Теоретико-методологические особенности проектирования программного обеспечения Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

середовище, знаходячись в постiйному оновленнi, е невичерпним джерелом i ресурсом дшльносп людини. Проте кожна людина сама вирiшуе, наскiльки далеко i глибоко варто !й просуватися в шформацшному полi.

Л1ТЕРАТУРА

1. Философский знциклопедический словарь. - М.: Советская знциклопедия, 1983. - 840 с.

2. Закон Укра!ни «Про Нацiональну програму шформатизацп». - К.: Вiдомостi Верховно! Ради Укра!ни (ВВР), 1998. - № 27-28. - 18 с.

3. Андреев А. А., Рубин Ю. Б. Проблемы педагогики в современных информационно-образовательных середах / А. А. Андреев, Ю. Б. Рубин // Образовательные технологии для новой экономики: Сб. матер. Междунар. конфер. - М., 2002. - С. 14-18.

4. Беляев Г. Ю. Педагогическая характеристика образовательной среды в различных типах образовательных учреждений / Г. Ю. Беляев. - М.: ИЦГШС, 2000. - 137 с.

5. Ефименко В. Н. Педагогические основи разработки проекта - программы информационной среды высших учебных заведений / В. Н. Ефименко: [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://vmnuz-nn.narod.ru/ito_2002413.htm

6. Захарова И. Г. Информационные технологии в образовании. - М., 2003. - 192 с.

7. Косолапов А. М. Проблеми взаимосвязи информационно- образовательной среди ВУЗа и нових информационных технологий / А. М. Косолапов [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mstu.edu.ru/publish/conf/IIntk/section4/ section4_3 .html

8. Красильникова В. А. Информатизация образования: понятийный аппарат / В. А. Красильникова // Информатика и образование. - 2003. - № 4. - С. 32-36.

9. Кулик Е. Ю. Проектирование информационной образовательной среды и личность преподавателя: [электронный ресурс]. - Режим доступа:. http://ito.edu. №7003/1/3/1-3-2289.html

10. Ожегов С. И. Словарь русского язика / Под ред. Р. О. Шведовой. - М: Рус. яз., 1984. - 797 с.

11. Сухобсхая Г. С. Гуманистическая направленность личности преподавателя как основа совершенствования его профессиинальной компетентности / Г. С. Сухобская // Профессионально-педагогическая компетентность преподавателей системи подготовки повишения квалификации и переподготовки специалистов. - СПб., 1992. - С. 34-41.

12. Тихомиров В. П., Солдаткин В. И., Лобачев С. Л. Виртуальная образовательная среда: предпосылки, принципы, организация: Монография / Владимир Павлович Тихомиров, Василий Иванович Солдаткин, Сергей Львович лобачев / Международная Академия Открытого Образования. - М.: Издательство МЭСИ, 1999. - 164 с.

УДК 004.4'2+004.94

Ф. С. 1ЛЬЯСОВА

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 ПРОЕКТУВАННЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

У cmammi розглянуто cnoci6 peani3a^ï програмного забезпечення з використанням програмного тструментарж Rational Software Architect i Microsoft Visual Studio 2010, як служать для створення архтектурних ршень, з використанням UML-дiаграм на рантх етапах розробки. Показано вплив процесу проектування на результат програмного забезпечення, яке розробляеться.

Ключовi слова: проектування, моделювання, програмне забезпечення.

Ф. С. ИЛЬЯСОВА

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

В статье рассмотрен способ реализации программного обеспечения с использованием программного инструментария Rational Software Architect и Microsoft Visual Studio 2010, которые

ЗАСТОСУВАННЯ 1НФОРМАЦ1ЙНИХ ТЕХНОЛОГ1Й В ТЕХНОЛОГ1ЧН1Й _ТА ПРОФЕСМНМ ОСВ1Т1_

служат для создания архитектурных решений, с использованием UML-диаграмм еще на ранних этапах разработки. Показано влияние процесса проектирования на результат разрабатываемой системы.

Ключевые слова: проектирование, моделирование, программное обеспечение.

F. S. ILIASOVA

THEORETICAL METHODOLOGICAL FEATURES OF THE SOFTWARE DESIGNING

In article the way of realization of the software with use of program toolkit Rational Software Architect and Microsoft Visual Studio 2010 which serve for creation of architectural decisions, with use of UML-diagrams at early development cycles is examined. Also influence of process of designing on result of developed system is examined .

Keywords: designing, modeling, software.

Роль языка моделирования для успешного проектирования является решающей. В конце 2004 г. была представлена вторая версия промышленного стандарта языка Unified Modeling Language (UML). Доминирующей характеристикой этой версии стала повышенная точность определения языка, позволяющая использовать более высокий уровень автоматизации [5, с. 115].

Для оптимального способа реализации программного обеспечения необходим мощный инструментарий. Для этого существуют программные решения Rational Application Developer, Rational Rose, Rational Asset Manager, Rational Software Architect, Rational Software Modeler, Microsoft Visual Studio 2010 и другие, которые предлагают средства анализа, моделирования и проектирования, помогают создавать приложения на основе моделей, спецификации программирования, процессы обработки данных и бизнес-процессы, а также бизнес-правила [6, c. 196-206].

Целью статьи является анализ этапов проектирования программного обеспечения с использованием программного инструментария Rational Software Architect и Microsoft Visual Studio 2010, которые служат для создания архитектурных решений, с использованием UML-диаграмм.

Программный пакет IBM Rational Software Architect - это интегрированная среда проектирования и разработки программных приложений и сервисов с использованием моделей на основе UML 2.0. Гибкие возможности управления моделями позволяют выполнять параллельную разработку и изменение архитектуры: делить на части, комбинировать, сравнивать и объединять модели и фрагменты моделей. Rational Software Architect ориентирован на разработку архитектуры программной системы [3].

Rational Software Architect поддерживает подход MDD (Model Driven Development) являющийся таким подходом, при котором главными артефактами становятся модели разрабатываемой программной системы. На их основе генерируется исходный код и другие артефакты [4].

Хороший способ понять программное обеспечение IBM Rational Software Architect -увидеть его в действии. Рассмотрим работу Rational Software Architect на примере моделирования работы аукциона, демонстрирующий анализ архитектуры приложения и принятие решения относительно внесения в неё изменений с помощью IBM Rational Software Architect (рис. 1).

Рис. 1. Главная диаграмма.

Проектирование работы аукциона - это многоуровневое приложение на языке Java, начинается с создания главной диаграммы (main diagram), которая включает такие компоненты, как Web-diagram (Веб-диаграмма), Session EJB Diagram (Логическая модель), Entity EJB Diagram (Модель компонентов), Data Diagram (Модель базы данных) и использует базу данных Cloudscape.

Чтобы посмотреть диаграмму компонентов, необходимо сделать двойной щелчок на Entity EJB Diagram и откроется схема компонентов и связей между ними (рис. 2).

—rraii-

IJiK

Щ Ше

<_ Ofplravwf* C^Vм CrmpnrrfT Гадами

JIV DSJfVi

.

ft: ЬТгтч Ыгтч

rentiTi; sang

S

EjJ.StJft« ,'f Stiiae; IntBoef = ^ statrvsme : Gang 'utunv, SSro

U..1

■ HjA^ikhn1/

+ <евЛайоп

4 грф*Ггд1тгр_1

nRiMf Ann !: КвдКга!юп ' ш-TtJ: IriLt^T

л Literal; Ъйгч

0 [LmwiJ: -riry

Л ■>; name; Ипв

v ii 1,11II471': iruij о Ui icctumn ; biro О {¿fiimi : Tin r.1.11ft Q 1 tfipprasira : Imsoef

J .1 in-v . Iiihi^r 3 rant: IKegef

71

D..1 + reflsnedii

+ fr usend 0..1 + ierfiefef

mi J Й'.Гt'

'.. 1 !■ -T11 in lie "" . .

■ usffd : ШедеР

h . Li II Jll-fLI^.dA-

3 Л.:тй1Р1"

И Hull" 3'(Jed: iitEge'

а ф rnlnrbirfiri: Klmg а Й аксцжг.: 1&ПС

■jfj-'jir QHWK Оши / AwvWim

r Qnplrnwii , -МИ1

л

■ ь Од muiutM 1Lik

Cl'il

илл

I UiAi Kcit

Lyrdniul№de _C^vcyhi

/ '-У V > Jl<v J

1НЛЧ1И.

Рис. 2. Диаграмма компонентов.

ЗАСТОСУВАННЯ ШФОРМАЩИНИХ ТЕХНОЛОГШ В ТЕХНОЛОГ1ЧН1И

_ТА ПРОФЕСМШИ ОСВ1Т1_

Веб-диаграмма помогает архитектору и разработчику улучшить понимание и функционирование Веб-приложения. Для улучшения или изменения диаграммы используется палитра, которая находится в правом углу окна (рис. 3).

Рис. 3. Веб-диаграмма.

В окне навигации отображаются страницы Веб-приложения. Чтобы добавить новую страницу, необходимо выбрать в окне палитры New page (рис. 4).

It tA i.b.^jfc Setfdi Р-0У*' hii Wtob* n-o

i? F?1 Sa a

- 7 - ч ' - 0 ' 4.'

Л , ■ l. R f :

ii*rr "П "'-[иаСв... J^HIBT.. J.li^irt.. Мишин.. ™tei>fct

G .- '■■: *

■ m SjiiFum

iftt jui ih. hqm

■ „ '"jYiia

■ »FBftnmk

E XHl ЧГ IHV^rf- П

^tt^ciUiJl I I

■ ii оRip P ^ * ***

■ . ■' 1г.лИплг:п Ымш.рр \ifii I . i.'ini' lift

■ i.i^^bicrte-i

<

_ OiKtaFlYTK*« j "tb

irrM.hi ■ nm.tKliiwJ^..

QDlHfalMlkW

Г-jKtnrd Тед

ЦцЬд

hi

r^tyw Г.'ДиАс .

Ibi^TV

г

IxiHM.p^I MIL I I ;

L3m

^f'jtl" I"

tb.l

Eft__***

rfnj ft dfnin. ■

tin

hT^i.hi^jrin...

UlM№ Md

MM

F IrTiL^P k.r-

IV^nfn ^tkFiii it. VTnTT:, f:inr Nri:.

W_I HMthW

HH

i.'viH.iidi-in A|1 Г V, i "-I.TI .1 1

I»**

LaKt

Рис. 4. Иерархическая структура страниц Веб-приложения.

Чтобы просмотреть и отредактировать страницу, необходимо щелкнуть на одну из страниц в окне навигации (рис. 5).

Рис. 5. Окно редактирования страницы. Также можно просмотреть исходный код приложения (рис. 6).

Рис. 6. Исходный код приложения.

ЗАСТОСУВАННЯ ШФОРМАЩИНИХ ТЕХНОЛОГШ В ТЕХНОЛОГ1ЧН1И

_ТА ПРОФЕСШНМ ОСВ1Т1_

Диаграмма классов представлена на рисунке 7.

Рис. 7. Диаграмма классов.

Пользователь может сохранить диаграммы для дальнейшего самостоятельного изучения или обращения к группе разработчиков [1].

MS Visual Studio 2010 - это мощная среда разработки, обеспечивающая высокое качество кода на протяжении всего цикла разработки программного обеспечения, от проектирования до разработки. Какие бы приложения вы не разрабатывали для SharePoint, Internet, Windows, WindowsPhone и других платформ, Visual Studio является универсальным всеобъемлющим решением.

Новые средства Visual Studio 2010 позволяют визуализировать требования и проработать соответствующие архитектурные решения с использованием UML-диаграмм на ранних этапах разработки. В процессе разработки инструменты визуализации кода и анализа взаимосвязей между различными компонентами систем помогают разработчикам существенно повысить качество создаваемых приложений. Сочетание DSL - и UML - инструментария вместе с возможностями генерации кода на основе шаблонов и расширений среды разработки с помощью соответствующих SDK расширяет портфель инструментов разработчиков и повышает продуктивность их деятельности [2].

Рассмотрим работу MS Visual Studio 2010 на примере моделирования работы Веб-форума.

MS Visual Studio 2010 позволяет создать следующие виды диаграмм: Схема классов; Диаграмма последовательности; Схема вариантов использования; Схема активности UML; Схема компонентов UML; Схема слоев (рис. 8).

Рис. 8. Виды диаграмм пакета MS Visual Studio 2010. Рассмотрим некоторые из них.

На начальном этапе разработки особое внимание уделяется разработке Схемы вариантов

использования, основными элементами которой являются актеры

и варианты

3

использования ~ . Для редактирования диаграммы служит панель элементов, которая находится в левой части окна (рис. 9). Схема вариантов использования служит для выражения требований заказчика в форме взаимодействия приложения с внешним пользователем.

I ЛЛг.кСч^ г- ■

Лай»*-« "HMrvijc-ii дгя

ис UMLUscCasiDhsgraml

Рис. 9. Пример схемы вариантов использования.

Диаграмма классов, представленная на рис. 10, отображает зависимость классов, описание созданных атрибутов и операций.

ЗАСТОСУВАННЯ ШФОРМАЩИНИХ ТЕХНОЛОПИ В ТЕХНОЛОПЧН1И ТА ПРОФЕС1ЙН1Й ОСВ1Т1

Рис. 10. Схема классов иМЬ.

Схема последовательности является графическим представлением передачи управления и служит для визуализации реализации схемы вариантов использования (рис. 11)._

UU'lM-dAA^-wr-l г^гиЛлс^лп-! IЛ. IС .доСидг.тI ■-до-Ас^йафмт

s Ел £м* Mit пьян riw.ioil Hb VrLvi*ti»rv

..Li йн-р&^ый

'¿¡1 СПДЛЬ J tfaüim тдриЛ

¿3 Нслаъиианч f мююлЫсгвча -¡ijfturr

П МИЙфуТТО -ЙТ VHWKQM ^LMrvwi

newrecjjtrt ь пу «йлкггь, чтайы

i'/j-SCfl- cru D > JLIIH tue.

sd Scqucncei

J

я АЛтчпЫм*», JD Repaired uwf

«m^duCin»

tf.... « ...

Hffu-vjp .{ ицяЕиУан

JLL

Рис. 11. Схема последовательности.

Упрощение разработки баз данных. В процессе разработки базы данных можно применять те же инструменты управления жизненным циклом, что и для программного кода, включая автономную разработку схемы базы данных, использование управления исходным кодом для сохранения сведений о версиях схемы базы данных (рис. 12).

Ulf SQLC43 xyntdj п rtitrnn л [snplrr :irtvir :«bLf'J>x п

iE^KT * FHtfl rjfTi

üiMrC^WI: |

J TLnrtDn J Initi li-in

_ л Г . Zj

Рис. 12. Разработка схемы базы данных.

Выявление типичных ошибок программирования. Инструменты анализа кода в Visual Studio 2010 Premium позволяют избежать типичных ошибок программирования до запуска приложений в производство. Метрики кода служат для измерения сложности кода, обеспечивая его упрощение и удобство обслуживания (рис. 13).

1«п Mi -np |1 1 ■ TTIIi! f n^sif fqlQur "FftftT " ] г nf.i, c**ndTi rivt. £<[)■■» nd г i r\ *

ЬгогШ

j&EjT-ciu |. 112 Wjimngj ■ 0Mr.il J-

i i

Рис. 13. Выявление ошибок.

Создание реалистичных данных тестирования. Иногда в связи с необходимостью соблюдения конфиденциальности или по другим причинам приходится отказываться от использования фактических данных во время разработки [2]. В Visual Studio 2010 имеется функция создания тестовых данных для базы данных, которые можно использовать для заполнения базы данных в соответствии со схемой: они могут быть связаны с производственными данными, но не являться фактическими (рис. 14).

TW 'ni =™-,гт W

iW'l

QiAMCaWt i

WKö w I

0.1л * GfT4hf

L r

m J LTrv-V

' и ■'■'■•■•У.

Рис. 14. Создание тестовых данных в Visual Studio 2010.

Таким образом, с использованием языка UML и программных решений Rational Software Architect и Microsoft Visual Studio 2010 понимание структуры приложения существенно облегчается, что помогает снизить сложность задачи и ускорить процесс разработки. Использование универсального набора инструментов упрощает разработку приложений и предназначенных для независимых разработчиков и рабочих групп. Эти системы позволяют создавать масштабируемые и высококачественные приложения. При написании программного кода, создании баз данных, тестировании и отладке можно повысить производительность благодаря использованию эффективных инструментов, удобных для разработчика.

ЛИТЕРАТУРА

1. Онлайн семинары по современным технологиям [Электронный ресурс], - Режим доступа: http:// www.techdays.ru/ videos/2535.html

2. Сайт Microsoft Visual Studio 2010 [Электронный ресурс], - Режим доступа: http:// www. microsoft. com/visualstudio

3. Сайт фирмы IBM: Руководства по Rational [Электронный ресурс], - Режим доступа: http:// www. ibm.com/developerworks/ru/views/rss/ customrssatom. jsp?zone_by=Rational&type_by =Tutorials& search_by=&day= 1 &month=01&year=2004&max_entries=10&feed_by=rss&isGUI=true&Submit.x=23 &Submit.y=5

4. Сайт фирмы IBM [Электронный ресурс], - Режим доступа: http:// www.ibm.com

5. Э. Брауде. Технология разработки программного обеспечения. / Э. Брауде - СПб.: Питер. 2004. - 655 с.

6. Frederick Ph. The mythical man-month: essays on software engineering. — Anniversary ed., 1995. - 322 p.