Глава 17

ОБЗОР РОССИЙСКОГО РЫНКА CASE-СРЕДСТВ

17.1. Краткое описание основных возможностей пакетов Продукты фирмы CA (BPWin, ERWin)

Пакет BPWin основан на методологии IDEF0 и предназначен для функционального моделирования и анализа деятельности предприятия. Модель в BPWin представляет собой совокупность SADT-диаграмм, каждая из которых описывает отдельный процесс в виде разбиения его на шаги и подпроцессы. С помощью соединяющих дуг описываются объекты, данные и ресурсы, необходимые для выполнения функций. Имеется возможность для любого процесса указать стоимость, время и частоту его выполнения. Эти характеристики в дальнейшем могут быть просуммированы с целью вычисления общей стоимости затрат - таким образом выявляются узкие места технологических цепочек, определяются затратные центры. BPWin может импортировать фрагменты информационной модели из описываемого ниже средства проектирования баз данных ERWin (при этом сущности и атрибуты информационной модели ставятся в соответствие дугам SADT-диаграммы). Генерация отчетов по модели может осуществляться в формате MS Word и MS Excel. Требования к ресурсам:

процессор - Intel 386 и выше

память - 8 Mb RAM

операционная система - MS Windows 3.1 или Windows 95.

Семейство продуктов ERWin предназначено для моделирования и создания баз данных произвольной сложности на основе диаграмм “сущность-связь”. В настоящее время ERWin является наиболее популярным пакетом моделирования данных благодаря поддержке широкого спектра СУБД самых различных классов: SQL-серверов (Oracle, Informix, Sybase SQL Server, MS SQL Server, Progress, DB2, SQLBase, Ingress, Rdb и др.) и “настольных” СУБД типа XBase (Clipper, dBASE, FoxPro, MS Access, Paradox и др.).

Информационная модель представляется в виде диаграмм “сущность-связь”, отражающих основные объекты предметной области и связи между ними. Дополнительно определяются атрибуты сущностей, характеристики связей, индексы и бизнес-правила, описывающие ограничения и закономерности предметной области. После создания ER-диаграммы пакет автоматически генерирует SQL-код для создания таблиц, индексов и других объектов базы данных. По заданным бизнес-правилам формируются стандартные триггеры БД для поддержки целостности данных, для сложных бизнес-правил можно создавать собственные триггеры, используя библиотеку шаблонов.

Пакет может осуществлять реинжиниринг существующих БД: по SQL-текстам автоматически генерируются ER-диаграммы. Таким образом, пакет полностью поддерживает технологию FRE (forward and reverse engineering), последовательность этапов которой приведена ниже:

импорт с сервера существующей БД

автоматическая генерация модели БД

модификация модели

автоматическая генерация новой схемы и построение физической БД на том же самом или любом другом сервере.

Для разработки клиентской части приложения имеются специальные версии пакета, обеспечивающие интеграцию с такими инструментами как SQLWindows, PowerBuilder, Visual Basic, Delphi. Предлагаются и усеченные версии продукта:

ERWin/SQL, обеспечивающая лишь прямое проектирование для любых СУБД

ERWin/Desktop, поддерживающая технологию FRE только для“настольных” СУБД.

Требования к ресурсам, необходимым для функционирования пакета, совпадают с приведенными выше соответствующими требованиями для пакета BPWin.

Для коллективной разработки модели БД предназначен специальный продукт ModelMart, позволяющий контролировать версии модели, гибко распределять права доступа между членами группы, строить библиотеки моделей, осуществлять объединение моделей и т.п. Продукт построен в архитектуре “клиент-сервер”, репозитарий использует одну из трех СУБД - Oracle, Sybase, MS SQL Server и требует 32 Mb RAM и 50 Mb HDD. ERWin-клиент для своего функционирования требует процессор Intel 486 или Pentium, 16 Mb RAM и 10 Mb HDD.

Пакет CASE/4/0 (microTOOL GmbH)

Пакет CASE/4/0 включает в себя структурные средства системного анализа, проектирования и программирования и обеспечивает поддержку всего жизненного цикла разработки вплоть до сопровождения, основанную на сетевом репозитарии, контролирующем целостность проекта и поддерживающем согласованную работу всех участников проекта (системных аналитиков, проектировщиков, программистов).

Анализ базируется на классической структурной методологии Уорда-Меллора, являющейся расширением подхода Йодана/Де Марко с целью его ориентации на разработку систем реального времени, проектирование основано на подходе Джексона. Для целей анализа и проектирования используются следующие типы диаграмм:

древовидные диаграммы функциональной декомпозиции

диаграммы потоков данных

диаграммы переходов состояний

диаграммы “сущность-связь”

структурные карты Джексона.

Помимо графических редакторов перечисленных диаграмм и репозитария, основными компонентами пакета являются:

дизайнер диалогов для моделирования интерфейса пользователя

средства разработки на Cobol, C/C++, Visual Basic

синтаксически-ориентированные редакторы кодов

средства генерации документов.

Пакет состоит из двух компонентов: клиентской части, устанавливаемой на рабочих местах разработчиков (MS Windows 3.11, Windows-NT, Windows 95), и интегрированного сетевого репозитария, устанавливаемого на сервере (Novell, MS Windows, HP Unix, Sinix, IBM OS/2, IBM AIX).

Пакет Design/IDEF (Meta Software)

CASE-пакет Design/IDEF автоматизирует все этапы проектирования сложных систем различного назначения: формулировку требований и целей проектирования, разработку спецификаций, определение компонентов и взаимодействий между ними, документирование проекта, проверку его полноты и непротиворечивости. Наиболее успешно пакет применяется для описания и анализа деятельности предприятия; он позволяет оценить такую структуру, как единый организм, сочетающий управленческие, производственные и информационные процессы. В основе пакета лежит методология структурного проектирования и анализа сложных систем IDEF0/SADT. Design/IDEF строит иерархические модели сложных систем посредством декомпозиции ее компонентов, поддерживает коллективную разработку IDEF-модели, позволяя в любой момент объединять различные подмодели в единую модель системы, создает словарь данных для хранения всей информации о функциях и структурах данных проекта; формирует 5 типов отчетов, поддерживающих процесс разработки и анализа моделей.

Кроме IDEF0, пакетом поддерживаются методологии моделирования данных IDEF1, IDEF1X (основанные на диаграммах "сущность-связь"), а также методология моделирования динамики систем IDEF/CPN, основанная на "цветных" или "раскрашенных" сетях Петри. Последнюю методологию реализует система динамического моделирования Design/CPN. Фактически Design/IDEF и Design/CPN являются комонентами интегрированной методологии разработки систем: диаграммы, постоенные Design/IDEF, автоматически импортируются в Disign/CPN и дорабатываются вручную для динамического моделирования и фактической оценки. Design/CPN позволяет “отлаживать” модель с целью оценки ее динамики: такая оценка позволяет эффективно распределять ресурсы и оптимизировать систему, а также верифицировать ее поведение в различных режимах.

Пакеты Design/IDEF и Design/CPN базируются на открытой архитектуре Design/OA (инструментальной среде для создания CASE-средств), позволяющей дополнять их модулями, ориентированными на конкретную задачу пользователя, включая генерацию кода на произвольном целевом языке.

Design/IDEF реализован на платформах MS Windows, Macintosh Plus и выше, Sun Solaris (X Window System), HP9000 модели 700 и 800 (X Window System). Для функционирования Design/CPN требуется: Sun (SPARC), HP9000 модели 700 и 800, X Window System (X11R5), 24 Mb RAM, 32 Mb HDD.

Design/IDEF также интегрирован с пакетом динамического анализа сложных систем WorkFlow Analyzer и пакетом функционально- стоимостного анализа EasyABC.

Пакет Designer/2000 (Oracle)

Designer/2000 - инструмент, работающий в среде MS Windows и развивающий подход фирмы Oracle к созданию и сопровождению сложных информационных систем. В основе подхода лежит собственная методология фирмы CASE*Method, базирующаяся на структурном анализе и проектировании системы, четком разбиении ее жизненного цикла на этапы, автоматизации перехода между этапами.

Центральной частью пакета является репозитарий, содержащий спецификации проекта на всех его этапах и обеспечивающий согласованную работу всех его участников. Для доступа к репозитарию и управления им используется специальное средство (навигатор по объектам репозитария), позволяющее просматривать и модифицировать объекты, хранящиеся в репозитарии, а также осуществлять административные функции: удаление, управление доступом, экспорт/импорт и т.п.

Первым этапом методологии является моделирование и анализ процессов, т.е. построение моделей деятельности предприятия, выявление их недостатков и возможных источников усовершенствования. Поддерживающие средства позволяют строить наглядные представления процессов и их взаимосвязей, а также анализировать их с использованием средств мультимедиа.

Второй этап (системное моделирование) предполагает разработку детальных концептуальных моделей предметной области и фактически является этапом выявления, анализа и формализации требований к будущей системе. Для описания используются диаграммы “сущность-связь”, диаграммы иерархии функций и диаграммы потоков данных.

Третий этап (системное проектирование) на основании концептуальных моделей вырабатывает технические спецификации будущей системы, при этом первоначальный вариант спецификаций может быть получен автоматически. На этом этапе применяются диаграммы схем БД (расширения ER-диаграмм), диаграммы взаимодействий модулей (аналог структурных карт Джексона) и схемы модулей, описывающие структуру модулей с позиций используемых в них данных.

Наконец, на четвертом этапе (генерация приложений) создаются программы, отвечающие требованиям проектных спецификаций. Так генератор серверной части по спецификации БД автоматически генерирует SQL-тексты, а генераторы приложений строят экранные формы и отчеты. При необходимости сгенерированные тексты могут быть доработаны с помощью дополнительного пакета Developer/2000.

Имеется облегченная версия пакета (Database Designer), основанная на диаграммах “сущность-связь” и предназначенная для создания информационных моделей.

Пакет EasyCASE (Evergreen CASE Tools)

Пакет предназначен для моделирования как информационных систем, так и систем реального времени, им поддерживаются традиционные модели:

диаграммы потоков данных

диаграммы “сущность-связь”

диаграммы переходов состояний

структурные карты в нотации Константайна.

Отличительной чертой пакета является возможность настройки на различные нотации диаграмм потоков данных, используемые в методологиях Гейна-Сарсона, Йодана/ДеМарко, Уорда-Меллора, SSADM и др. Другой особенностью пакета является его взаимодействие с СУБД не напрямую, а через ODBC-интерфейс с использованием внешних файлов для описания специфики конкретной СУБД.

Пакет обеспечивает генерацию схем БД для Oracle, Informix, Sybase, Progress, SQLBase, Ingress, а также MS Access, Paradox и др. и поддерживает технологию FRE. Имеется интерфейс с системой Delphi.

Пакет VantageTeam Builer (CAYENNE)

Пакет предназначен для проектирования как информационных систем, так и систем реального времени. Им реализуется методология Йодана и поддерживаются следующие типы диаграмм:

диаграммы потоков данных в нотации Йодана

диаграммы переходов состояний

диаграммы “сущность-связь” в нотации Чена

структурные карты Константайна.

Важный методологический момент заключается в возможности как нисходящего, так и восходящего построения иерархии диаграмм. Рекомендуется использовать пакет на рабочих местах аналитика, системного архитектора, проектировщика и программиста - такая совокупность рабочих мест содержит полный набор инструментов поддержки жизненного цикла разрабатываемой системы. При переходе с одного рабочего места на другое осуществляется верификация модели на полноту и состоятельность.

В отличие от других пакетов, генерирующих лишь схему базы данных, кодогенерация в VantageTeam Builer включает:

генерацию SQL-текстов на основе диаграмм “сущность-связь”

генерацию экранных форм на основе диаграмм последовательности и содержания экранных форм

генерацию текстов модулей на 4GL на основе структурных карт и предопределенных модулей.

Внимания заслуживают и возможности настройки пакета, включающие:

настройку графических редакторов для расширения нотации

создание собственного интерфейса (модификация окон, расширение меню)

введение дополнительных атрибутов любого объекта модели

создание собственных шаблонов кодогенерации.

Пакет работает на всех основных UNIX-платформах и OpenVMS. В качестве рабочего места пользователя помимо UNIX-рабочей станции может использоваться X-терминал или ПК с программой X-эмуляции. Для работы пакета необходимы средства разработки приложений (Informix 4GL, Ingress, Uniface, C) и СУБД для репозитария (Informix, Ingress, Oracle, Sybase), все вместе требует 100-200Mb HDD в зависимости от платформы и СУБД и не менее 24 Mb RAM.

Пакет ProKit*WORKBENCH

(McDonnell Douglas Information Systems )

Средства автоматизации проектирования информационных систем фирмы McDonnell Douglas Information Systems базируются на методологии проектирования информационных систем STRADIS. Она определяет порядок создания информационной системы, требования к необходимым ресурсам и распределению работ между разработчиками на этапах ЖЦ системы, требования к составу и содержанию разрабатываемых на промежуточных этапах проектных материалов, методику выполнения проектных работ, программирования, проверки и управления разработкой. В STRADIS определены следующие стадии ЖЦ информационной системы: стратегическое планирование, анализ, проектирование, разработка, сопровождение. Первые три стадии поддерживаются CASE-пакетом ProKit*WORKBENCH, последующие стадии - технологической средой программирования на языке четвертого поколения PRO-IV.

ProKit*WORKBENCH обеспечивает:

функциональное моделирование с использованием диаграмм потоков данных в нотации Гейна-Сарсона;

информационное моделирование с использованием диаграмм “сущность-связь”, при этом сущности модели синхронизируются с накопителями данных соответствующих DFD;

функциональное прототипирование будущей системы на основании средств описания экранов и выходных документов, режимов работы и сценариев диалога;

проектирование модулей, основанное на технике структурных карт Константайна;

интегрированное хранение всей проектной информации в репозитарии;

экспорт/импорт фрагментов проекта;

формирование отчетов по проекту;

передачу результатов анализа и проектирования в среду PRO-IV для последующей разработки.

Несомненным достоинством пакета является возможность одновременной поддержки различных версий проекта (до 8 версий). Пакет функционирует в MS Windows 3.1, Windows NT, Windows 95 (существует версия для MS DOS), требует 16 Mb RAM и 30 Mb HDD.

Пакет S-Designor (Sybase/Powersoft)

Пакет S-Designor предназначен для проектирования баз данных и по своим функциональным возможностям близок к пакету ERWin. Основное отличие заключается в том, что ERWin взаимодействует с поддерживаемыми СУБД напрямую, а в S-Designor работа с СУБД ведется через ODBC-интерфейс с использованием внешних файлов для описания специфики конкретной СУБД.

Пакетом поддерживаются традиционные диаграммы “сущность-связь” и реализуется стандартная двухуровневая методология информационного моделирования, включающая поэтапное создание концептуальной (логической) и физической моделей данных. На основе физической модели генерируются SQL-тексты для широкого набора СУБД, включая Oracle, Informix, Sybase SQL Server, MS SQL Server, Progress, DB2, SQLBase, Rdb, MS Access, Paradox. В качестве средств разработки клиентской части поддерживаются PowerBuilder, TeamWindows, Progress, Uniface. Требования к ресурсам:

процессор - Intel 386 и выше

память - 8 Mb RAM, 7 Mb HDD

операционная система - MS Windows 3.1, Windows NT, Windows 95.

Пакет SILVERRUN (Computer Systems Advisers)

В основе пакета лежит собственная методология DATARUN, предназначенная для создания информационных систем и регламентирующая все этапы жизненного цикла от стадии первоначальной экономической оценки затрат на проект до получения реального приложения. Основными этапами методологии являются следующие:

построение бизнес-модели предметной области

построение архитектуры информационной системы

проектирование

создание подсистем

интеграция подсистем.

Пакет обеспечивает гибкую настройку на различные нотации диаграммных техник (Йодан, Гейн-Сарсон, Уорд-Меллор и др.), более того, имеется возможность вводить собственные нотации пользователя.

В состав входят три основные подсистемы: модуль построения диаграмм потоков данных BPM, модуль построения концептуальных информационных моделей (диаграмм “сущность-связь”) ERX и модуль построения реляционных моделей (также диаграмм “сущность-связь”) RDM. Каждый из перечисленных модулей является самостоятельным продуктом и поставляется отдельно. Для интеграции модулей в единое целое служит менеджер репозитария WRM.

Полезной особенностью модуля ERX является встроенная экспертная система, помогающая построить концептуальную модель в виде, допускающем реализацию в реляционной СУБД (используя ответы на содержательные вопросы о взаимосвязи данных).

Генерация схемы базы данных осуществляется в модуле RDM (для 16 СУБД), однако для полного использования специфики каждой конкретной СУБД применяются отдельно поставляемые мосты, поддерживающие технологию FRE. Пакет имеет мосты к следующим СУБД: Oracle, Informix, Sybase SQL Server, MS SQL Server, Progress, DB2, SQLBase, Ingress. Для обмена данными с языками разработки приложений также используются мосты: PowerBuilder, Progress, SQLWindows, Uniface.

Для функционирования пакета требуется:

память - 16 Mb RAM, 20 Mb HDD

операционная система - MS Windows 3.1, Windows NT, Windows 95.

Также пакет работает на платформах OS/2, Macintosh, Sun Solaris.

Пакет Visible Analyst Workbench (Visible Systems)

Visible Analyst Workbench представляет собой сетевое многопользовательское средство проектирования информационных систем, базирующееся на репозитарии, хранимом на сервере SQLBase, Oracle или Informix. Пакет основан на методологии Мартина и поддерживает следующие диаграммные техники:

диаграммы функциональной декомпозиции

диаграммы потоков данных в нотациях Йодана и Гейна-Сарсона

диаграммы “сущность-связь”

структурные карты в нотации Константайна.

Пакет обеспечивает генерацию схем БД для вышеперечисленных СУБД и поддерживает технологию FRE. Имеется возможность экспорта проектов в системы SQLWindows, PowerBuilder и Uniface.

К достоинствам пакета может быть отнесено наличие развитых средств верификации проекта, и прежде всего возможностей вертикального и горизонтального балансирования диаграмм. Так функциональная и информационная модели сильно коррелированы, что позволяет избавиться от лишних объектов моделей.

17.2. Номенклатура пакетов и виды проектной деятельности

В настоящее время CASE-системы прочно вошли в практику программной индустрии. При этом они используются не только (и не столько) как комплексные технологические конвейеры для производства программных систем, но и как мощный инструмент решения исследовательских и проектных задач, связанных с начальными этапами разработки, таких, как анализ предметной области, разработка проектных спецификаций, выпуск проектной документации, планирование и контроль разработок, моделирование деловых приложений с целью решения задач оперативного и стратегического планирования и управления ресурсами и т.п. К настоящему моменту наиболее интенсивное развитие получили два главных направления применения CASE-средств:

BPR (business process reengineering) - перепроектирование бизнес-процессов. Под перепроектированием понимается “фундаментальное переосмысление и радикальное перепланирование критических бизнес-процессов, имеющее целью резко улучшить их выполнение по отношению к затратам, качеству обслуживания и скорости”. При этом бизнес-процесс представляет собой некоторую деятельность, получающую входные данные одного или нескольких типов и выдающую результат, имеющий ценность для клиента. Например, процесс выполнения заказа на входе получает заказ и выдает в качестве результата заказанные товары. Другими словами, доставка заказанных товаров клиенту и есть та ценность, которую создает процесс.

системный анализ и проектирование, включающий функциональное, информационное и событийное моделирование как вновь создаваемой, так и существующей системы.

Необходимо отметить, что такое разбиение является весьма условным, поскольку при анализе предприятия и разработке проекта его автоматизации используются элементы BPR (более того, теоретически BPR должно быть первым этапом разработки), в то же время необходимым этапом перепроектирования является по крайней мере создание функциональной модели бизнес-процесса.

В таблице 17.1 приведен перечень доступных на российским рынке CASE-средств и поддерживаемые ими виды проектной деятельности.

Таблица 17.1

Средства BPR

Для моделирования бизнес-процессов обычно используется методология SADT (точнее ее подмножество IDEF0), поддерживаемая пакетами BPWin и Design/IDEF. Однако статическая SADT-модель не обеспечивает полного решения задач перепроектирования, необходимо иметь возможность исследования динамических характеристик бизнес-процессов. Одним из решений является использование системы динамического моделирования Design/CPN, основанной на цветных (раскрашенных) сетях Петри. Фактически Design/IDEF и Design/CPN являются компонентами интегрированной методологии перепроектирования: статические SADT-диаграммы автоматически преобразуются в прообраз динамической модели, которая дорабатывается вручную и затем исполняется в различных режимах с целью получения соответствующих оценок.

Другой возможный подход реализуется пакетом Designer/2000: моделирование бизнес-процессов является первым этапом разработки системы, а соответствующая модель является основой для разработки концептуальных моделей и проектирования системы. Нотация для моделирования бизнес-процессов включает следующие элементы: базовый процесс, шаг процесса, хранилище, поток, событие и организационная единица. Для каждого элемента можно задать разнообразные количественные параметры (временные затраты, ресурсы и т.п.), а затем с помощью специальной процедуры анимации проследить поведение модели в динамике с учетом введенных параметров. Использование средств мультимедиа, включая визуализацию, видеоизображение, звуковое сопровождение и т.п. позволяет существенно повысить выразительность построенной бизнес-модели.

Следует отметить, что не существует принципиальных ограничений в использовании в качестве средства построения статических моделей бизнес-процессов и традиционных DFD - диаграмм потоков данных. Более того, в настоящий момент за рубежом доступен ряд продуктов динамического моделирования (INCOME Mobile, CPN-AMI и др.), базирующихся на сетях Петри различного вида и интегрируемых с DFD-моделью, которые позволяют успешно решать задачи перепроектирования.

Средства функционального моделирования

Для решения задачи функционального моделирования на базе структурного анализа традиционно применяются два типа моделей: SADT-диаграммы и диаграммы потоков данных. В случае наличия в моделируемой системе программной/программируемой части (т.е. практически всегда) предпочтение, как правило, отдается DFD по следующим соображениям:

DFD с самого начала создавались как средство проектирования программных систем (тогда как SADT - как средство проектирования систем вообще) и имеют более богатый набор элементов, адекватно отражающих их специфику (например, хранилища данных являются прообразами файлов или баз данных).

Наличие миниспецификаций DFD-процессов нижнего уровня позволяет преодолеть логическую незавершенность SADT (а именно, обрыв модели на некотором достаточно низком уровне, когда дальнейшая ее детализация становится бессмысленной) и построить полную функциональную спецификацию разрабатываемой системы.

Существуют (и поддерживаются рядом CASE-пакетов) алгоритмы автоматического преобразования иерархии DFD в структурные карты, демонстрирующие межмодульные и внутримодульные связи, а также иерархию модулей, что в совокупности с миниспецификациями является завершенным заданием для программиста.

Наконец, в части автоматизированной поддержки моделей приблизительно 85-90% существующих CASE-пакетов поддерживают DFD и лишь 2-3% - SADT.

Средства событийного моделирования

Традиционный подход к моделированию аспектов поведения системы основывается на расширении диаграмм потоков данных за счет введения управляющих потоков (сигналов) и управляющих процессов, фактически являющихся интерфейсом между DFD и спецификациями управления, собственно моделирующими поведение. Наиболее часто спецификации управления формализуются с помощью диаграмм переходов состояний STD, позволяющих задавать состояния различных объектов системы (например, лицевой счет может иметь состояния ОТКРЫТ, ЗАКРЫТ, ЗАБЛОКИРОВАН и т.п.), условия переходов из одного состояния в другое (как внешние по отношению к системе, так и внутренние, возникающие в самой системе), а также совершаемые при переходах действия.

В таблице 17.2 приведен перечень пакетов, поддерживающих DFD, и основные составляющие функциональных моделей.

Таблица 17.2

Средства информационного моделирования

Для целей информационного моделирования на сегодняшний день не существует альтернативы диаграммам "сущность-связь" ERD. Практически все из приведенных в таблице 17.1 пакетов поддерживают ту или иную нотацию ERD. При этом разработка информационной модели в рассматриваемых средах включает в себя не только проектирование логической модели, но и преобразование ее в физическую модель с последующей генерацией схемы БД с учетом специфики конкретной СУБД.

ОБЗОР РОССИЙСКОГО РЫНКА CASE-СРЕДСТВ

17.1. Краткое описание основных возможностей пакетов Продукты фирмы CA (BPWin, ERWin)

Пакет BPWin основан на методологии IDEF0 и предназначен для функционального моделирования и анализа деятельности предприятия. Модель в BPWin представляет собой совокупность SADT-диаграмм, каждая из которых описывает отдельный процесс в виде разбиения его на шаги и подпроцессы. С помощью соединяющих дуг описываются объекты, данные и ресурсы, необходимые для выполнения функций. Имеется возможность для любого процесса указать стоимость, время и частоту его выполнения. Эти характеристики в дальнейшем могут быть просуммированы с целью вычисления общей стоимости затрат - таким образом выявляются узкие места технологических цепочек, определяются затратные центры. BPWin может импортировать фрагменты информационной модели из описываемого ниже средства проектирования баз данных ERWin (при этом сущности и атрибуты информационной модели ставятся в соответствие дугам SADT-диаграммы). Генерация отчетов по модели может осуществляться в формате MS Word и MS Excel. Требования к ресурсам:

процессор - Intel 386 и выше

память - 8 Mb RAM

операционная система - MS Windows 3.1 или Windows 95.

Семейство продуктов ERWin предназначено для моделирования и создания баз данных произвольной сложности на основе диаграмм “сущность-связь”. В настоящее время ERWin является наиболее популярным пакетом моделирования данных благодаря поддержке широкого спектра СУБД самых различных классов: SQL-серверов (Oracle, Informix, Sybase SQL Server, MS SQL Server, Progress, DB2, SQLBase, Ingress, Rdb и др.) и “настольных” СУБД типа XBase (Clipper, dBASE, FoxPro, MS Access, Paradox и др.).

Информационная модель представляется в виде диаграмм “сущность-связь”, отражающих основные объекты предметной области и связи между ними. Дополнительно определяются атрибуты сущностей, характеристики связей, индексы и бизнес-правила, описывающие ограничения и закономерности предметной области. После создания ER-диаграммы пакет автоматически генерирует SQL-код для создания таблиц, индексов и других объектов базы данных. По заданным бизнес-правилам формируются стандартные триггеры БД для поддержки целостности данных, для сложных бизнес-правил можно создавать собственные триггеры, используя библиотеку шаблонов.

Пакет может осуществлять реинжиниринг существующих БД: по SQL-текстам автоматически генерируются ER-диаграммы. Таким образом, пакет полностью поддерживает технологию FRE (forward and reverse engineering), последовательность этапов которой приведена ниже:

импорт с сервера существующей БД

автоматическая генерация модели БД

модификация модели

автоматическая генерация новой схемы и построение физической БД на том же самом или любом другом сервере.

Для разработки клиентской части приложения имеются специальные версии пакета, обеспечивающие интеграцию с такими инструментами как SQLWindows, PowerBuilder, Visual Basic, Delphi. Предлагаются и усеченные версии продукта:

ERWin/SQL, обеспечивающая лишь прямое проектирование для любых СУБД

ERWin/Desktop, поддерживающая технологию FRE только для“настольных” СУБД.

Требования к ресурсам, необходимым для функционирования пакета, совпадают с приведенными выше соответствующими требованиями для пакета BPWin.

Для коллективной разработки модели БД предназначен специальный продукт ModelMart, позволяющий контролировать версии модели, гибко распределять права доступа между членами группы, строить библиотеки моделей, осуществлять объединение моделей и т.п. Продукт построен в архитектуре “клиент-сервер”, репозитарий использует одну из трех СУБД - Oracle, Sybase, MS SQL Server и требует 32 Mb RAM и 50 Mb HDD. ERWin-клиент для своего функционирования требует процессор Intel 486 или Pentium, 16 Mb RAM и 10 Mb HDD.

Пакет CASE/4/0 (microTOOL GmbH)

Пакет CASE/4/0 включает в себя структурные средства системного анализа, проектирования и программирования и обеспечивает поддержку всего жизненного цикла разработки вплоть до сопровождения, основанную на сетевом репозитарии, контролирующем целостность проекта и поддерживающем согласованную работу всех участников проекта (системных аналитиков, проектировщиков, программистов).

Анализ базируется на классической структурной методологии Уорда-Меллора, являющейся расширением подхода Йодана/Де Марко с целью его ориентации на разработку систем реального времени, проектирование основано на подходе Джексона. Для целей анализа и проектирования используются следующие типы диаграмм:

древовидные диаграммы функциональной декомпозиции

диаграммы потоков данных

диаграммы переходов состояний

диаграммы “сущность-связь”

структурные карты Джексона.

Помимо графических редакторов перечисленных диаграмм и репозитария, основными компонентами пакета являются:

дизайнер диалогов для моделирования интерфейса пользователя

средства разработки на Cobol, C/C++, Visual Basic

синтаксически-ориентированные редакторы кодов

средства генерации документов.

Пакет состоит из двух компонентов: клиентской части, устанавливаемой на рабочих местах разработчиков (MS Windows 3.11, Windows-NT, Windows 95), и интегрированного сетевого репозитария, устанавливаемого на сервере (Novell, MS Windows, HP Unix, Sinix, IBM OS/2, IBM AIX).

Пакет Design/IDEF (Meta Software)

CASE-пакет Design/IDEF автоматизирует все этапы проектирования сложных систем различного назначения: формулировку требований и целей проектирования, разработку спецификаций, определение компонентов и взаимодействий между ними, документирование проекта, проверку его полноты и непротиворечивости. Наиболее успешно пакет применяется для описания и анализа деятельности предприятия; он позволяет оценить такую структуру, как единый организм, сочетающий управленческие, производственные и информационные процессы. В основе пакета лежит методология структурного проектирования и анализа сложных систем IDEF0/SADT. Design/IDEF строит иерархические модели сложных систем посредством декомпозиции ее компонентов, поддерживает коллективную разработку IDEF-модели, позволяя в любой момент объединять различные подмодели в единую модель системы, создает словарь данных для хранения всей информации о функциях и структурах данных проекта; формирует 5 типов отчетов, поддерживающих процесс разработки и анализа моделей.

Кроме IDEF0, пакетом поддерживаются методологии моделирования данных IDEF1, IDEF1X (основанные на диаграммах "сущность-связь"), а также методология моделирования динамики систем IDEF/CPN, основанная на "цветных" или "раскрашенных" сетях Петри. Последнюю методологию реализует система динамического моделирования Design/CPN. Фактически Design/IDEF и Design/CPN являются комонентами интегрированной методологии разработки систем: диаграммы, постоенные Design/IDEF, автоматически импортируются в Disign/CPN и дорабатываются вручную для динамического моделирования и фактической оценки. Design/CPN позволяет “отлаживать” модель с целью оценки ее динамики: такая оценка позволяет эффективно распределять ресурсы и оптимизировать систему, а также верифицировать ее поведение в различных режимах.

Пакеты Design/IDEF и Design/CPN базируются на открытой архитектуре Design/OA (инструментальной среде для создания CASE-средств), позволяющей дополнять их модулями, ориентированными на конкретную задачу пользователя, включая генерацию кода на произвольном целевом языке.

Design/IDEF реализован на платформах MS Windows, Macintosh Plus и выше, Sun Solaris (X Window System), HP9000 модели 700 и 800 (X Window System). Для функционирования Design/CPN требуется: Sun (SPARC), HP9000 модели 700 и 800, X Window System (X11R5), 24 Mb RAM, 32 Mb HDD.

Design/IDEF также интегрирован с пакетом динамического анализа сложных систем WorkFlow Analyzer и пакетом функционально- стоимостного анализа EasyABC.

Пакет Designer/2000 (Oracle)

Designer/2000 - инструмент, работающий в среде MS Windows и развивающий подход фирмы Oracle к созданию и сопровождению сложных информационных систем. В основе подхода лежит собственная методология фирмы CASE*Method, базирующаяся на структурном анализе и проектировании системы, четком разбиении ее жизненного цикла на этапы, автоматизации перехода между этапами.

Центральной частью пакета является репозитарий, содержащий спецификации проекта на всех его этапах и обеспечивающий согласованную работу всех его участников. Для доступа к репозитарию и управления им используется специальное средство (навигатор по объектам репозитария), позволяющее просматривать и модифицировать объекты, хранящиеся в репозитарии, а также осуществлять административные функции: удаление, управление доступом, экспорт/импорт и т.п.

Первым этапом методологии является моделирование и анализ процессов, т.е. построение моделей деятельности предприятия, выявление их недостатков и возможных источников усовершенствования. Поддерживающие средства позволяют строить наглядные представления процессов и их взаимосвязей, а также анализировать их с использованием средств мультимедиа.

Второй этап (системное моделирование) предполагает разработку детальных концептуальных моделей предметной области и фактически является этапом выявления, анализа и формализации требований к будущей системе. Для описания используются диаграммы “сущность-связь”, диаграммы иерархии функций и диаграммы потоков данных.

Третий этап (системное проектирование) на основании концептуальных моделей вырабатывает технические спецификации будущей системы, при этом первоначальный вариант спецификаций может быть получен автоматически. На этом этапе применяются диаграммы схем БД (расширения ER-диаграмм), диаграммы взаимодействий модулей (аналог структурных карт Джексона) и схемы модулей, описывающие структуру модулей с позиций используемых в них данных.

Наконец, на четвертом этапе (генерация приложений) создаются программы, отвечающие требованиям проектных спецификаций. Так генератор серверной части по спецификации БД автоматически генерирует SQL-тексты, а генераторы приложений строят экранные формы и отчеты. При необходимости сгенерированные тексты могут быть доработаны с помощью дополнительного пакета Developer/2000.

Имеется облегченная версия пакета (Database Designer), основанная на диаграммах “сущность-связь” и предназначенная для создания информационных моделей.

Пакет EasyCASE (Evergreen CASE Tools)

Пакет предназначен для моделирования как информационных систем, так и систем реального времени, им поддерживаются традиционные модели:

диаграммы потоков данных

диаграммы “сущность-связь”

диаграммы переходов состояний

структурные карты в нотации Константайна.

Отличительной чертой пакета является возможность настройки на различные нотации диаграмм потоков данных, используемые в методологиях Гейна-Сарсона, Йодана/ДеМарко, Уорда-Меллора, SSADM и др. Другой особенностью пакета является его взаимодействие с СУБД не напрямую, а через ODBC-интерфейс с использованием внешних файлов для описания специфики конкретной СУБД.

Пакет обеспечивает генерацию схем БД для Oracle, Informix, Sybase, Progress, SQLBase, Ingress, а также MS Access, Paradox и др. и поддерживает технологию FRE. Имеется интерфейс с системой Delphi.

Пакет VantageTeam Builer (CAYENNE)

Пакет предназначен для проектирования как информационных систем, так и систем реального времени. Им реализуется методология Йодана и поддерживаются следующие типы диаграмм:

диаграммы потоков данных в нотации Йодана

диаграммы переходов состояний

диаграммы “сущность-связь” в нотации Чена

структурные карты Константайна.

Важный методологический момент заключается в возможности как нисходящего, так и восходящего построения иерархии диаграмм. Рекомендуется использовать пакет на рабочих местах аналитика, системного архитектора, проектировщика и программиста - такая совокупность рабочих мест содержит полный набор инструментов поддержки жизненного цикла разрабатываемой системы. При переходе с одного рабочего места на другое осуществляется верификация модели на полноту и состоятельность.

В отличие от других пакетов, генерирующих лишь схему базы данных, кодогенерация в VantageTeam Builer включает:

генерацию SQL-текстов на основе диаграмм “сущность-связь”

генерацию экранных форм на основе диаграмм последовательности и содержания экранных форм

генерацию текстов модулей на 4GL на основе структурных карт и предопределенных модулей.

Внимания заслуживают и возможности настройки пакета, включающие:

настройку графических редакторов для расширения нотации

создание собственного интерфейса (модификация окон, расширение меню)

введение дополнительных атрибутов любого объекта модели

создание собственных шаблонов кодогенерации.

Пакет работает на всех основных UNIX-платформах и OpenVMS. В качестве рабочего места пользователя помимо UNIX-рабочей станции может использоваться X-терминал или ПК с программой X-эмуляции. Для работы пакета необходимы средства разработки приложений (Informix 4GL, Ingress, Uniface, C) и СУБД для репозитария (Informix, Ingress, Oracle, Sybase), все вместе требует 100-200Mb HDD в зависимости от платформы и СУБД и не менее 24 Mb RAM.

Пакет ProKit*WORKBENCH

(McDonnell Douglas Information Systems )

Средства автоматизации проектирования информационных систем фирмы McDonnell Douglas Information Systems базируются на методологии проектирования информационных систем STRADIS. Она определяет порядок создания информационной системы, требования к необходимым ресурсам и распределению работ между разработчиками на этапах ЖЦ системы, требования к составу и содержанию разрабатываемых на промежуточных этапах проектных материалов, методику выполнения проектных работ, программирования, проверки и управления разработкой. В STRADIS определены следующие стадии ЖЦ информационной системы: стратегическое планирование, анализ, проектирование, разработка, сопровождение. Первые три стадии поддерживаются CASE-пакетом ProKit*WORKBENCH, последующие стадии - технологической средой программирования на языке четвертого поколения PRO-IV.

ProKit*WORKBENCH обеспечивает:

функциональное моделирование с использованием диаграмм потоков данных в нотации Гейна-Сарсона;

информационное моделирование с использованием диаграмм “сущность-связь”, при этом сущности модели синхронизируются с накопителями данных соответствующих DFD;

функциональное прототипирование будущей системы на основании средств описания экранов и выходных документов, режимов работы и сценариев диалога;

проектирование модулей, основанное на технике структурных карт Константайна;

интегрированное хранение всей проектной информации в репозитарии;

экспорт/импорт фрагментов проекта;

формирование отчетов по проекту;

передачу результатов анализа и проектирования в среду PRO-IV для последующей разработки.

Несомненным достоинством пакета является возможность одновременной поддержки различных версий проекта (до 8 версий). Пакет функционирует в MS Windows 3.1, Windows NT, Windows 95 (существует версия для MS DOS), требует 16 Mb RAM и 30 Mb HDD.

Пакет S-Designor (Sybase/Powersoft)

Пакет S-Designor предназначен для проектирования баз данных и по своим функциональным возможностям близок к пакету ERWin. Основное отличие заключается в том, что ERWin взаимодействует с поддерживаемыми СУБД напрямую, а в S-Designor работа с СУБД ведется через ODBC-интерфейс с использованием внешних файлов для описания специфики конкретной СУБД.

Пакетом поддерживаются традиционные диаграммы “сущность-связь” и реализуется стандартная двухуровневая методология информационного моделирования, включающая поэтапное создание концептуальной (логической) и физической моделей данных. На основе физической модели генерируются SQL-тексты для широкого набора СУБД, включая Oracle, Informix, Sybase SQL Server, MS SQL Server, Progress, DB2, SQLBase, Rdb, MS Access, Paradox. В качестве средств разработки клиентской части поддерживаются PowerBuilder, TeamWindows, Progress, Uniface. Требования к ресурсам:

процессор - Intel 386 и выше

память - 8 Mb RAM, 7 Mb HDD

операционная система - MS Windows 3.1, Windows NT, Windows 95.

Пакет SILVERRUN (Computer Systems Advisers)

В основе пакета лежит собственная методология DATARUN, предназначенная для создания информационных систем и регламентирующая все этапы жизненного цикла от стадии первоначальной экономической оценки затрат на проект до получения реального приложения. Основными этапами методологии являются следующие:

построение бизнес-модели предметной области

построение архитектуры информационной системы

проектирование

создание подсистем

интеграция подсистем.

Пакет обеспечивает гибкую настройку на различные нотации диаграммных техник (Йодан, Гейн-Сарсон, Уорд-Меллор и др.), более того, имеется возможность вводить собственные нотации пользователя.

В состав входят три основные подсистемы: модуль построения диаграмм потоков данных BPM, модуль построения концептуальных информационных моделей (диаграмм “сущность-связь”) ERX и модуль построения реляционных моделей (также диаграмм “сущность-связь”) RDM. Каждый из перечисленных модулей является самостоятельным продуктом и поставляется отдельно. Для интеграции модулей в единое целое служит менеджер репозитария WRM.

Полезной особенностью модуля ERX является встроенная экспертная система, помогающая построить концептуальную модель в виде, допускающем реализацию в реляционной СУБД (используя ответы на содержательные вопросы о взаимосвязи данных).

Генерация схемы базы данных осуществляется в модуле RDM (для 16 СУБД), однако для полного использования специфики каждой конкретной СУБД применяются отдельно поставляемые мосты, поддерживающие технологию FRE. Пакет имеет мосты к следующим СУБД: Oracle, Informix, Sybase SQL Server, MS SQL Server, Progress, DB2, SQLBase, Ingress. Для обмена данными с языками разработки приложений также используются мосты: PowerBuilder, Progress, SQLWindows, Uniface.

Для функционирования пакета требуется:

память - 16 Mb RAM, 20 Mb HDD

операционная система - MS Windows 3.1, Windows NT, Windows 95.

Также пакет работает на платформах OS/2, Macintosh, Sun Solaris.

Пакет Visible Analyst Workbench (Visible Systems)

Visible Analyst Workbench представляет собой сетевое многопользовательское средство проектирования информационных систем, базирующееся на репозитарии, хранимом на сервере SQLBase, Oracle или Informix. Пакет основан на методологии Мартина и поддерживает следующие диаграммные техники:

диаграммы функциональной декомпозиции

диаграммы потоков данных в нотациях Йодана и Гейна-Сарсона

диаграммы “сущность-связь”

структурные карты в нотации Константайна.

Пакет обеспечивает генерацию схем БД для вышеперечисленных СУБД и поддерживает технологию FRE. Имеется возможность экспорта проектов в системы SQLWindows, PowerBuilder и Uniface.

К достоинствам пакета может быть отнесено наличие развитых средств верификации проекта, и прежде всего возможностей вертикального и горизонтального балансирования диаграмм. Так функциональная и информационная модели сильно коррелированы, что позволяет избавиться от лишних объектов моделей.

17.2. Номенклатура пакетов и виды проектной деятельности

В настоящее время CASE-системы прочно вошли в практику программной индустрии. При этом они используются не только (и не столько) как комплексные технологические конвейеры для производства программных систем, но и как мощный инструмент решения исследовательских и проектных задач, связанных с начальными этапами разработки, таких, как анализ предметной области, разработка проектных спецификаций, выпуск проектной документации, планирование и контроль разработок, моделирование деловых приложений с целью решения задач оперативного и стратегического планирования и управления ресурсами и т.п. К настоящему моменту наиболее интенсивное развитие получили два главных направления применения CASE-средств:

BPR (business process reengineering) - перепроектирование бизнес-процессов. Под перепроектированием понимается “фундаментальное переосмысление и радикальное перепланирование критических бизнес-процессов, имеющее целью резко улучшить их выполнение по отношению к затратам, качеству обслуживания и скорости”. При этом бизнес-процесс представляет собой некоторую деятельность, получающую входные данные одного или нескольких типов и выдающую результат, имеющий ценность для клиента. Например, процесс выполнения заказа на входе получает заказ и выдает в качестве результата заказанные товары. Другими словами, доставка заказанных товаров клиенту и есть та ценность, которую создает процесс.

системный анализ и проектирование, включающий функциональное, информационное и событийное моделирование как вновь создаваемой, так и существующей системы.

Необходимо отметить, что такое разбиение является весьма условным, поскольку при анализе предприятия и разработке проекта его автоматизации используются элементы BPR (более того, теоретически BPR должно быть первым этапом разработки), в то же время необходимым этапом перепроектирования является по крайней мере создание функциональной модели бизнес-процесса.

В таблице 17.1 приведен перечень доступных на российским рынке CASE-средств и поддерживаемые ими виды проектной деятельности.

Таблица 17.1

Средства BPR

Для моделирования бизнес-процессов обычно используется методология SADT (точнее ее подмножество IDEF0), поддерживаемая пакетами BPWin и Design/IDEF. Однако статическая SADT-модель не обеспечивает полного решения задач перепроектирования, необходимо иметь возможность исследования динамических характеристик бизнес-процессов. Одним из решений является использование системы динамического моделирования Design/CPN, основанной на цветных (раскрашенных) сетях Петри. Фактически Design/IDEF и Design/CPN являются компонентами интегрированной методологии перепроектирования: статические SADT-диаграммы автоматически преобразуются в прообраз динамической модели, которая дорабатывается вручную и затем исполняется в различных режимах с целью получения соответствующих оценок.

Другой возможный подход реализуется пакетом Designer/2000: моделирование бизнес-процессов является первым этапом разработки системы, а соответствующая модель является основой для разработки концептуальных моделей и проектирования системы. Нотация для моделирования бизнес-процессов включает следующие элементы: базовый процесс, шаг процесса, хранилище, поток, событие и организационная единица. Для каждого элемента можно задать разнообразные количественные параметры (временные затраты, ресурсы и т.п.), а затем с помощью специальной процедуры анимации проследить поведение модели в динамике с учетом введенных параметров. Использование средств мультимедиа, включая визуализацию, видеоизображение, звуковое сопровождение и т.п. позволяет существенно повысить выразительность построенной бизнес-модели.

Следует отметить, что не существует принципиальных ограничений в использовании в качестве средства построения статических моделей бизнес-процессов и традиционных DFD - диаграмм потоков данных. Более того, в настоящий момент за рубежом доступен ряд продуктов динамического моделирования (INCOME Mobile, CPN-AMI и др.), базирующихся на сетях Петри различного вида и интегрируемых с DFD-моделью, которые позволяют успешно решать задачи перепроектирования.

Средства функционального моделирования

Для решения задачи функционального моделирования на базе структурного анализа традиционно применяются два типа моделей: SADT-диаграммы и диаграммы потоков данных. В случае наличия в моделируемой системе программной/программируемой части (т.е. практически всегда) предпочтение, как правило, отдается DFD по следующим соображениям:

DFD с самого начала создавались как средство проектирования программных систем (тогда как SADT - как средство проектирования систем вообще) и имеют более богатый набор элементов, адекватно отражающих их специфику (например, хранилища данных являются прообразами файлов или баз данных).

Наличие миниспецификаций DFD-процессов нижнего уровня позволяет преодолеть логическую незавершенность SADT (а именно, обрыв модели на некотором достаточно низком уровне, когда дальнейшая ее детализация становится бессмысленной) и построить полную функциональную спецификацию разрабатываемой системы.

Существуют (и поддерживаются рядом CASE-пакетов) алгоритмы автоматического преобразования иерархии DFD в структурные карты, демонстрирующие межмодульные и внутримодульные связи, а также иерархию модулей, что в совокупности с миниспецификациями является завершенным заданием для программиста.

Наконец, в части автоматизированной поддержки моделей приблизительно 85-90% существующих CASE-пакетов поддерживают DFD и лишь 2-3% - SADT.

Средства событийного моделирования

Традиционный подход к моделированию аспектов поведения системы основывается на расширении диаграмм потоков данных за счет введения управляющих потоков (сигналов) и управляющих процессов, фактически являющихся интерфейсом между DFD и спецификациями управления, собственно моделирующими поведение. Наиболее часто спецификации управления формализуются с помощью диаграмм переходов состояний STD, позволяющих задавать состояния различных объектов системы (например, лицевой счет может иметь состояния ОТКРЫТ, ЗАКРЫТ, ЗАБЛОКИРОВАН и т.п.), условия переходов из одного состояния в другое (как внешние по отношению к системе, так и внутренние, возникающие в самой системе), а также совершаемые при переходах действия.

В таблице 17.2 приведен перечень пакетов, поддерживающих DFD, и основные составляющие функциональных моделей.

Таблица 17.2

Средства информационного моделирования

Для целей информационного моделирования на сегодняшний день не существует альтернативы диаграммам "сущность-связь" ERD. Практически все из приведенных в таблице 17.1 пакетов поддерживают ту или иную нотацию ERD. При этом разработка информационной модели в рассматриваемых средах включает в себя не только проектирование логической модели, но и преобразование ее в физическую модель с последующей генерацией схемы БД с учетом специфики конкретной СУБД.