обеспечения информационной системы по узлам вычислительной системы.
Примечание. Программная компонента – это единица программного обеспечения, исполняемая на одном компьютере в пределах одного процесса, и предоставляющая некоторый набор сервисов, которые используются через ее внешний интерфейс другими компонентами, как выполняющимися на этом же компьютере, так и на удаленных компьютерах.
Построение диаграммы компонентов и развертывания (размещения) на UML с помощью Rational Rose может выполняться раздельно или комбинированно, объединяя обе диаграммы на одном изображении. Далее посмотрим, как это делается.
Разработка диаграммы компонентов
Диаграмма компонентов предназначена для представления распределения классов и объектов по компонентам при физическом проектировании информационной системы на этапе реализации информационной системы
Диаграмма компонентов служит частью физического представления модели и является необходимой для генерации программного кода. Для разработки диаграмм компонентов в браузере проекта предназначено отдельное представление компонентов (Component View), в котором уже содержится диаграмма компонентов с пустым содержанием и именем по умолчанию Main (Главная). Для примера, при разработке диаграммы компонентов за основу принимается ранее созданная диаграмма классов информационной системы, автоматизирующей бизнес – процессы организации трудовой деятельности, которая показана на рисунке.
Диаграмма компонентов является важной частью физического представления модели и играет важную роль в процессе объектно-ориентированного проектирования информационной системы на этапе «Реализация информационной системы».
При создании диаграммы компонентов ранее определенный набор классов необходимо распределить по отдельным компонентам, представляющим собой физические модули (EXE , DLL, AktivX и другие).
Активизация диаграммы компонентов может быть выполнена одним из следующих способов:
- щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы компонентов на стандартной панели инструментов;
- выбором из меню Browse пункта Component Diagram (Браузер -> Диаграмма компонентов);раскрыть компонентное представление в браузере (Component View) и дважды щелкнуть на пиктограмме Main (Главная).
В появившемся окне необходимо задать имя диаграммы, а в третьем случае переименовать Main на другое имя.
В результате выполнения этих действий появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы компонентов и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических примитивов(пиктограмм), необходимых для разработки диаграммы компонентов. Добавление компонентов на рабочее поле происходит аналогично тому, как это делалось в диаграмме классов – путем перетаскивания пиктограммы из панель инструментов на рабочее поле или выбором из контекстного меню компонентного представления в браузере подпункта Component, как показано на рисунке.
В поле компонентного представления в браузере следует ввести имя компонента. Таким образом создаются все необходимые компоненты. Далее для каждого компонента следует определить различные детали, такие как стереотип, язык программирования, декларации, классы. Работа с этими деталями компонентов осуществляется через окно спецификации компонента, доступное после вызова контекстного меню правой клавишей мышки. На вкладке “General” указывается стереотип компонента и язык программирования для последующей кодогенерации (теперь спецификация классов дополнится новыми вкладками, влияющих на кодогенерацию для данного языка программирования).
В качестве «контейнера» и «главного компонента» одновременно, будем использовать элемент «Component» («Компонент») Добавим его в область «диаграммы компонентов» и зададим имя «PrjOrgTrudDejat.exe». «exe» — приписка в названии, показывает, что при генерации кода можно получить не просто файлы с кодом программы, но и исполняемый файл.
При этом следует в свойствах компонента задать стереотип «EXE» из предлагаемого вложенного списка стереотипов. После назначения всех необходимых атрибутов компонентам их следует перетащить на рабочее поле и установить связи между ними.
Зависимости между компонентов показываются на Component diagram в виде пунктирных стрелок. Каждый компонент должен быть ассоциирован с одним или несколькими классами, которые и определяют содержимое компонента. Назначение классов компонентам осуществляется через окно спецификации компонента и на вкладке “Realizes” путем выбора назначаемых классов из списка. Выбор нескольких классов осуществляется при нажатой клавише Shift.
В результате всех проделанных действий создается диаграмма компонентов, которая показывает как осуществляется реализация информационной системы и ее программного обеспечения. Пример графического изображения элементов построенной выше диаграммы компонентов информационной системы, автоматизирующей бизнес – процессы организации трудовой деятельности, показан на рисунке.
При проектировании больших информационных систем может оказаться, что система должна быть разложена на большое количество компонентов, тогда необходимо распределить компоненты по пакетам так, чтобы не потерять наглядности изображения.
Разработка диаграммы развертывания
Реализация информационной системы кроме диаграммы компонентов представляется также диаграммой развертывания на языке UML, которую также можно создать с помощью CASE средства Rational Rose. Диаграмма развертывания(размещения) создается в представлении Deployment View(развертывание) среды Rational Rose.
В этом представлении содержится единственная диаграмма развертывания разрабатываемой модели. Представление развертывания (размещения) соответствует физическому размещению компонентов информационной системы по узлам вычислительной системы и оно может как совпадать, так и отличаться от ее логической архитектуры.
В представление развертывания(размещения) входят:
- процессы, являющиеся потоками (threads), исполняемыми в отведенной для них области памяти;
- процессоры, включающие любые компьютеры, способные обрабатывать данные. Любой процесс выполняется на одном или нескольких процессорах;
- устройства, т.е. любая аппаратура, не способная обрабатывать данные (например, мониторы терминалы ввода-вывода и принтеры);
- диаграмма развертывания(размещения).
Основным элементом является диаграмма развертывания (Deployment diagram), на котором изображаются компьютеры (Processor), устройства (Device) и связи между ними.
Создание рабочего поля диаграммы развертывания может быть выполнено одним из следующих способов:
- щелком на кнопке с изображением диаграммы развертывания на стандартной панели инструментов;
- дважды щелкнуть на пиктограмме представления развертывания в браузере (Deployment View);
- через пункт меню Browse -> Deployment Diagram (Браузер -> Диаграмма развертывания).
Двумя щелчками мышки по пиктограмме диаграммы развертывания на представлении размещения в браузере создадим рабочее поле диаграммы. Дальнейшее построение диаграммы следует начинать с создания узлов вычислительной системы( процессоров), для чего необходимо из контекстного меню выбрать пункт Processor, а затем в созданном поле ввести название процессора(узла вычислительной системы).
Чтобы отобразить задачи, которые выполняются на этих компьютерах (узлах сети), в окне спецификации узла, открываемого правой клавишей мышки, и на вкладке “Detail” для поля “Processes”, необходимо ввести имена задач, потоков (threads), которые могут соответствовать именам компонентов проектируемой информационной системы.
Для добавления устройств на диаграмму развертывания также можно воспользоваться контекстным меню представления размещения, выбрав пункт Device с последующим вводом названия устройства.
В результате проделанных действий создается диаграмма развертывания показанная на рисунке.
Таким образом, построить диаграмму развертывания достаточно просто. Учитывая, что она не содержат привязки к компонентам в общей модели информационной системы, создаваемой в Rational Rose, то эту диаграмму не обязательно строить на последнем этапе проектирования информационной системы. Но, следуя логике порядка, установленного ГОСТ, эту диаграмму обычно строят на этапе рабочего проектирования информационной системы.
Подводя краткий итог, можно отметить, что в трех цитируемых статьях выполнено создание общей объектной модели проектируемой информационной системы. Процесс построения модели может носить итерационный характер, потому что невозможно при построении модели предусмотреть все сразу.
Поэтому необходимо возвращаться на другие более ранние уровни представления информации, вносить изменения, детализировать и снова возвращаться на уровень диаграммы классов, а также диаграммы компонентов и развертывания на UML. Кроме каких-либо не учтенных моментов, к модификации модели могут приводить изменения в самой информационной системе или требованиях к ней, которые должны быть учтены в модели.
По окончанию построения модели ее следует проверить встроенными средствами Rational Rose. Для проверки модели следует выполнить операцию из главного меню: Tools Check Model (Инструменты Проверить модель). Результаты проверки разработанной модели на наличие ошибок отображаются в окне журнала. Прежде чем приступить к генерации текста программного кода разработчику следует добиться устранения всех ошибок и предупреждений, о чем должно свидетельствовать чистое окно журнала
Заключение
Реализация информационной системы представляется в виде диаграммы компонентов и развертывания на языке UML с помощью CASE средства Rational Rose на этапе рабочего проектирования.
Использование в курсовом и дипломном проектировании широко известного CASE средства компании IBM Rational Software Corp Rational Rose на этапе реализации информационной системы(рабочего проектирования) позволяет наглядно представить все необходимые для ее создания на физическом уровне артефакты, к которым относятся и диаграммы компонентов и развертывания на UML.
Приобретенные навыки построения диаграмм компонентов и развертывания с помощью Rational Rose на этапе рабочего проектирования информационной системы можно использовать для визуального моделирования проектируемых систем различного назначения во многих областях и сферах деятельности.
Кроме Rational Rose для рабочего проектирования информационных систем можно использовать и другие инструментальные средства проектирования.
Связанные материалы
Смотри также…
- Методологии проектирования информационных систем
- Методы проектирования информационных систем
- Средства представления проектных решений
- UML диаграммы при проектировании информационных систем
- Что такое производительность информационной системы?
- Статистический индекс производительности информационной системы
- Разработка UML моделей в Rational Software Architect
На этом пока все. До встречи на страницах сайта.
