Визуальное моделирование систем

В настоящее время моделирование программного обеспечения, особенно объектно-ориентированных разработок, является важной частью программной инженерии. Моделирование широко распространено во всех инженерных дисциплинах, в значительной степени из-за того, что оно реализует принципы декомпозиции, абстракции и иерархии. Общим свойством всех моделей является их подобие оригинальной системе или системеоригиналу. При этом процесс построения и последующего применения моделей для получения информации о свойствах или поведении системы-оригинала получил название моделирование.

З.1 ЦЕЛИ И ЗНАЧЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Визуальным моделированием (visual modelling) называется процесс графического представления модели с помощью некоторого стандартного набора графических элементов [6]. Общение между пользователями, разработчиками, аналитиками, тестировщиками, менеджерами и всеми остальными участниками проекта является основной целью визуального моделирования. Общение можно обеспечить и с помощью невизуальной (текстовой) информации, но сложная информация понимается легче, если она представлена визуально, а не описана в тексте.

Любое программное обеспечение является моделью некоторых явлений или процессов реального мира. При разработке программного обеспечения существует несколько методов моделирования. Важнейшие из них — алгоритмический и объектно-ориентированный.

Алгоритмический .метод представляет собой традиционный подход к созданию программного обеспечения. Основным строительным блоком является процедура или функция, а внимание уделяется, прежде всего, вопросам передачи управления и декомпозиции больших алгоритмов на меньшие. При изменении требований или увеличения размера сопровождать их становится сложнее.

Наиболее современным подходом к моделированию программного обеспечения является объектно-ориентированный, при котором основным строительным блоком является объект или класс. В самом общем смысле объект — это сущность, извлекаемая из словаря предметной области или решения, а класс является описанием множества однотипных объектов. Каждый объект обладает идентичностью, состоянием и поведением.

Объектно-ориентированная технология моделирования программных систем, отражающая иерархию классов и объектов, является в настоящее время преобладающей для построения систем в различных областях, любой степени сложности [3].

Модель — это абстракция, описывающая моделируемую систему с определенной точки зрения и на определенном уровне абстрагирования. Под точкой зрения понимается, например, в данном контексте представление требований к системе или представление проектирования, а уровень абстракции в модели отражает степень существенности влияния на результат включенных элементов.

Система может быть описана с разных точек зрения, для чего используются различные модели, каждая из которых, следовательно, является семантически замкнутой абстракцией системы. Модель может быть структурной, подчеркивающей организацию системы, или поведенческой, отражающей ее динамику. При этом модели помогают добиться лучшего понимания создаваемой системы, что зачастую приводит к ее упрощению и возможности повторного использования ее компонентов.

Моделирование позволяет проследить путь от запросов пользователей к требованиям, модели и затем к коду и обратно, не теряя при этом наработок. При моделировании решают следующие задачи:

• • определение структуры или поведения системы;
• • получение шаблона, позволяющего сконструировать систему;
• • документирование принимаемых решений на основе полученных моделей.

Особое значение имеет моделирование сложных систем, поскольку восприятие сложной системы как единого целого может исказить ее отдельные аспекты.

Объектно-ориентированные модели раскрывают весь спектр важнейших конструкторских решений, которые необходимо рассматривать при разработке сложной системы, и таким образом ведут к созданию проектов, обладающих пятью атрибутами хорошо организованных сложных систем:

• • соответствие заданным (возможно, неформальным) функциональным спецификациям;
• • согласованность с ограничениями, накладываемыми оборудованием;
• • соответствие явным и неявным требованиям по эксплуатационным качествам и ресурсопотреблению;
• • соответствие явным и неявным критериям дизайна продукта;
• • соответствие требованиям к самому процессу разработки, как, например, как продолжительность и стоимость, а также привлечение дополнительных инструментальных средств.