В рамках программной инженерии CASE-средства представляют собой основную технологию, используемую для создания и эксплу­атации систем ПО. Под CASE - средством (в соответствии с между­народным стандартом ISO/1ЕС 14102:1995(Е)) понимается програм­мное средство, поддерживающее процессы жизненного цикла ПО (определенные в стандарте ISO/1ЕС 12207:1995), включая анализ требований к системе, проектирование прикладного ПО и баз дан­ных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, управление конфигурацией ПО и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют среду разработки ПО (Software Engineering Environment).

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ЭИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ПО.

Наиболее трудоемкими стадиями разработки ПО являются ста­дии формирования требований и проектирования, в процессе ко­торых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых тех­нических решений и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы визуального представления ин­формации. Это предполагает построение разнообразных графичес­ких моделей (диаграмм), использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графичес­кие средства моделирования предметной области позволяют раз­работчикам в наглядном виде изучать существующую систему, пе­рестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имею­щимися ограничениями.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.

CASE-средствам присущи следующие основные особенности:

Наличие мощных графических средств для описания и докумен­тирования системы, обеспечивающих удобный интерфейс с раз­работчиком и развивающих его творческие возможности;

Интеграция отдельных компонентов CASE-средств, обеспечива­ющая управляемость процессом разработки ПО;

Использование специальным образом организованного хранили­ща проектных метаданных (репозитория).

Интегрированное CASE-средство - (комплекс средств, поддержи­вающих полный ЖЦ ПО) содержит следующие компоненты:

1. репозиторий, являющийся основой Case-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компо­нентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;

2. графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование комплекса взаимосвязанных диаграмм, образующих модели деятельности организации и системы ПО;

3. средства разработки приложений, включая языки 4GL (язык 4-го поколения) и генераторы кодов;

4. средства управления требованиями

5. средства управления конфигурацией ПО;

6. средства документирования;

7. средства тестирования

8. средства управления проектом;

9. средства реверсного инжиниринга ПО и баз данных.

Репозиторий

Основные функции средств организации и поддержки репозитория

Хранение, доступ, обновление, анализ и визуализация всей информации по проекту ПО. Содержимое репозитория включает не только информационные объекты различных типов, но и отноше­ния между их компонентами, а также правила использования или обработки этих компонентов. Репозиторий может хранить свыше 100 типов объектов, примерами которых являются диаграммы, опреде­ления экранов и меню, проекты отчетов, описания данных, исход­ные коды и т.п.

Каждый информационный объект в репозитории описывается перечислением его свойств: идентификатор, имена-синонимы, тип, текстовое описание, компоненты, область значений. Кроме этого, хранятся все отношения с другими объектами, правила формирова­ния и редактирования объекта, а также контрольная информация о времени создания объекта, времени его последнего обновления, номере версии, возможности обновления и т.п.

Репозиторий является базой для стандартизации документации по проекту и контроля проектных спецификаций. Все отчеты стро­ятся автоматически по содержимому репозитория. Важные функции управления и контроля проекта также реали­зуются на основе репозитория. В частности, посредством репозито­рия может осуществляться контроль безопасности (ограничения доступа, привилегии доступа), контроль версий, контроль измене­ний и др.

Графические средства (диаграммеры ) обеспечивают:

Создание иерархически связанных диаграмм, в которых сочета­ются графические и текстовые объекты;

Создание и редактирование объектов в любом месте диаграммы;

Создание, перемещение и выравнивание групп объектов, изменение их размеров, масштабирование;

Сохранение связей между объектами при их перемещении и из­менении размеров;

Автоматический контроль ошибок и др.

Важность контроля ошибок на стадиях формирования требова­ний и проектирования обусловлена тем, что на более поздних стади­ях их выявление и устранение обходятся значительно дороже. В CASE-средствах обычно реализуются следующие виды контроля:

1. контроль синтаксиса диаграмм и типов их элементов. Обычно
такой контроль осуществляется при вводе и редактировании элементов диаграмм;

2. контроль полноты и состоятельности диаграмм: все элементы диаграмм должны быть идентифицированы и отражены в репозитории. Например, для ВРВ контролируются неименованные или несвязанные потоки данных, процессы и хранилища данных;

3. сквозной контроль диаграмм одного или различных типов на предмет их состоятельности по уровням - вертикальное и горизонтальное балансирование диаграмм. При вертикальном балансировании диаграмм одного типа выявляются несбалансированные потоки данных между детализируемой и детализирующей диаграммами. Гори­зонтальное балансирование определяет несоответствия между структурами данных и спецификациями процессов.

Классификация CASE-средств

Можно привести много примеров различных классификаций CASE-средств, встречающихся в литературе. Остановимся на двух наиболее распространенных вариантах: по типам и категориям.

Классификация по типам отражает функциональную ориентацию СА8Е-средств на те или иные процессы ЖЦ и включает следующие типы:

1. средства анализа и проектирования , предназначенные для пост­роения и анализа как моделей деятельности организации (пред­метной области), так и моделей проектируемой системы. К таким средствам относятся BPwin (PLATINUM technology), Silverrun(Silverrun technologies), Oracle Designer (Огас1е), Ration Rose(Ration Software), Paradigm Plus (PLATINUM technology), Power Designer (Sybase), System Architect (Popkin Software). Их целью является определение системных требований и свойств, которы­ми система должна обладать, а также создание проекта системы, удовлетворяющей этим требованиям и обладающей соответству­ющими свойствами. Выходом таких средств являются специфи­кации компонентов системы и их интерфейсов, алгоритмов и структур данных;

2. средства проектирования баз данных , обеспечивающие моделиро­вание данных и генерацию схем баз данных (как правило, на язы­ке SQL – Structured Query Language - структурированном языке запросов) для наиболее распространенных СУБД. Средства проектирования баз данных имеются в составе таких CASE-средств, как Silverrun , Огас1е Designer, Paradigm Plus, Power Designer. Наи­более известным средством, ориентированным только на проектирование БД, является ERwin (PLATINUM technology);

3. средства управления требованиями , обеспечивающие комплексную
поддержку разнородных требований к создаваемой системе. Примерами таких средств являются RequisitePro (Rational Software) и DOORS - Dinamic Object-Oriented Requirements System-динамическая объектно-ориентированная система уп­равления требованиями (Quality Systems and Software Inc.);

4. средства управления конфигурацией ПО - PVCS (Merant),С1еагCase (Rational Software) и др.;

5. средства документирования . Наиболее известным из них является SoDA – Software Document Automation - автоматизированное документирование ПО (Rational Software);

6. средства тестирования . Наиболее развитым на сегодняшний день средством является Rational Suite TestStudio (Rational Software) -набор продуктов, предназначенных для автоматического тести­рования приложений;

7. средства управления проектом - Ореп Р1ап Professional (Welcom Software), MicroSoft Project 98 и др.;

8. средства реверсного инжиниринга , предназначенные для переноса существующей системы ПО в новую среду. Они обеспечивают анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем и формирования БД входят в состав таких CASE-средств, как Silverrun, Огас1е Designer, Power Designer, ERwin. Анализаторы программных кодов имеются в составе Rational Rose и Paradigm Plus.

Классификация по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства, решающие небольшие автономные задачи (tools), набор частично интегрированных средств, охватывающих большин­ство процессов ЖЦ ПО (toolkit), и полностью интегрированные сред­ства, поддерживающие весь ЖЦ ПО и связанные общим репозиторием. Помимо этого, CASE-средства можно также классифициро­вать по применяемым структурным или объектно-ориентированным методам анализа и проектирования ПО.

На сегодняшний день российский рынок программного обеспе­чения располагает практически всеми перечисленными выше сред­ствами.

CASE-средства проектирования баз данных

Тенденции развития современных информационных технологий приводят к постоянному возрастанию сложности систем баз данных. Опыт проектирования таких систем показывает, что это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Начиная с 70-х и 80-х годов, при разработке информационных систем широко применяется структурная методология, предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания систем и принимаемых технических решений. Она основана на наглядной графической технике: для описания различного рода моделей используются схемы и диаграммы. Для автоматизации этой технологии в настоящее время используются программно-технологические средства специального класса - CASE-средства, реализующие CASE-технологию создания и сопровождения информационных систем. Термин CASE (Computer Aided Software Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения, в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных автоматизированных систем в целом. Под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения информационных систем, включая анализ и формулировку требований, проектирование приложений и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы.

CASE-средства – это автоматизированные средства, основанные на CASE-технологиях, позволяющие автоматизировать отдельные этапы жизненного цикла программного обеспечения. Все современные CASE-средства могут быть классифицированы по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию на процессы жизненного цикла программного обеспечения. Классификация по категориям определяет степень интеграции по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства, решающие наиболее автономные задачи (по-английски tools), набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла (toolkit) и полностью интегрированные средства, поддерживающие весь жизненный цикл информационных систем.

Классификация по типам включает следующие основные CASE-средства:

1. Средства анализа, предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Bpwin, Design/IDEF);

2. Средства анализа и проектирования, предназначенные для создания проектных спецификаций (CASE.Аналитик, Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun, PRO-IV);

3. Средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных для наиболее распространенных СУБД (Silverrun, Vantage Team Builder, Designer/2000, ERwin, S-Designor);

4. Средства разработки приложений и генераторы кодов (Vantage Team Builder, Silverrun, PRO-IV);

5. Средства реинжениринга, обеспечивающие анализ программных кодов, схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем баз данных входят в состав: (Silverrun, Vantage Team Builder, Designer/2000, Erwin, S-Designor). Для анализа программных кодов используются такие средства, как Rational Rose и Object Team.

В контексте данного учебного пособия наиболее интересны CASE-средства, используемые при проектировании баз данных, перечисленные в пункте 3.

CASE-средство Silverrun американской фирмы Computer Systems Advisers (CSA) используется для анализа и проектирования информационных систем бизнес-класса и ориентировано, в большей степени, на спиральную модель жизненного цикла. Оно применимо для поддержки любой методологии, основанной на раздельном построении функциональной и информационной моделей (диаграмм потоков данных и диаграмм «сущность-связь»). Silverrun имеет модульную структуру и состоит из четырех модулей, каждый из которых является самостоятельным продуктом. Модуль построения моделей бизнес-процессов в форме диаграмм потоков данных (BMP – Business Process Modeler) позволяет моделировать функционирование обследуемой организации или создаваемой информационной системы. Модуль концептуального моделирования данных (ERX – Entity-Relationship eXpert) обеспечивает построение моделей данных «сущность-связь», не привязанных к конкретной реализации. Модуль реляционного моделирования (RDM – Relational Data Modeler) позволяет создавать детализированные модели «сущность-связь», предназначенные для реализации в реляционной базе данных. Менеджер репозитория рабочей группы (WRM – Workgroup Repository Manager) применяется как словарь данных для хранения общей для всех моделей информации, а также обеспечивает интеграцию модулей Silverrun в единую среду проектирования. Платой за высокую гибкость и разнообразие изобразительных средств построения моделей является такой недостаток Silverrun, как отсутствие жесткого взаимного контроля между компонентами различных моделей (например, возможности автоматического распространения изменений между диаграммами потоков данных разного уровня). Но этот недостаток может иметь существенное значение только в случае использования каскадной модели жизненного цикла программного обеспечения. Для автоматической генерации схем баз данных у Silverrun существуют мосты к наиболее распространенным СУБД: Oracle, Informix, DB2, Ingres, Progress, SQL Server, SQLBase, Sybase. Для передачи данных в средства разработки приложений имеются мосты к языкам 4GL: JAM, PowerBuilder, SQL Windows, Uniface, NewEra, Delphi. Система Silverrun реализована на трех платформах – MS Windows, Macintosh, OS/2 Presentation Manager – с возможностью обмена проектными данными между ними.

Vantage Team Builder представляет собой интегрированный программный продукт, ориентированный на реализацию каскадной модели жизненного цикла программного обеспечения. Vantage Team Builder обеспечивает выполнение следующих функций: 1) проектирование диаграмм потоков данных, «сущность-связь», структур данных, структурных схем программ и последовательностей экранных форм; 2) генерацию кода программ на языке 4GL целевой СУБД с полным обеспечением программной среды и генерация SQL-кода для создания таблиц баз данных, индексов, ограничений целостности и хранимых процедур; 3) программирование на языке C со встроенным SQL; 4) управление версиями и конфигурацией проекта; 5) генерация проектной документации по стандартным и индивидуальным шаблонам; 6) экспорт и импорт данных проекта. Vantage Team Builder поставляется в различных конфигурациях в зависимости от используемых СУБД (Oracle, Informix, Sybase, Ingress) или средств разработки приложений (Uniface). Конфигурация Vantage Team Builder обеспечивает совместное использование двух систем в рамках единой технологической среды проектирования, при этом схемы баз данных (SQL - модели) переносятся в репозиторий Uniface, и, наоборот, прикладные модели, сформированные средствами Uniface, могут быть перенесены в репозиторий Vantage Team Builder. Возможности рассогласования между репозиториями двух систем устаняются с помощью специальной утилиты. Разработка экранных форм в среде Uniface выполняется на базе диаграмм последовательностей форм (FSD) после импорта SQL – модели. Vantage Team Builder функционирует на всех основных Unix – платформах (Solaris, SCO UNIX, AIX, HP-UX) и VMS.

CASE-средство Designer/2000 фирмы Oracle является интегрированным CASE-средством, обеспечивающим в совокупности со средствами разработки приложений Developer/2000, поддержку полного жизненного цикла программного обеспечения для систем, использующих СУБД Oracle. В состав Designer/2000 входят следующие компоненты: 1) Repository Administrator – средства управления репозиторием (создание, удаление приложений, управление доступа к данным со стороны различных пользователей, экспорт и импорт данных); 2) Repository Object Navigator - средство доступа к репозиторию. Обеспечивающие многооконный объектно-ориентированный интерфейс доступа ко всем элементам репозитория; 3) Process Modeller – средство анализа и моделирования деловой деятельности, основывающиеся на концепциях реинжениринга бизнес-процессов и глобальной системы управления качеством; 4) Systems Modeller – набор средств построения функциональных и информационных моделей проектируемой информационной системы, включающий средства для построения диаграмм «сущность-связь», диаграмм функциональных иерархий, диаграмм потоков данных и средство анализа и модификации связей объектов репозитория различных типов; 5) Systems Designer – набор средств проектирования информационных систем, включающий средство построения структуры реляционной базы данных, а также средства построения диаграмм, отображающих взаимодействие с данными, иерархию, структуру и логику приложений, реализуемую хранимыми процедурами на языке SQL; 6) Server Generator – генератор описаний объектов базы данных Oracle (таблиц, индексов, ключей, последовательностей и т.д.). Помимо продуктов Oracle, генерация и реинжиниринг баз данных может выполняться для СУБД Informix, DB/2,Microsoft SQL Server, Sybase, a а также для баз данных, доступ к которым реализуется посредством ODBC; 7) Forms Generator – генератор приложения, включающий в себя различные экранные формы, средства контроля данных, проверки ограничений целостности и автоматические подсказки; 8) Repository Reports – генератор стандартных отчетов. Среда функционирования Designer/2000 – Windows 3.x, Windows 95, Windows NT.

Erwin – средство логического моделирования баз данных, использующее методологию IDEF1X. Erwin реализует проектирование схемы баз данных, генерацию её описания на языке целевой СУБД (Oracle, Informix, DB/2, Ingres, Progress, SQL Server, SQLBase, Sybase и др.) и реинжениринг существующей базы данных. Erwin выпускается в нескольких различных конфигурациях, ориентированных на наиболее распространенные средства разработки приложений 4GL. Версия Erwin/Open полностью совместима со средствами разработки приложений PowerBuilder и SQLWindows и позволяет экспортировать описание спроектированной базы данных непосредственно в репозитории данных средств.

S –Designor представляет собой CASE – средство для проектирования реляционных баз данных. S –Designor реализует стандартную методологию моделирования данных и генерирует описание баз данных для таких СУБД, как Oracle, Informix, DB/2, Ingres, Progress, SQL Server, SQLBase, Sybase и др. Для существующих систем выполняется реинжениринг баз данных.

Из перечисленных средств универсальными средствами, ориентированными только на проектирование баз данных, являются последние два.

В следующем разделе будут рассмотрены теоретические аспекты реляционных баз данных, влияющие на выбор решений при разработке баз данных и последующей работе с базами данных.

Классификация по признакам

Рассмотрим основные классификации современных CASE-систем по следующим признакам:

1. Поддерживаемые методологии проектирования : объектно-ориентированные, функционально (или структур но)-ориентированные и комплексно-ориентированные;
2. Поддерживаемые графические нотации построения диаграмм : с наиболее распространенными нотациями, с отдельными нотациями и с фиксированной нотацией;
3. Степень интегрированности : toolkit (неинтегрированные средства, которые охватывают большинство этапов разработки информационных систем), tools (отдельные локальные средства) и workbench (интегрированные средства, которые связаны репозиторием – общей базой проектных данных);
4. Тип и архитектура вычислительной техники : с ориентацией на глобальную вычислительную сеть (ГВС), на локальную вычислительную сеть (ЛВС), на ПЭВМ и смешанный тип;
5. Режим коллективной разработки проекта : с ориентацией на режим объединения подпроектов, режим реального времени разработки и без поддержки коллективной разработки;
6. Тип операционной системы : работающие под управлением UNIX, под управлением WINDOWS и под управлением разных операционных систем (OS/2, UNIX, WINDOWS и др.).

Классификация по типам

Средства проектирования и анализа , которые предназначены для анализа и построения моделей системы, которая проектируется, и моделей деятельности организации (предметной области).

К ним относят System Architect, Power Designer, Paradigm Plus, Rational Rose, Oracle Designer, Silverrun, BPwin.

Цель данных средств – определить системные требования и свойства, которыми должна обладать система, а также создать проект системы, которая будет удовлетворять этим требованиям и обладать соответствующими свойствами. Продуктом таких средств являются спецификации алгоритмов, спецификации компонентов системы и их интерфейсов, структур данных.

Средства проектирования БД , которые обеспечивают генерацию схем БД и моделирование данных (обычно на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД.

Средства проектирования баз данных входят в состав следующих CASE-средств: Power Designer, Paradigm Plus, Oracle Designer, Silverrun. Наиболее известное средство, которое ориентировано только на проектирование баз данных, – ERwin.

Средства управления требованиями , которые обеспечивают комплексную поддержку неоднородных требований к системе, которая создается.

Примеры : DOORS – динамическая объектно-ориентированная система управления требованиями и RequisitePro.

Средства тестирования . Наиболее развитое сегодня – Rational Suite TestStudio – набор продуктов, которые предназначены для автоматического тестирования приложений.

Средства управления конфигурацией программного обеспечения – ClearCase, PVCS и др.

Средства документирования . Наиболее известное из них – SoDA (автоматизированное документирование программное обеспечение).

Средства управления проектом – Microsoft Project, Open Plan Professional и др.

Средства реверсного инжиниринга , которые предназначены для переноса существующей системы программного обеспечения в новую среду. Ими обеспечивается анализ схем баз данных и программных кодов и формируются на их основе различные модели и проектные спецификации.

Замечание 1

Средства формирования ERD и анализа схем баз данных являются частью следующих CASE-средств: ERwin, Power Designer, Oracle Designer, Silverrun. Анализаторы программных кодов входят в состав Paradigm Plus и Rational Rose.

Классификация по категориям

1. Вспомогательные программы (tools) – поддерживаются отдельные процессы разработки программного обеспечения (например, сравнение результатов тестов, компиляция программ, проверка непротиворечивости архитектуры системы и т.п.). Вспомогательная программа может быть универсальным функционально-законченным средством (например, текстовый процессор) или быть составляющей инструментальных средств.
2. Инструментальные средства (workbenches) – поддерживаются определенные процессы разработки программного обеспечения (к примеру, проектирование, создание спецификации и т.д.). Зачастую инструментальные средства представляют собой набор вспомогательных программ, интегрированных в меньшей или большей степени.
3. Рабочие среды разработчика (environments) – поддерживаются большинство или все процессы разработки программного обеспечения. Рабочие среды зачастую содержат несколько разных интегрированных инструментальных средств.

Замечание 2

Кроме того, CASE-средства также классифицируют по применяемым объектно-ориентированным или структурным методам проектирования и анализа программного обеспечения.

CASE (Computer-Aided Software/System Engineering) - направление в программной инженерии . Содержание этого понятия обычно определяется перечнем задач, решаемых с помощью CASE, а также совокупностью применяемых методов и средств. Очень грубо, CASE - технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования , разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения , поддержанную комплексом взаимоувязанных средств автоматизации.

CASE - это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и прогpаммистов, заменяющий им бумагу и карандаш на компьютер для автоматизации процесса проектирования и разработки ПО.

Основные концепции

Большинство CASE-средств основано на парадигме методология/метод/нотация/средство :

• Методология определяет руководящие указания для оценки и выбора проекта разрабатываемого ПО, шаги работы и их последовательность, а также правила распределения и назначения методов.
• Метод - это систематическая процедура или техника генерации описаний компонент ПО (например, проектирование потоков и структур данных).
• Нотации предназначены для описания структуры системы, элементов данных, этапов обработки и включают графы, диаграммы, таблицы, блок-схемы, формальные и естественные языки.
• Средства - инструментарий для поддержки и усиления методов. Эти инструменты поддерживают работу пользователей при создании и редактировании графического проекта в интерактивном режиме, они способствуют организации проекта в виде иерархии уровней абстракции, выполняют проверки соответствия компонентов.

Отличия CASE от традиционной разработки

Модель жизненного цикла ПО

CASE-технологии предлагают новый, основанный на автоматизацииподход к концепции ЖЦ ПО. При использовании CASE изменяются все фазы ЖЦ, при этом наибольшие изменения касаются фаз анализа и проектирования.

Простейшая модель ЖЦ:

Прототипирование -> Проектирование спецификаций -> Контроль проекта -> Кодогенерация -> Системное тестирование -> Сопровождение

Классификация CASE-средств

Все CASE-средства делятся на типы, категории и уровни.

Классификация по типам

Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств в технологическом процессе:

1. АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ . Средства данной группы используются для создания спецификаций системы и ее проектирования; они поддерживают широко известные методологии проектирования. К таким средствам относятся:
   • CASE.Аналитик (Эйтэкс),
   • The Developer (ASYST Technologies),
   • POSE (Computer Systems Advisers),
   • ProKit*Workbench (McDonnell Douglas),
   • Excelerator (Index Technology),
   • Design-Aid (Nastec),
   • Design Machine (Optima),
   • MicroStep (Meta Systems),
   • vsDesigner (Visual Software),
   • Analist/Designer (Yourdon),
   • Design/IDEF (Meta Software),
   • BPWin (Logic Works),
   • SELECT (Select Software Tools),
   • System Architect (Popkin Software & Systems),
   • Westmount I-CASE Yourdon (Westmount Technology B.V. & CADRE Technologies),
   • CASE/4/0 (microTOOL GmbH).
   Их целью является определение системных требований и свойств, которыми система должна обладать, а также создание проекта системы, удовлетворяющей этим требованиям и обладающей соответствующими свойствами. На выходе продуцируются спецификации компонент системы и интерфейсов, связывающих эти компоненты, а также “калька” архитектуры системы и детальная “калька” проекта, включающая алгоритмы и определения структур данных.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ И ФАЙЛОВ . Средства данной группы обеспечивают логическое моделирование данных, автоматическое преобразование моделей данных в Третью Нормальную Форму, автоматическую генерацию схем БД и описаний форматов файлов на уровне программного кода:
   • ERWin (Logic Works),
   • Chen Toolkit (Chen & Asssociates),
   • S-Designor (SDP),
   • Designer2000 (Oracle),
   • Silverrun (Computer Systems Advisers).
3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ . Средства этой группы поддерживают этапы программирования и тестирования, а также автоматическую кодогенерацию из спецификаций, получая полностью документированную выполняемую программу:
   • COBOL 2/Workbench (Mikro Focus),
   • DECASE (DEC),
   • NETRON/CAP (Netron),
   • APS (Sage Software).
   Помимо диаграммеров различного назначения и средств поддержки работы с репозитарием, в эту группу средств включены и традиционные генераторы кодов, анализаторы кодов (как в статике, так и в динамике), генераторы наборов тестов, анализаторы покрытия тестами, отладчики.
4. СОПРОВОЖДЕНИЕ И РЕИНЖИНИРИНГ . К таким средствам относятся документаторы, анализаторы программ, средства реструктурирования и реинжениринга:
   • Adpac CASE Tools (Adpac),
   • Scan/COBOL и SuperStructure (Computer Data Systems),
   • Inspector/Recoder (Language Technology).
   Их целью является корректировка, изменение, анализ, преобразование и реинжениринг существующей системы. Средства позволяют
   • осуществлять поддержку всей системной документации, включая коды, спецификации, наборы тестов;
   • контролировать покрытие тестами для оценки полноты тестируемости;
   • управлять функционированием системы и т.п.
   Особый интерес представляют средства обеспечения мобильности (в CASE они получили название средств миграции) и реинжиниринга. К средствам миграции относятся трансляторы, конверторы, макрогенераторы и др., позволяющие обеспечить перенос существующей системы в новое операционное или аппаратурное окружение. Средства реинжиниринга включают:
   • статические анализаторы для продуцирования схем системы ПО из ее кодов, оценки влияния модификаций (например,”эффекта ряби” - внесение изменений с целью исправления ошибок порождает новые ошибки);
   • динамические анализаторы (обычно, компиляторы и интерпретаторы с встроенными отладочными возможностями);
   • документаторы, позволяющие автоматически получать обновленную документацию при изменении кода;
   • редакторы кодов, автоматически изменяющие при редактировании и все предшествующие коду структуры (например, спецификации);
   • средства доступа к спецификациям, их модификации и генерации нового (модифицированного) кода;
   • средства реверсного инжиниринга, транслирующие коды в спецификации.
5. ОКРУЖЕНИЕ . Средства поддержки платформ для интеграции, создания и придания товарного вида CASE-средствам:
   • Multi/Cam (AGS Management Systems),
   • Design/OA (Meta Software).
6. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ . Средства, поддерживающие планирование, контроль, руководство, взаимодействие, т.е. функции, необходимые в процессе разработки и сопровождения проектов:
   • Project Workbench (Applied Business Technology).

Классификация по категориям

• вспомогательные программы (tools) - вспомогательные пакеты, решающие небольшую автономную задачу, принадлежащую проблеме более широкого масштаба.
• пакеты разработчика (toolkit) - совокупность интегрированных программных средств, обеспечивающих помощь для одного из классов программных задач; использует репозитарий для всей технической и управляющей информации о проекте, концентрируясь при этом на поддержке, как правило, одной фазы или одного этапа разработки ПО.
• инструментальные средства (workbench) - интеграция программных средств, которые
  • поддерживают системный анализ, проектирование и разработку ПО;
  • используют репозитарий, содержащий всю техническую и управляющую информацию о проекте;
  • обеспечивают автоматическую передачу системной информации между разработчиками и этапами разработки;
  • организуют поддержку практически полного ЖЦ (от анализа требований и проектирования ПО до получения документированной выполняемой программы).
  Workbench, по сравнению с toolkit, обладает более высокой степенью интеграции выполняемых функций, большей самостоятельностью и автономностью использования, а также наличием тесной связи с системными и техническими средствами аппаратно-вычислительной среды, на которой workbench функционирует. По существу, workbench может рассматриваться как автоматизированная рабочая станция, используемая как инструментарий для автоматизации всех или отдельных совокупностей работ по созданию ПО.

Классификация по уровням

Классификация по уровням связана с областью действия CASE в пределах жизненного цикла ПО. Однако четкие критерии определения границ между уровнями не установлены, поэтому данная классификация имеет, вообще говоря, качественный характер.

• Верхние (Upper) CASE часто называют средствами компьютерного планирования. Они призваны повышать эффективность деятельности руководителей фирмы и проекта путем сокращения затрат на определение политики фирмы и на создание общего плана проекта. Этот план включает цели и стратегии их достижения, основные действия в свете целей и задач фирмы, установление стандартов на различные виды взаимосвязей и т.д. Использование верхних CASE позволяет построить модель предметной области, отражающую всю существующую специфику. Она направлена на понимание общего и частного механизмов функционирования, имеющихся возможностей, ресурсов, целей проекта в соответствии с назначением фирмы. Эти средства позволяют проводить анализ различных сценариев (в том числе наилучших и наихудших), накапливая информацию для принятия оптимальных решений.
• Средние (Middle) CASE считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры ПО. Их использование существенно сокращает цикл разработки проекта; при этом важную роль играет возможность накопления и хранения знаний, обычно имеющихся только в голове разработчика-аналитика, что позволит использовать накопленные решения при создании других проектов. Основная выгода от использования среднего CASE состоит в значительном облегчении проектирования систем, проектирование превращается в итеративный процесс, включающий следующие действия:
  • пользователь обсуждает с аналитиком требования к проектируемой системе;
  • аналитик документирует эти требования, используя диаграммы и словари входных данных;
  • пользователь проверяет эти диаграммы и словари, при необходимости модифицируя их;
  • аналитик отвечает на эти модификации, изменяя соответствующие спецификации.
  Кроме того, средние CASE обеспечивают возможности быстрого документирования требований и быстрого прототипирования.
• Нижние (Lower) CASE являются средствами разработки ПО (при этом может использоваться до 30% спецификаций, созданных средствами среднего CASE). Они содержат системные словари и графические средства, исключающие необходимость разработки физических спецификаций. Имеются системные спецификации, которые непосредственно переводятся в программные коды разрабатываемой системы (при этом автоматически генерируется до 80-90% кодов). На эти средства возложены также функции тестирования, управления конфигурацией, формирования документации. Главными преимуществами нижних CASE являются: значительное уменьшение времени на разработку, облегчение модификаций, поддержка возможностей прототипирования (совместно со средними CASE).

Достоинства CASE-методологий

• улучшают качество создаваемого ПО за счет средств автоматического контроля (прежде всего, контроля проекта);
• позволяют за короткое время создавать прототип будущей системы, что позволяет на ранних этапах оценить ожидаемый результат;
• ускоряют процесс проектирования и разработки;
• освобождают разработчика от рутинной работы, позволяя ему целиком сосредоточиться на творческой части разработки;
• поддерживают развитие и сопровождение разработки;
• поддерживают технологии повторного использования компонент разработки.

Silverrun

CASE-средство Silverrun американской фирмы Computer Systems Advisers, Inc. используется для анализа и проектирования ИС бизнес-класса. Оно применимо для поддержки любой методологии, основанной на раздельном построении функциональной и информационной моделей. Silverrun имеет модульную структуру и состоит из четырех модулей, каждый из которых является самостоятельным продуктом и может приобретаться и использоваться без связи с остальными модулями: модуль построения моделей бизнес-процессов, модуль концептуального моделирования данных, модуль реляционного моделирования и менеджер репозитория рабочей группы. Платой за высокую гибкость и разнообразие изобразительных средств построения моделей является такой недостаток Silverrun, как отсутствие жесткого взаимного контроля между компонентами различных моделей

Средство разработки приложений JAM - продукт американской фирмы JYACC. Основной чертой JAM является его соответствие методологии RAD, поскольку он позволяет достаточно быстро реализовать цикл разработки приложения, заключающийся в формировании очередной версии прототипа приложения с учетом требований, выявленных на предыдущем шаге, и предъявить его пользователю. JAM имеет модульную структуру и состоит из следующих компонент:

• · Ядро системы;
• · JAM/DBi - специализированные модули интерфейса к СУБД (JAM/DBi-Oracle, JAM/DBi-Informix, JAM/DBi-ODBC и т.д.);
• · JAM/RW - модуль генератора отчетов;
• · JAM/CASEi - специализированные модули интерфейса к CASE-средствам (JAM/CASE-TeamWork, JAM/CASE-Innovator и т.д.);
• · JAM/TPi - специализированные модули интерфейса к менеджерам транзакций (например, JAM/TPi-Server TUXEDO и т.д.);
• · Jterm - специализированный эмулятор X-терминала.

Ядро системы (собственно, сам JAM) является законченным продуктом и может самостоятельно использоваться для разработки приложений. Все остальные модули являются дополнительными и самостоятельно использоваться не могут. При использовании JAM разработка внешнего интерфейса приложения представляет собой визуальное проектирование и сводится к созданию экранных форм путем размещения на них интерфейсных конструкций и определению экранных полей ввода/вывода информации.

Vantage Team Builder

Vantage Team Builder представляет собой интегрированный программный продукт, ориентированный на реализацию каскадной модели ЖЦ ПО и поддержку полного ЖЦ ПО. Наличие универсальной системы генерации кода, основанной на специфицированных средствах доступа к репозиторию проекта, позволяет поддерживать высокий уровень исполнения проектной дисциплины разработчиками: жесткий порядок формирования моделей; жесткая структура и содержимое документации; автоматическая генерация исходных кодов программ и т.д. - все это обеспечивает повышение качества и надежности разрабатываемых ИС.

Локальные средства (ERwin, BPwin, S-Designor)

ERwin - средство концептуального моделирования БД, использующее методологию IDEF1X. ERwin реализует проектирование схемы БД, генерацию ее описания на языке целевой СУБД и реинжиниринг существующей БД. ERwin выпускается в нескольких различных конфигурациях, ориентированных на наиболее распространенные средства разработки приложений 4GL. Для ряда средств разработки приложений (PowerBuilder, SQLWindows, Delphi, Visual Basic) выполняется генерация форм и прототипов приложений. BPwin - средство функционального моделирования, реализующее методологию IDEF0. S-Designor представляет собой CASE-средство для проектирования реляционных баз данных. По своим функциональным возможностям и стоимости он близок к CASE-средству ERwin, отличаясь внешне используемой на диаграммах нотацией. S-Designor реализует стандартную методологию моделирования данных и генерирует описание БД для таких СУБД, как ORACLE, Informix, Ingres, Sybase, DB/2, Microsoft SQL Server и др.

Объектно-ориентированные CASE-средства (Rational Rose)

Rational Rose - CASE-средство фирмы Rational Software Corporation - предназначено для автоматизации этапов анализа и проектирования ПО, а также для генерации кодов на различных языках и выпуска проектной документации. Rational Rose использует синтез-методологию объектно-ориентированного анализа и проектирования, основанную на подходах трех ведущих специалистов в данной области: Буча, Рамбо и Джекобсона. Разработанная ими универсальная нотация для моделирования объектов (UML - Unified Modeling Language) претендует на роль стандарта в области объектно-ориентированного анализа и проектирования. Конкретный вариант Rational Rose определяется языком, на котором генерируются коды программ (C++, Smalltalk, PowerBuilder, Ada, SQLWindows и ObjectPro). Основной вариант - Rational Rose/C++ - позволяет разрабатывать проектную документацию в виде диаграмм и спецификаций, а также генерировать программные коды на С++. Кроме того, Rational Rose содержит средства реинжиниринга программ, обеспечивающие повторное использование программных компонент в новых проектах.