Архитектура инструментальных средств
Инструментальные средства МПС-технологии представляют собой программную поддержку методов, подходов и формальных моделей МПС-технологии. Они реализуют функции накопления, преобразования, контроля и документирования проектных данных на всех этапах жизненного цикла разработки ИС.
Средства конструирования макета (рис. 1.12) предназначены для ввода спецификаций макета, включая спецификацию функциональных областей, групп пользователей, информационных задач и сценариев диалога.
Средства создания модели ПО обеспечивают формирование внутренней структуры всех информационных задач.
Особую роль играют средства ведения словаря проектирования, с помощью которых осуществляются ввод, корректировка и проверка корректности всех вводимых пользователем спецификаций.
На этапе концептуального проектирования описание ПО уточняется и фиксируется в словаре проектирования в виде концептуальной схемы БД, которая отображается в логическую схему БД.
Инструментальной основой для реализации ИС согласно разработанным спецификациям (стадия СИСТЕМА) является в первую очередь СУБД, выбираемая для управления информационным фондом системы.
Современные СУБД, функционирующие как на «больших» ЭВМ, так и на ПЭВМ, вышли за рамки своей первоначальной роли по обеспечению многопользовательского доступа к интегрированному хранилищу данных в виде БД. В настоящее время СУБД является развитым инструментом реализации приложений, сочетая свою главную функцию ведения данных БД с целым спектром других функций, облегчающих пользователю реализацию его информационных задач. В состав современных СУБД вошли Редактор экранных форм, Генератор отчетов, Генератор приложений, встроенный язык программирования приложений с собственным текстовым Редактором, отладчиком и компилятором (или псевдокомпилятором).
Инструментальные средства стадий МАКЕТ и ПРОЕКТ реализованы в виде программы ИКС (Инструмент Конструирования Систем). Она функционирует на ПЭВМ и образует автоматизированное рабочее место проектировщика информационной системы.
Программа ИКС состоит из подсистем (рис. 1.13), среди которых можно выделить подсистемы общего назначения и специализированные подсистемы стадий МАКЕТ и ПРОЕКТ.
Специализированные подсистемы этапов макетирования и проектирования реализуют функции, связанные с автоматизацией проектных работ. Они являются программной поддержкой методов МПС-технологии по разработке или преобразованию спецификаций разных этапов.
Подсистемы стадии МАКЕТ
Инструментальные средства стадии макетирования имеют следующие специализированные подсистемы: монитор связей, монитор сообщений, конструктор макетов, интегратор объектов.
Монитор связей осуществляет поддержку этапа выделения информационных задач, включая описание не только характеристик каждой задачи, но и взаимосвязь их внутренних событий, взаимосвязь групп пользователей с функциональными областями и информационными задачами. Использование системных предопределенных классов таких объектов, как ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ, ГРУППА ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ, ИНФОРМАЦИОННАЯ ЗАДАЧА, СОБЫТИЕ, облегчает работу проектировщиков, позволяя сосредоточить свое внимание на связях между этими понятиями.
С помощью монитора сообщений эти взаимосвязи можно проследить в динамике. В качестве сообщений рассматриваются инициализация информационной задачи пользователем, сообщения между пользователями, между функциональными областями, штатные уведомления пользователям.
Конструктор макета создает спецификацию макета — сценария диалога, которая может быть проинтерпретирована монитором сообщений.
Интегратор объектов предназначен для детального формализованного описания выделенных на предыдущих этапах объектов ПО. Интегратор объектов позволяет описать для каждого класса объектов свойства, события, сообщения и операции. Описываются лишь те свойства класса объектов, которые дополняют наследуемые из более общего класса.
Подсистемы стадии ПРОЕКТ
Подсистемы стадии проектирования реализуют целевые задачи каждого из трех этапов проектирования.
Для этапа концептуального проектирования разработаны следующие подсистемы: Генератор начальных концептуальных спецификаций (Генератор К-спецификаций); Монитор согласования; Матричный процессор; Интегратор концептуальных структур (Интегратор структур).
Генератор начальных концептуальных спецификаций анализирует спецификации макета и создает списки структурных понятий-кандидатов для начальных концептуальных спецификаций. После возможного уточнения списков проектировщиком Генератор автоматически преобразует их в начальную концептуальную схему БД и начальные спецификации процессов.
Монитор согласования проверяет информационную полноту проектируемой концептуальной схемы БД относительно требований структуры данных каждого процесса, формализованной в его концептуальной спецификации. Монитор распознает несоответствие схемных элементов структурным элементам процесса, выдает перечень обнаруженных противоречий и возможные варианты их устранения.
Матричный процессор строит пять видов матриц, объединенных общим названием «данные-процессы»: матрицу использования схемных элементов процессами, матрицы точек входа, ключей доступа и ключей сортировки, а также матрицу нагрузки на пути доступа. После каждого успешного согласования процесса со схемой он дополняет матрицы характеристиками прошедшего согласование процесса. Помимо заполнения матриц Матричный процессор обеспечивает их просмотр и работу с матрицами программ этапов логического и физического проектирования.
Интегратор концептуальных структур обеспечивает интеграцию двух концептуальных схем, наращивая одну из них элементами другой схемы. При обнаружении конфликтных ситуаций организует диалог с проектировщиком.
К автоматизированным средствам этапа логического проектирования относятся: генератор КЛ - отображения (Конструктор отображений); генератор логической схемы БД (Генератор схем БД).
Генератор КЛ - отображения для каждого элемента концептуальной схемы БД устанавливает соответствующие ему элементы в составе логической схемы БД, формализуя это соответствие в виде спецификации КЛ - отображения. Разработка отображения разбита на два шага. На первом шаге происходит декомпозиция концептуальных объектов на логические записи, содержащие только неповторяющиеся агрегаты. На втором шаге логические записи отображаются на базовые структуры модели данных СУБД с учетом ее количественных ограничений. На каждом шаге отображения допускается участие проектировщика, которому дана возможность сформировать собственный вариант отображения.
Генератор логической схемы генерирует логическую схему БД путем создания базовых структур, назначенных логическим записям в спецификации КЛ - отображения. В сгенерированную схему проектировщик вводит имена для схемных элементов с учетом правил поименования, принятых в СУБД.
Единственной специализированной подсистемой этапа физического проектирования является Оптимизатор размещения. Эта подсистема полезна проектировщику в том случае, когда производительность входит в число главных критериев проектирования БД.
Оптимизатор размещения по матрице нагрузки на пути доступа выявляет группы элементов, используемых совместно наиболее часто, и планирует их размещение в смежных областях физической памяти. Это сокращает число операций ввода-вывода при доступе к данным и тем самым уменьшает время исполнения информационных задач.