Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Взаимные преобразования структурных и объемно-ориентированных проектов программного обеспечения информационных систем на основе их обобщенной модели

Диссертация: Взаимные преобразования структурных и объемно-ориентированных проектов программного обеспечения информационных систем на основе их обобщенной модели
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В диссертационной работе сформулирована и решена научно-техническая проблема взаимного преобразования проектов информационных систем, созданных в соответствии с различными методологиями проектирования. Для решения этой проблемы была произведена формализация моделей «сущность-связь», структурного системного анализа, концептуальных моделей, моделей объектно-ориентированного анализа. По результатам… Читать ещё >

Взаимные преобразования структурных и объемно-ориентированных проектов программного обеспечения информационных систем на основе их обобщенной модели (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Модели структурного и объектно-ориентированного анализа
    • 1. 1. Модель «сущность-связь»
    • 1. 2. Модели системного структурного анализа
    • 1. 3. Концептуальная модель
    • 1. 4. Модель объектно-ориентированного анализа
    • 1. 5. Выводы
  • 2. Обобщенная модель
    • 2. 1. Механизмы абстракции
    • 2. 2. Механизмы классификации понятий и отношений
    • 2. 3. Элементы и агрегаты данных
    • 2. 4. Отношения (связи) между информационными объектами
    • 2. 5. Средства спецификации процессов
    • 2. 6. Структурные отношения процессов
    • 2. 7. Спецификация потока управления
    • 2. 8. Спецификация окружения и именование элементов ОМ
    • 2. 9. Выводы
  • 3. Методы взаимного преобразования моделей
    • 3. 1. Преобразование модели «сущность-связь» к обобщенной модели
    • 3. 2. Преобразование моделей ССА к обобщенной модели
    • 3. 3. Преобразование концептуальной модели к обобщенной модели
    • 3. 4. Преобразование диаграмм классов к обобщенной модели
    • 3. 5. Преобразование диаграммы объектов к обобщенной модели
    • 3. 6. Преобразование диаграммы прецедентов к обобщенной модели
    • 3. 7. Преобразование спецификаций вычислительного процесса ООА к обобщенной модели
    • 3. 8. Преобразование обобщенной модели к модели сущность-связь
    • 3. 9. Преобразование обобщенной модели к модели КМ
    • 3. 10. Преобразование спецификаций данных из обобщенной модели в модель ООА
    • 3. 11. Преобразование спецификаций вычислительного процесса из обобщенной модели в модель ООА
    • 3. 12. Выводы
  • 4. Инструментальные средства и примеры преобразования проектной информации
  • -34.1. Реализация алгоритмов преобразований
    • 4. 2. Структура вспомогательных репозиториев
    • 4. 3. Описание делового процесса «Перевод пациентов»
    • 4. 4. Эскизный проект подсистемы «Учет движения пациентов»
    • 4. 5. Преобразование эскизного проекта к обобщенной модели
  • 1. «гХ
  • I. Ч
    • 4. 6. Преобразование обобщенной модели в объектно-ориентированный проект подсистемы «Учет движения пациентов»

Актуальность работы. Создание и широкое внедрение автоматизированных информационных систем (АИС) и автоматизированных систем управления (АСУ) является актуальной задачей, решение которой позволит в значительной мере повысить экономическую эффективность функционирования производственных систем и систем непроизводственного назначения. Основными препятствиями, возникающими на пути создания подобного рода систем, являются сложность и высокая трудоемкость их проектирования, разработки, внедрения, сопровождения, модификации и эксплуатации.

Для решения указанных проблем могут быть предложены модели и методы, позволяющие автоматизировать работы по созданию автоматизированных информационных систем на протяжении всего их жизненного цикла, положенные в основу современных CASE-систем (CASEComputer Aided Software Engineering).

В настоящее время существует несколько несогласованных друг с другом методологий описания предметных областей и проектирования программных систем, а также большое количество CASE-систем, реализующих и поддерживающих эти различные методологии. Задачи сопоставления мощности используемых выразительных средств, взаимного конвертирования моделей, созданных с использованием различных методологий, представляют значительный научный и практический интерес.

Разработка методов взаимного конвертирования и обобщения моделей позволит обеспечить переносимость и повторное использование проектов информационных систем. Это особенно важно из-за происходящего в настоящее время быстрого внедрения объектно-ориентированных методов анализа и проектирования, вытесняющих структурные методы.

Создание методов взаимного преобразования структурных и объектно-ориентированных проектов, в том числе сделает возможным: при модернизации существующих систем конвертировать структурные проекты в объектно-ориентированные и продолжать разработку в соответствии с современными методами объектно-ориентированного анализа и проектированиявести «двунаправленное» проектирование, т. е. поддерживать одновременно структурный и объектно-ориентированный «взгляды» на систему.

Задачи работы.

Для решения поставленной проблемы необходимо решить следующие основные задачи:

1) выполнить формализацию моделей, используемых в настоящее время при разработке программного обеспечения;

2) произвести сопоставление выразительных средств данных моделей, предложить модель, обобщающую возможности рассмотренных моделей;

3) разработать набор правил приведения понятий и конструкций моделей к обобщенной модели, предложить обратные преобразования;

4) выполнить анализ свойств преобразований, состоящих в сохранение корректности исходных моделей после их преобразования;

5) разработать инструментальные средства для взаимного конвертирования структурных, объектно-ориентированных моделей и обобщенной модели.

Методы исследования.

Для решения поставленных в работе задач используются методы теории множеств, теории графов, логики, математической логики, теории алгоритмов, теории формальных языков.

Научная новизна работы состоит в следующем: разработана обобщенная модель проектирования программного обеспечения информационных систем, включающая понятия и отношения, используемые как в рамках структурной, так и объектно-ориентированной методологиипредложены алгоритмы преобразования структурных и объектно-ориентированных моделей к обобщенной модели, для которых доказано сохранение корректности проекта после его преобразованияпредложены обратные преобразования, позволяющие переходить от структурных моделей к объектным моделям и, наоборот, посредством обобщенной модели.

Практическая ценность работы состоит в следующем: разработаны исследовательские прототипы программных средств, обеспечивающих конвертирование проектов программного обеспечения автоматизированных информационных системпредложены методики, обеспечивающие переход от структурных проектов к объектно-ориентированным и наоборот, основанные на применении созданных программных средств совместно с CASE-продуктами, представленными на современном рынке про1раммного обеспечения.

Реализация и внедрение результатов работы.

Основные теоретические положения, практические результаты работы и инструментальные средства были внедрены и использованы при разработке программного комплекса моделей в ФГУП КБ «Арсенал» им. М. В. Фрунзе, при разработке проекта корпоративной информационной системы в ЗАО «Эврика», при выполнении работ по гранту РФФИ «Разработка метамоделей, методов, инструментальных средств и технологии конвертации проектов информационных систем, созданных в соответствии с различными методологиями в различных CASE-системах» (номер проекта 00−07−90 344-в), а также в учебном процессе Санкт-Петербургского Государственного университета аэрокосмического приборостроения и Международного банковского института.

Апробация работы:

Основные положения и некоторые результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

1) Научная военно-техническая конференция «Военная радиоэлектроника: проблемы создания и совершенствования радиоэлектронной техники, подготовка специалистов», СПВУРЭ ПВО, 1998 г.

2) Первая научная сессия аспирантов ГУАП, СПб., 1998 г.

3) Вторая научная сессия аспирантов ГУАП, СПб., 1999 г.

4) Третья научная сессия аспирантов ГУАП, СПб., 2000 г.

5) 10-ый Международный банковский конгресс. Международная научно-практическая конференция «Образование и бизнес: российская практика и зарубежный опыт», СПб., 2001 г.

6) Первая международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и новые технологии преподавания», МБИ, СПб., 2002 г.

7) Вторая международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и новые технологии преподавания», МБИ, СПб., 2003 г.

8) Международная научно-методическая конференция «Управление качеством в современном вузе», Санкт-Петербург-Калуга, 2003 г.

Положения, выносимые на защиту:

1) обобщенная модель, позволяющая проектировать программное обеспечение информационных систем как с помощью структурного, так и объектно-ориентированного подходов;

2) алгоритмы преобразования моделей структурного и объектно-ориентированного анализа к обобщенной модели, сохраняющие свойства корректности, которые обеспечивают в дальнейшем получение корректных структур баз данных и программных спецификаций;

3) обратные преобразования, позволяющие транслировать конструкции структурных моделей в объектно-ориентированные и, наоборот, посредством их приведения к обобщенной модели;

4) прототип подсистемы конвертирования, обеспечивающий преобразование программных проектов на уровне репозиториев CASE-систем.

Публикации:

Основные результаты работы опубликованы в 10 печатных работах.

Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения, библиографического списка (100 наименований), имеет общий объем 120 машинописных страниц, содержит 20 таблиц и 20 рисунков.

Заключение

.

В диссертационной работе сформулирована и решена научно-техническая проблема взаимного преобразования проектов информационных систем, созданных в соответствии с различными методологиями проектирования. Для решения этой проблемы была произведена формализация моделей «сущность-связь», структурного системного анализа, концептуальных моделей, моделей объектно-ориентированного анализа. По результатам сопоставления объемов понятий, используемых в перечисленных выше моделях, сформирована обобщенная модель, позволяющая создать спецификации проектов, описанных перечисленными выше моделями.

Разработаны способы преобразования моделей «сущность-связь», структурного системного анализа, концептуальных, объектно-ориентированных, а также обратные преобразования. Доказаны свойства преобразований, состоящие в сохранении корректности исходной модели. •.

Разработанная обобщенная модель и способы преобразования моделей позволят обеспечить переносимость и повторное использование проектов информационных систем, созданных в нотации структурного системного анализа и объектно-ориентированного анализа.

Разработанная обобщенная модель и методы взаимного преобразования моделей апробированы и использованы при выполнении эскизного и технического проектирования автоматизированной информационной системы военных лечебных учреждений (поликлиника, госпиталь, санаторий), а также для спецификации программного комплекса моделей, имитирующих внешние системы бортовой управляющей ЭВМ. t.

В настоящей работе рассмотрение моделей объектно-ориентированного анализа ограничено средствами необходимыми и достаточными для разработки программного обеспечения информационных систем. Возможным направлением дальнейших исследований данной области является разработка взаимных преобразований указанных выше моделей, расширенных для спецификаций систем реального времени.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Andre J., Delpech P. Moving from-Merise to Shlaer-Mellor//Objects in Europe. Vol.1, No.3.
  2. Barker R. CASE*Method. Entity-Relationship Modelling. Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990.
  3. Barker R. CASE*Method. Function and Process Modelling. Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990.
  4. Bogoslovskaya N.V. The generalizing model of information systems. //Scientific-pracrical conference «Actual problems of economy and new technologies of teaching» (Smimoskie chteniya). St.-Petersburg: IBI, 2003, p. 85 -87.
  5. Booch G. Object-Oriented Analysis and Design with Applications, 2nd ed. -Redwood City, С A: Benjamin / Cummings, 1994.
  6. DeMarco T. Structured Analysis and System Specification. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1979.
  7. Fenton N., Pfleeger S. Software Metrics: A Rigorous and Practical Approach, 2nd ed. Boston, MA: PWS, 1997.
  8. Gane C. and Sarson T. Structured System Analysis. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1979.
  9. Pooley R., Stevens P. Using UML: Software Engineering with Objects and Components. Reading, MA: Addison-Wesley, 1999.
  10. Schach S. Classical and Object-Oriented Software Engineering, 4th ed. New York: McGraw-Hill, 1999.
  11. Shaw M. Abstraction Technique in Modern Programming Languages//IEEE Software. 1984, Vol. l (4).
  12. Shlaer S., Mellor S. Object Life Cycles: Modelling the Word in States. Englewood Cliffs, NJ: Yourdon Press,. 1992.
  13. Yourdan E. Modern Structured Analysis. Prentice-Hall Int .Ed., 1989.
  14. A.H., Батыршин И. З., Блишун А. Ф., Силов В. Б., Тарасов В. Б. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта. М.: Наука, 1986.
  15. В.Н. Спецификация программ: понятийные средства и их организация Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990
  16. Ахо А. Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и алгоритмы. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000.
  17. Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. М.: Мир, т.1,2, 1978.
  18. Дж. Введение в логику первого порядка. Справочная книга по математической логике. М.: Наука, 1998.
  19. В. Методы рекурсивного программирования/пер. с англ.- М.: Машиностроение, 1983.
  20. У., Боггс М. UML Rational Rose. М., Лори. 2000.
  21. Н.В. Альтернативный путь изучения языков программирования. //Вторая международная практическая конференция (Смирновские чтения). СПб.: МБИ, 2003, с.78−79,
  22. Н.В. Метамодель методов разработки информационных систем //Первая международная практическая конференция (Смирновские чтения). — СПб.: МБИ, 2002, с.34−36.
  23. Н.В., Бржезовский А. В. О подходе к созданию обобщенной модели программного обеспечения. //Сборник «Теоретические и прикладные модели информатизации региона», Кольский научный центр РАН. Апатиты, 2000, с.89−92.
  24. Н.В., Бржезовский А. В. Обобщенная модель для спецификации проектов информационных систем. //Приборостроение (Изв. вузов). № 5, 2001, с.8−12.
  25. Н.В., Бржезовский А. В. Обобщенная модель методов проектирования информационных систем. //Вестник молодых ученых. № 7, 2001, с. 96−104.
  26. Н.В., Бржезовский А. В., Витюк . Н. Г. Корпоративные хранилища данных. //Информационные технологии. № 4,. 1997, с.11−14.
  27. А.В., Жаков В. И., Путилов В. А., Фильчаков В. В. Синтез моделей вычислительного эксперимента. С-Пб.: Наука, 1992.
  28. Дж. Введение в компьютерные науки: общий обзор, 6-е издание.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001.
  29. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. -М.: Конкорд, 1992.
  30. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и -проектирование. — С-Пб.: Невский диалект, 1998
  31. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя. — М.: ДМК, 2000
  32. Д. Технология Java в подлиннике: пер. с анг. СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1999.
  33. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. -М.: Финансы и статистика, 1998
  34. Гарсиа-Молина Г., Ульман’Д., Уидом Д. Системы баз данных. Полный курс.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003.
  35. Ю.А. Гомоморфизмы и модели. М.: Наука, 1975.
  36. К., Сарсон Т. Структурный системный анализ. М.: Эйтекс, 1992.
  37. Гиг Дж. Прикладная общая теория систем.// В 2-х кн: М.: Мир, 1981.
  38. Гома X. UML. Проектирование систем реального времени, распределенных и параллельных приложений: Пер. с анг-М., ДМК Пресс, 2002.
  39. Я. Объектно-ориентированные методы. Принципы и практика. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2002.
  40. С.М., Финн В. К. Сходства и правдоподобный вывод.// Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1987, № 5.
  41. М., Саганич A., XML и Java 2 С-Пб.: Питер, 2001.
  42. Дал У., Дейкстра Э, Хоар К. Структурное программирование. // Пер. с англ. М.: Мир, 1981.
  43. К.Дж. Введение в системы баз данных Киев, М.: Диалектика, 1998
  44. Д. Многомероное шкалирование. Методы наглядного представления данных. М.: Финансы и статистика, 1988.
  45. А.А. Основы теории графов. М.: Мир, 1987. ¦
  46. Э. Структурное проектирование и конструирование программ.// Пер. с англ. М.: Мир, 1979.
  47. Э., Аргила К. Структурные модели в объектно-ориентированном анализе и проектировании. М.: Лори, 1999
  48. Н. Вычислимость. Введение в теорию рекурсивных функций: Пер. с анг.-М.: Мир, 1983.
  49. В.И. Структурная модель мышления. СПб.: СПГУ, 1994.
  50. С.К. Введение в метаматематику. М.: ИЛ, 1957.
  51. Л.В., Малашинин И. И. Диалоговая система в управлении научными исследованиями и разработками/с предисловием С. В. Емельянова-М.: Наука, 1988.
  52. Т., Бег К., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика, 2-е изд.: Пер. с анг.: Уч пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000.
  53. П., Норт Д., Мэйфилд М. Объектные модели: стратегии, шаблоны и приложения. М.: Лори, 1999
  54. Л. Применение UML и шаблонов проектирования. 2-е издание: Пер. с англ.-М.: Издательский дом «Вильяме», 2002.
  55. Кузнецов О.П.,. Адельсон-Вельский Г. М. Дискретная математика для инженера.-М.: Энергоатомиздат, 1988.
  56. С.С. Программирование. Математические основы, средства, теория-СПб.: БХВ-Петербург, 2001.-11 661) Ларман К. Применение UML -М.: Издательский дом «Вильяме», 2000.
  57. Р., Миллс X., Уитт Б. Теория и практика структурного программирования: Пер. с англ. М.: Мир, 1982.
  58. ., Гатэг Дж. Использование абстракций и спецификаций при разработке программ. // Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
  59. .Г. Анализ качественных признаков и структур-М.: Наука, 1980.
  60. С.Ю. Теория дедуктивных систем. — М.: Наука, 1998.
  61. Д. Теория реляционных баз данных: Пер. с анг.-М.: Мир, 1987.
  62. Э. Введение в математическую логику.- М.: Наука, 1984.
  63. М., Такахара.Я. Общая теория систем: математические основы. -М.: Мир, 1978.
  64. О.С. Методология анализа предметных областей// Новости искусственного интеллекта. 1992, № 3.
  65. Морган М. Java2. Руководство разработчика.: Пер. с анг.: Уч. пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000.
  66. П.С. Элементы математической логики, М.:'Наука, 1989.
  67. С.А. Проблемы принятия решения при нечеткой исходной информации. М.: Наука, 1981.
  68. Р., Харки Д., Эдварде Д. Основы CORBA. -М.: МАЛИП, 1999
  69. К. Полное руководство по Visual С++. Минск: Попурри, 1999
  70. Питц-Моултис Н., Кирк Ч. XML: Современная технология создания документов для Internet. — С-Пб.: BHV-Санкт-Петербург, 2000.
  71. Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1968.
  72. Т., Зелковиц М. Языки программирования: разработка и реализация — СПб.: Питер, 2002.
  73. Д. Структурный анализ язык для передачи понимания — М.: Мир, 1984.
  74. Т., Керне К. Аналитическое планирование. Организация систем- М.: Радио с связь, 1991.
  75. В.И. Логика. М.: Высшая школа, 1987−11 781) Сергеев К. А. Логический анализ форм научного поиска.- СПб.: Наука, 1998.
  76. Р. Теория формальных систем, М.: Наука, 1981.
  77. Я. Разработка программного обеспечения. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002.
  78. Тей А., Грибомон П., Луи Ж. и др. Логический подход к искусственному интеллекту: от классической логики к логическому программированию.- М.: Мир, 1990.
  79. Д., Херши Э. Методика структурированного документирования и анализа систем обработки, информации// Требования и спецификации в разработке программ.-М.: Мир, 1984.
  80. Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных М.: Мир, 1989.
  81. Э.Х. Концептуальное программирование. М.: Наука, 1984
  82. Д., Уидом Д. Введение в системы баз данных: Пер. с анг.-М.: Издательство «Лори», 2000.
  83. М., Скотт К. UML в кратком изложении. Применение стандартного языка объектного моделирования. -М.: Мир, 1999
  84. Фор Р., Кофман А., Дени-Папен М. Современная математика. М.: Мир, 1989.
  85. Ф. Теория графов.-М.: Мир, 1973.
  86. П. Функциональное программирование. Применение и реализация: Пер. с англ.-М.: Мир, 1983л.
  87. Д., Мотвани Р., Ульман Д. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений, 2-е изд.: Пер. с анг.-М.: Издательский дом «Вильяме», 2002.
  88. М.Ш. Моделирование семантики в базах данных М.: Наука, 1989.
  89. Д., Лоховски Ф. Модели данных М.: Финансы и статистика, 1985.
  90. Чен Питер. Модель «сущность-связь» шаг .к единому представлению данных.//СУБД. 1995. № 3.
  91. ШенкР. Обработка концептуальной информации- М.: Энергия, 1987.
  92. Ю.А. Равенство, сходство, порядок. М.: Наука, 1978.
  93. А. Принципы разработки объектно-ориентированных программ.- М.: Издательский дом «Вильяме», 2001.-118 100) Яглом И. М. Математические структуры. и математическое моделирование, — М.: Сов. радио, 1980.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!