CC BY
15Инструментальное средство проектирования корпоративных информационных интернет-систем
Зыков С.В. (szykov@itera.ru) ООО «Нефтегазовая компания «ИТЕРА»
Введение
Растущее многообразие подходов к проектированию разнородных программных систем и комплексов в Интернет-среде требует унификации методологии их построения. Важным элементом такой методологии [4] является семантически-ориентированное инструментальное средство ConceptModeller, описание которого и составляет цель настоящей работы.
Инструментальное средство автоматизированного проектирования концептуальной модели предметной области (ПрО) ConceptModeller относится к числу новых программных компонент, разработанных в ходе построения интегрированной методологии создания корпоративных порталов, и в значительной мере обеспечивает ее неразрывность. ПО ConceptModeller разработано под руководством автора в МИФИ и предназначено для автоматизированной трансляции модели ПрО в виде объектов (мета)данных в UML-спецификацию с последующим преобразованием к схемам целевых баз (мета)данных и информационно-программных комплексов.
Основными особенностями программного средства ConceptModeller являются:
• адекватность разработанной математической модели ПрО;
• ориентированность на ПрО (пользователь оперирует терминами привычных объектов и связей на естественном языке);
• наглядность (применяются средства визуального проектирования);
• поддержка современных стандартов проектирования информационно-программных систем и комплексов (UML, BPR);
• интерфейсы с официально признанными и индустриально апробированными инструментальными средствами автоматизированного проектирования прикладных программных систем и комплексов (IBM Rational, Microsoft Visual Studio и др.);
• двунаправленный характер проектирования ИС.
В силу перечисленных преимуществ инструментальное средство ConceptModeller ориентировано на широкий круг специалистов в предметной области и позволяет строить модель фактически в привычных терминах естественного языка (в приводимых ниже примерах - английского).
Кроме того, на произвольном этапе проектирования программного комплекса (моделирование ПрО, использование традиционных CASE- и RAD-средств, тестирование, сопровождение, адаптация) существует возможность автоматизированной трансляции схемы ИС и баз (мета)данных в концептуальную схему создаваемого ПО. В результате указанной трансформации появляется возможность доказательства корректности работы ПО чисто математическими или программными средствами с произвольным уровнем детализации.
Понятийный аппарат теории семантических сетей и техники их визуализации посредством фреймов изложен в работе [2] и развит в ряде более поздних работ [3-5].
Особенности методологии и поддерживающих ее программных средств
Эргономичный интерфейс ConceptModeller интуитивно схож как с современными CASE-средствами, так и с прикладным ПО для редактирования графики (рис.1). При этом различные типы концептов, их конкретизаций, а также ролевых дуг представлены явно.
По существу, интерфейс пользователя инструментального средства Сопеер1Моёе11ег является первичной формой для ввода и коррекции корпоративного контента, т.е. данных и метаданных.
Рис. 1. Пример визуализации простого фрейма в интерфейсе ConceptModeller
Заметим, что приведенный интерфейс содержит средства визуализированного проектирования для таких важнейших элементов фреймов, как объектов-концептов, переменных, а также для различных типов ролевых дуг (переменных, констант, типов, характеристик и ролей событийных фреймов).
Для визуализации фреймов интерфейс скорректирован в соответствии (с точки зрения пользователей) с требованиями основных векторных графических программ (таких как Adobe PhotoShop).
Пример визуализации простого фрейма в инструментальном средстве ConceptModeller приведен на рис.1. В данном примере визуализируется фрейм события, описывающего «размещение» (publish) контент-менеджером (manager) (мета)данных в форме корпоративного контента (content) на веб-портал в форме Интернет-сайта (website). Как видно из примера, визуализация фрейма события вполне адекватна традиционному формальному математическому представлению (см. рис.2). Инструментальное средство, поддерживающее семантически ориентированное проектирование ПО, состоит из следующих событийно-ориентированных компонент:
• модуль визуализации фреймов;
• модуль трансляции фреймов в UML-код;
• модуль визуализации результирующего кода в форме UML-диаграмм.
Fi
MANAGERS 'publish' CONTENT to WEBSITES Рис. 2. Фрейм события "публикация"
Визуальное средство ConceptModeller для проектирования информационных систем (ИС) в гетерогенной среде вычислений структурно состоит из компонент для визуализации фреймов, их трансляции в UML-нотацию, а также для визуализации результирующих UML-диаграмм (рис.3).
естественный язык к s ^ с о s с с s формальный язык описания фреймов (xml) 1 J* ВИЗУАЛИЗАЦИЯ трансляция фреймов в uml-диаграммы Я И Ц Я Л о формальный язык диаграмм (xml / rational) J J ВИЗУАЛИЗАЦИЯ | формальный язык диаграмм (ibm rational / ms visio)
<
Бизнес-ситуации в терминах естественного языка Д Ч о в N Визуальное представление фреймов Функция отображения представления фреймов в UML-диаграммы h- к ✓ Визуальное представление UML-диаграмм \ N ✓ Бизнес-ситуации в терминах UML-диаграмм
IBM RATIONAL,
C#.NET C#.NET C#.NET ORACLE DEVELOPER, MS VISUAL STUDIO
Рис. 3. Схема предметно-ориентированного проектирования ПО с помощью ConceptModeller
Методология в целом и инструментальное средство Сопсер1Моёе11ег поддерживают проектирование ПО как в прямом, так и в обратном направлении.
Отметим, что большинство типов фреймов (включая фреймы событий, типичный пример которых приведен на рис.1 и 2) допускает трансформацию к ЦМЬ-диаграммам классов (см. рис.4), что унифицирует интерфейс пользователя. При этом формат хранения данных включает специализированную метаинформацию (в т.ч. кардинальности, тип фрейма и др.), которая не визуализируется в интерфейсе, но существенно используется при проектировании ИС как в прямом (от фреймов к диаграммам ЦМЪ), так и в обратном (от ЦМЪ-диаграмм к фреймам) направлении. База метаданных инструментального средства Сопсер1Моёе11ег
хранится в формате XML, что обеспечивает интеграцию как с современными индустриальными CASE-средствами, так и с ПО управления Интернет-контентом [4].
По существу, приведенный выше фрагмент интерфейса пользователя инструментального средства ConceptModeller является первичной отчетной формой. Заметим, что предусмотрена возможность генерации внутренних (системных) отчетов, содержащих, кроме приведенной информации, существенный объем метаданных с описанием расширенных параметров UML-диаграмм (семантических ролей для дуг, связывающих концепты и др.), детальное описание которой выходит за рамки рассматриваемой темы и в настоящей работе не рассматривается.
Графические элементы интерфейса инструментального средства визуального предметно-ориентированного проектирования ПО ConceptModeller созданы с применением современных программных систем для редактирования графических изображений (в частности, Adobe Photoshop), что обеспечивает интуитивную прозрачность и высокую эргономичность.
H ConceiptMndcllor fT E®
Pfc Luc View I CL=<
Рис. 4. Фрейм события "публикация", трансформированный к UML-диаграмме в ходе проектирования
При этом элементы графического интерфейса пользователя хранятся и обрабатываются в базе метаданных особого вида (обмен данными с приложениями реализован на основе унифицированной технологии ресурсов - файловых структур с описанием метаданных).
Выводы
В ходе реализации методологии предметно-ориентированного проектирования ИС было разработано визуальное CASE-средство ConceptModeller.
К архитектурно-интерфейсным преимуществам созданного решения для проектирования ПО следует, прежде всего, отнести:
• предметно-ориентированное проектирование ИС в терминах, близких к естественному языку;
• визуализацию ситуативной модели на всем протяжении проектирования ПО;
• интуитивную ясность за счет использования апробированного стандарта (визуального) проектирования ИС UML;
• интерфейсную поддержку двунаправленного проектирования ПО (реинжениринг).
Кроме того, ориентированность подхода на ПрО обеспечивает проектирование ПО фактически в естественно-языковых терминах, что улучшает эргономику и производительность труда предметных аналитиков.
Применение предложенной методологии проектирования и инструментальных средств на ее основе позволяет существенно (в среднем не менее, чем на 30%) сократить сроки и стоимость внедрения корпоративного ПО при одновременном расширении его функциональности, что подтверждается результатами внедрения в Международной группе компаний «ИТЕРА» (www.itera.ru), объединяющей около 150 компаний в более чем 20 странах и насчитывающей около 10 тыс. сотрудников [4].
Список литературы
1. Зыков С.В. Интегрированная концепция проектирования и реализации индустриальных интернет-систем. Безопасность информационных технологий, №4, М.:МИФИ, 2004, с. 20-21
2. Roussopulos N.D. A semantic network model of data bases, Toronto Univ., 1976
3. Вольфенгаген В.Э., Воскресенская О.В., Горбанев Ю.Г. Система представления знаний с использованием семантических сетей // Вопросы кибернетики, вып.55.-М:АН СССР, 1979.- с. 49-69
4. Зыков С.В. Проектирование Интернет-порталов.- М.:МФТИ, 2005, 258 с.
5. Зыков С.В. Управление персоналом с помощью интегрированных информационных систем. М., Недра коммюникейшнс, 2001, 160 с.
