Файл: Анализ и оценка средств реализации объектно-ориентированного подхода к проектированию экономической информационной системы (Суть анализа и проектирования в ООП).pdf

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Создание ИС – это логически сложная, трудоемкая и длительная работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Но нередко создание таких систем выполняется на интуитивном уровне с применением неформализованных методов, основанных на искусстве, практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных проверках качества функционирования системы. Эксплуатационные расходы, возникающие после сдачи таких систем, могут существенно превышать расходы на их создание. Исследования показывают, что на обнаружение ошибок, допущенных на стадии проектирования, расходуется примерно в два раза больше времени, чем на исправление ошибок, допущенных на последующих фазах. При этом исправление ошибки на стадии проектирования стоит в 2 раза, на стадии тестирования – в 10 раз, а на стадии эксплуатации системы – в 100 раз дороже, чем на стадии анализа. Кроме того, ошибки анализа и проектирования обнаруживаются часто самими пользователями, что вызывает их недовольство и осложняет сопровождение ИС.

Ещё совсем недавно, никто и подумать не мог, что наступит то время, когда компьютер будет решать столько задач, что станет важной частью жизни человека, и будет приносить пользу в огромных количествах. Но сам по себе компьютер ничто. Для того что бы он был полезен, нужно поставить перед ним задачу, и что немаловажно сделать это нужно правильно. В этом нам помогают различные способы по проектированию программного обеспечения (ПО).

В начале 70-х гг. 20 века был отмечен кризис программирования (software crisis). Выражалось тем, что масштабные проекты стали выполнятся с существенными задержками или с перерасходом средств на разработку. При этом достаточно большое количество программ не обладали требуемыми функциональными возможностями, в следствие чего их качество не устраивало потребителей.

Это стимулировало проведение ведущими зарубежными аналитиками множества аналитических исследований, но результаты их были не слишком обнадеживающие. В заданный срок на тот момент были завершены только 16% проектов. Из остальных проектов примерно 53% сданы заказчику с существенным опозданием или разработчике превысили запланированные расходы. Чаще всего причинами неудач являлись нечеткая или неполная формулировка требований к ПО, неудовлетворительное планирование, недостаточное вовлечение пользователей в работу над проектом и т.п. Исходя из этого потребовался существенно новый подход к проектированию ПО.

Этим подходом стал объектно–ориентированный, который в короткие сроки завоевал огромную популярность. Объектно-ориентрованный подход полностью устраняет те недостатки, с которыми ранее столкнулись разработчики ПО.

Вот почему, целью курсовой работы является раскрытие современных методов и средств проектирования, в частности в объектно-ориентированном подходе к проектированию ПО.

1. СТРУКТУРА ОБЪЕКТНО ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА

1.1. Подходы к анализу и проектированию информационных систем

В настоящее время известны две парадигмы проектирования, использующие два различных подхода к описанию систем:

• структурная (процессно-ориентированная), основанная на каскадной (водопадной) модели жизненного цикла ИС (рисунок 1);

Рисунок 1. Каскадная модель жизненного цикла ИС

• объектно-ориентированная, основанная на итеративной модели ЖЦ ИС (рисунок 2).

Рисунок 2. Итеративная модель жизненного цикла ИС

Структурный анализ (Structured Analysis, SA) и структурное проектирование (Structured Design, SD) – результат появившегося в 1970-х структурного программирования, развивался из классического системного анализа. Методологии структурного анализа используют каскадную (водопадную) модель ЖЦ ИС; самые известные и используемые методологии структурно анализа – SADDT, SSADM. Методы структурного анализа дорабатывались и используются уже на протяжении многих лет.

Сравнительно позже появились и стали невероятно популярны объектно- ориентированные языки. По мере нарастания их популярности была разработана методология помощи программисту в разработке приложений с использованием объектно-ориентированных языков. Эта методология стала известна как объектно-ориентированный анализ и проектирование (оbject-oriented analysis and design, OOAD).

OOAD – это подход к инженерии ПО, моделирующий систему как группу взаимодействующих объектов. Объектно-ориентированный анализ (Objectoriented analysis, OOA) использует методы объектного моделирования для анализа функциональных требований к системе.

Проблематика выбора. Появление новых и все более сложных объектно-ориентированных языков должно было, как представлялось, увеличить потребность в использовании объектного подхода для разработки бизнес приложений. Но так ли это на самом деле, дает ли популярность объектно- ориентированного программирования гарантию преимущества нового объектного подхода к проектированию перед традиционной структурной методологией, остается вопросом. Ниже перечислены преимущества и недостатки структурной и объектно-ориентированных методологий.

Основные преимущества структурных методологий:

• основаны на классическом системном анализе и процессно- ориентированы, подходят для описания любых (не только информационных) систем, идеальны для исследования предметной области, реинжиниринга бизнес процессов;

• понятное и относительно простое визуальное представление системы, легко понимаемое как пользователями, так и разработчиками;

• акцент на командной работе;

• четко определенные этапы, что облегчает управление проектом и позволяет разрабатывать системы лучшего качества;

• допускают использование средств проверки требований;

• SSAD и IDEF0 – классические, широко известные методологии в области проектирования ИС, существующие на протяжении длительного времени и достаточно «зрелые»;

Недостатки структурных методологий:

• поскольку процессно-ориентированы, то соответственно, игнорируют нефункциональные требования: не идеальные решения при использовании объектно-ориентированных языков программирования, т.к. изначально создавались для структурных языков;

• поскольку SSAD и SSADM неитеративны, то изменение требований может привести к перезапуску всего процесса разработки;

• возможны трудности при определении глубины декомпозиции – момента, когда нужно остановиться и переходить к реализации модели;

Преимущества объектно-ориентированных методологий:

• упрощение и ускорение программной реализации системы по сравнению со структурными методологиями;

• повторное использование кода в других проектах, благодаря независимости объектов и инкапсуляции, что сокращает стоимость проектирования, программирования и проверки; повторное использование кода может способствовать улучшению качества последующих проектов («Если 90% нового приложения содержит проверенные компоненты, то только 10% кода должна быть проверена с нуля» (Vivek Shah);

• отсутствие разделения между фазами анализа и разработки обеспечивает взаимодействие с пользователями до самого конца проекта;

• аналитики и программисты не связаны ограничениями внедрения системы, поэтому могут формулировать проекты, которые будут соответствовать различным средам исполнения;

• программное обеспечение устойчиво к изменениям, что обеспечивает более высокий уровень уверенности в его корректности, способствуя снижению рисков при разработке сложных систем;

• те преимущества, которые представляет объектно-ориентированное программирование по сравнению со структурным: при разработке объектов со сложным взаимодействием, аналитик думает на ином уровне детализации, чем это возможно в структурном коде, т.е. об атрибутах объекта; стандартизация объектов увеличивает степень понимания проекта.

Недостатки объектно-ориентированных методологий:

• изначальная модель слишком упрощена для того, чтобы быть адекватной;

• чрезмерная фокусировка на коде;

• не так много внимания уделяется командной работе, как в структурных методологиях;

• определение всех необходимых для системы классов и объектов – это не такая, на самом деле, простая задача;

• попытка сочетания объектного программирования с анализом различных функций системы; однако, эти функциональные методы совершенно не соответствуют OOAD;

• преувеличение значимости и универсальности объектной методологии, когда, фактически, другой подход мог бы подойти лучше для анализа и разработки системы в зависимости от конкретных обстоятельств;

• требует новый вид управления проектами, который включает различные типы анализа, отличные от традиционного функционального подхода декомпозиции. Следовательно, для команд разработчиков проекта, которые имеют долгую историю использования методологий SSAD и SSADM, переход к методологии OOAD является чрезвычайно сложным, длительным и трудоемким (Hantos, 2005);

• другой недостаток – это сама концепция повторного использования, которая заявляется как крупное преимущество и причина для перехода на OOAD. Однако, без явной процедуры повторного использования многие из систем, разработанных с помощью данной методологии, не ведут к успешному повторному использованию в больших масштабах (Hantos, 2005);

• функциональное описание системы в UML основано на сценариях использования, которые подходят для документирования требований, не основанных на взаимодействии с системой (таких как алгоритм или математические требования) или нефункциональных требований (такие как платформа, производительность, синхронизация, безопасность); следование шаблонам не гарантирует качества сценариев, качество зависит только от навыков создателя сценария;

• объектный подход к моделированию данных при том, что большинство ИС используют реляционные модели; В конце концов, ИС чаще разрабатываются через комбинацию объектно-ориентированных языков программирования и реляционных баз данных, а не полностью объектные базы данных и языки.

В одной из опубликованных в 2001 году работ (Sircar, Nerur, and Mahapatra) было сделано интересное замечание: «недавний опрос ИТ менеджеров показал, что 39% организаций приняли OO технологии в той или иной форме. Тем не менее, ОО методологии проектирования используются только в 5% ИТ проектов»

Заключение. При разработке конкретного приложения первая задача – решить, какая методология наиболее подходит для этой разработки. Иногда, возможно, придется адаптировать различные методологи. Существует мнение, что для решения простых задач лучше подходят структурные методы, в то время как объектно-ориентированные методы уместнее для более высоких уровней абстракции. В ситуациях, где вероятность изменения данных выше, чем изменение функциональности, объектные методы также будут более подходящими.

1.2. Сущность объектно-ориентированного подхода

Термин «объект» или эквивалентные ему понятия появились практически независимо в различных областях, связанных с компьютерами, в процессе разработки:

• архитектуры компьютеров (Burroughs 5000, Plessey 250, IBM System/38, Intel 432);
• объектно-ориентированных операционных систем (Plessey/System 250, Secure UNIX, StarOS, iMax);
• объектно-ориентированных языков программирования (Simula, Smalltalk, Modula);
• теории баз данных (модели «сущность-связь»);
• систем искусственного интеллекта (фреймы).

В процесс создания программ термин «объект» впервые был введен в языке Simula 67 при определении сущностей предметной области.

Объект – это абстракция реальной сущности с четко выраженными концептуальными границами, индивидуальностью, состоянием и поведением.

Абстракция (лат. abstractio – отвлечение) – форма познания, основанная на мысленном выделении существенных свойств и связей предмета и отвлечении от других, частных его свойств и связей. При этом «существенное» и «частное» должны рассматриваться с точки зрения решаемой задачи (предметной области). В объектно-ориентированном подходе абстракция – это модель сущности, описывающая ее свойства и поведение.