Объектно-ориентированные средства анализа, проектирования и реинжениринга информационных систем

Сергей Паронджанов, компания Аргуссофт

• Основные свойства Rational Rose
• Типы диаграмм, поддерживаемые Rational Rose
• Диаграммы классов
• Автоматическое преобразование нотаций
• Диаграмма сценариев
• Диаграммы сценариев сообщений
• Диаграммы сценариев объектов
• Диаграмма состояний
• Диаграмма процессов
• Диаграммы модулей
• Модули
• Подсистемы
• Автоматическая генерация С++ кода
• Реинжениринг модели
• Групповая работа в Rational Rose/C++
• Возвратное проектирование в Rational Rose/C++

Rational Rose - средство объектно-ориентированного моделирования, поддерживающие методы Буча и ОMT.

Работа в Rational Rose основывается на построении различного рода диаграмм, описывающих проект.

Графический диалог ведется с использованием систем обозначений, подробно изложенных в известных работах: "Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения" Г.Буча, и "Объектно-ориентированное моделирование и проектирование" Д.Рамбо.

Основные свойства Rational Rose

• охват всех этапов разработки проекта;
• построение моделей на основе методов Буча и OMT с возможностью автоматического преобразования нотаций;
• возможность повторного использования программных разработок пользователей за счет средств реинжениринга;
• наличие средств автоматического контроля, позволяющих вести отладку проекта по мере его разработки;
• возможность описания проекта на разных уровнях для различных категорий пользователей;
• удобный для пользователя графический интерфейс;
• автоматическая генерация кодов на языках С++, Ada (компиляторы поставляются), Smalltalk, SQLWindows, VisualBasic, PowerBuilder;
• наличие средств групповой разработки;
• широкий спектр применения системы - базы данных, банковские системы, телекоммуникация, системы реального времени, большие информационные системы и т.д.

Типы диаграмм, поддерживаемые Rational Rose

Rational Rose одновременно поддерживает диаграммы методов Г. Буча и Д. Рамбо (OMT), позволяя автоматически переходить от одной нотации к другой.

Диаграммы Классов (Classes)	Статическая модель
Диаграммы состояний и переходов (State Transition Diagram)	Динамическая модель
Диаграммы сценариев объектов (Object Message Diagram)	Функциональная модель
Диаграммы сценариев сообщений (Message Trace Diagram)	Функциональная модель
Диаграммы модулей (Modules) Диаграммы процессов (Processes)	Диаграммы потоков данных в функциональной модели ОМТ больше не поддерживаются и заменены на сценарные диаграммы

Rational Rose обеспечивает единство модели, автоматически поддерживая согласованность, разрабатываемых диаграмм. Изменения, внесенные в одну из диаграмм, гарантировано отражаются в остальных.

Диаграммы классов

Отображают логику построения прикладной системы.

На них отображают классы, категории классов и отношения между ними.

Возможность отражения параметризованых классов.

Допускаются разнообразные отношения: ассоциации, включения, использования, наследования.

Имеются простые и удобные средства просмотра иерархий диаграмм классов.

Иллюстрация 1

Для каждого конкретного отношения можно задать имя и основные его характеристики

Иллюстрация 2

Все диаграммы сопровождаются подробными спецификациями.

Автоматическое преобразование нотаций

Иллюстрация 3

Иллюстрация 4

Иллюстрация 5

Ассоциативные связи позволяют документировать проектные решения

Категории классов применяются для разбиения приложения на отдельные группы взаимосвязанных классов.

Иллюстрация 6

Иллюстрация 7

Категории классов образуют иерархию, в которой классы являются терминальными узлами

Диаграмма сценариев

Диаграммы сценариев - динамический взгляд на модель.

Диаграммы сценариев показывают основные объекты проекта и взаимодействия между ними.

Имеется возможность задать последовательность обращений объектов друг к другу.

Два типа сценарных диаграмм:

• Диаграммы сценариев объектов
• Диаграммы сценариев сообщений

Система включает средства автоматического взаимного преобразования диаграмм сценариев.

Диаграммы сценариев сообщений

Иллюстрация 8

Диаграммы сценариев объектов

Иллюстрация 9

Иллюстрация 10

Диаграммы сценариев сообщений могут сопровождаться структурированным текстом.

Диаграмма состояний

Иллюстрация 11

Для каждого класса может быть создана диаграмма состояний.

На ней указывается начальное, конечное и промежуточные состояния, а также события, определяющие переход из одного состояния в другое. Имеется возможность гнездования состояний.

Диаграмма процессов

Иллюстрация 12

Изображаются процессоры и устройства, образующие физическую конфигурацию прикладной системы

Диаграммы модулей

Диаграммы модулей - физическая модель системы.

Показывает подсистемы проектируемого приложения и основные модули каждой из них.

Диаграммы модулей образуют иерархию.

Для каждого модуля можно отдельно показать на диаграмме его файл-заголовок и файл реализации.

Модули

Иллюстрация 13

Подсистемы

Иллюстрация 14

Автоматическая генерация С++ кода.

Rational Rose/C++ включает средства автоматической генерации кодов программ на языке С++. Используя информацию, содержащуюся в модели проекта, генератор кодов формирует файлы заголовков и файлы реализаций классов.

Создаваемая структура программы может быть уточнена путем прямого программирования на языке С++. При повторной генерации внесенные изменения не теряются

Стиль структуры программы в коде С++ формируется настройкой свойств (properties) проекта.

Ошибки, обнаруженные генератором кодов С++, представляются в специальном Log файле.

Иллюстрация 15

Свойства генерации кода могут быть настроены как для всего проекта, так и для отдельных его компонент.

---

Иллюстрация 16

---

Rational Rose/C++ генерирует С++ код стандарта ANSI. Базируясь на выбранных свойствах генерации, Rational Rose генерирует следующие элементы кода:

Для каждого модуля:

• Заголовочный файл и файл реализации для модуля.
• #include директивы, явно или неявно определенные в моделе.

Для каждого класса:

• Определение класса.
• Объявление атрибутов, отношений включения и ассоциативных отношений.
• Get и Set функции для доступа к атрибутам.
• Объявления для стандартных операций с заготовками определений.
• Объявления для операций, определенных пользователем.
• Все поля документирования из спецификаций диаграмм переносятся в код как комментарии.

Реинжениринг модели

Rational Rose/C++ включает анализатор C++ (Analyzer), поставляемый как отдельно исполняемый модуль, который грузится независимо от Rose/C++.

Реинжениринг модели это процесс исследования программного кода для извлечения информации о его структуре. Analyzer извлекает информацию из С++ кодов и использует ее для построения модели программного кода.

После работы анализатора модель может быть перенесена в систему в виде диаграмм классов и модулей и проанализирована средствами Rational Rose/C++.

Анализируется только структура кода. Исходный код может содержать ошибки реализации

Иллюстрация 17

Анализ начинается с построения внутренней модели программного кода. В проекте указываются исходные модули и стандартные библиотеки. В результате анализа формируется модель во внутреннем формате системы.

Иллюстрация 18

Экспортные возможности позволяют управлять автоматической генерацией модели путем:

• выбора исходных модулей для включения в модель;
• выбора элементов диаграмм (классов, отношений, комментариев и т.д.) для отображения в модели

Иллюстрация 19

Степень визуализации проанализированной информации при передачи ее в Rational Rose/C++ настраивается. Это позволяет производить анализ с различным уровнем детализации.

Групповая работа в Rational Rose/C++

• Каждому разработчику может быть выделено собственное рабочее пространство, чем устраняется неконтролируемое и асинхронное распространение изменений.
• Декомпозиция модели на категории и управляемые части (units) позволяет наделить разработчика своим кругом ответственности.
• Rational Rose/C++ интегрируется с системой управления версиями (PVCS) или подобными ей.
• Внутри выделенного рабочего пространства участники групповой работы могут работать на различных платформах (UNIX или Windows) и в дальнейшем собрать единую модель.

Иллюстрация 20

Документирование модели

Rational Rose/C++ включает средства документирования модели:

• Вывод на печать диаграмм и спецификаций непосредственно из Rose/C++
• Генерация документации модели в RTF формате для последующего редактирования средствами мощных редакторов типа MicroSoft Word
• Создание шаблонов для генерации проектной документации в соответствии с заданным стандартом с помощью средства автоматизированного документирования SoDA.

Classes

Class name:
Environmental Controller

Documentation:
Контролирует поддержание заданных условий (температeра, кислотность, влажность, освещенность и т.д.) в теплице, управляя нагревателем, холодильником и т.п

Superclasses:
<none>

Roles/Associations:
<none>

Attributes:
Voltage : int = 220
напряжение питания

Has-A Relationships:
<unnamed> : Cooler
<unnamed> : Heater
<unnamed> : Light

Operations:
Define_climate( temperature : temp_range, humidity : humid_range) : control_status
Задать климат
Terminate_climate( )
отменить заданный климат

Возвратное проектирование в Rational Rose/C++

Иллюстрация 21