Основы разработки ПО исследуемой задачи

Разработка и проектирование ПО начинается с создания концептуальной модели использования системы.

Первая фаза процесса проектирования базы данных заключается в создании для анализируемой части предприятия концептуальноймоделиданных. Построение ее осуществляется в определенном порядке: в начале создаются подробные модели пользовательских представлений данных; затем они интегрируются в концептуальную модель данных. Концептуальное проектирование приводит к созданию концептуальнойсхемыбазы данных.

Существует два основных подхода к проектированию систем баз данных: «нисходящий» и «восходящий».

Превосходящем подходе, который применяется для проектирования простых баз данных с относительно небольшим количеством атрибутов, работа начинается с самого нижнего уровня— уровня определения атрибутов, которые на основе анализа существующих между ними связей группируются в отношения. Полученные отношения в дальнейшем подвергаются процессу нормализации, который приводит к созданию нормализованных взаимосвязанных таблиц, основанных на функциональных зависимостях между атрибутами.

Проектирование сложных баз данных с большим количеством атрибутов, поскольку установить среди атрибутов все существующие функциональные зависимости довольно затруднительно, осуществляется использованием нисходящегоподхода. Начинается этот подход с разработки моделей данных, которые содержат несколько высокоуровневых сущностей и связей, затем работа продолжается в виде серии нисходящих уточнений низкоуровневых сущностей, связей и относящихся к ним атрибутов.

Нисходящий подход демонстрируется в концепции модели «сущность-связь»(Entity-Relationship model — ER-модель)— самой популярной технологии высокоуровневого моделирования данных, предложенной П. Ченом.

Модели «сущность-связь» относится к семантическим моделям. Семантическое моделирование данных, связанное со смысловым содержанием данных, независимо от их представления в ЭВМ, изначально возникло с целью повышения эффективности и точности проектированиябаз данных. Методы семантического моделирования оказались применимы ко многим пользовательским проблемам и легко преобразуемы в сетевые, иерархические и реляционные модели.

Помимо «нисходящего» и «восходящего» подходов, для проектирования баз данных могут применяться другие подходы, являющиеся некоторыми комбинациями указанных.

В построении общей концептуальной модели данных выделяют ряд этапов.

-Выделение локальных представлений, соответствующих обычно относительно независимым данным. Каждое такое представление проектируется как подзадача.

-Формулирование объектов, описывающих локальную предметную область проектируемой БД, и описание атрибутов, составляющих структуру каждого объекта.

-Выделение ключевых атрибутов.

-Спецификация связей между объектами. Удаление избыточных связей.

-Анализ и добавление не ключевых атрибутов.

-Объединение локальных представлений.

Построение концептуальной модели данных осуществляется на основе анализа описания предметной области на естественном языке, сделанного конечным пользователем. В процессе разработки концептуальная модель данных постоянно подвергается тестированию и проверке на соответствие требованиям пользователей. Созданная концептуальная модель данных предприятия является источником информации для фазы логического проектирования базы данных.

Современные методологии проектирования систем должны обеспечивать описание объектов автоматизации, описание функциональных возможностей ПО, спецификацию проекта, гарантирующую достижение заданных характеристик системы, детальный план создания системы с оценкой сроков разработки, описание реализации конкретной системы.

Существует три метода разработки ПО: оригинальный, типовой, автоматизированный.
Метод оригинального проектирования охватывает все виды работ для различных объектов, выполняемых по специальным проектам, включающим оригинальные методики и средства выполнения работ. Методики на всех этапах работ создаются для конкретного объекта по мере необходимости. Недостатками этого метода являются высокая трудоемкость, большие сроки проектирования, плохие модернизируемость и сопровождаемость.

Оригинальное проектирование является достаточно дорогостоящим мероприятием.

Оригинальное проектирование не предусматривает применение средств, автоматизирующих процесс разработок, за исключением операционных систем.

Оригинальное проектирование характеризуется тем, что все виды проектных работ сориентированы на создание индивидуальных проектов. Для каждого конкретного объекта разрабатывается проект организации производства, в максимальной степени учитывающий его особенности.

Оригинальное проектирование является традиционным.

Метод оригинального проектирования характеризуется тем, что все виды проектных работ при его использовании ориентированы на создание индивидуальных проектов. Отметим, что в состав инструментальных средств, используемых при оригинальном проектировании, входят библиотеки стандартных процедур, реализующих типовые процессы обработки данных.

Основное достоинство метода оригинального проектирования заключается в том, что получаемый в результате проектирования индивидуальный проект в полной мере отражает все особенности соответствующего объекта управления.

Метод типового проектирования предполагает разбиение системы на отдельные модули (элементы, подсистемы, объекты) и разработку для каждого из них законченного проекта. Это позволяет при внедрении адаптировать каждый модуль к конкретным условиям функционирования системы.

Методы типового проектирования предполагают создание системы из готовых покупных типовых элементов (типовых проектных решений). Для этого проектируемая ИС должна быть декомпозируема на множество составляющих компонент (подсистем, комплексов задач, программных модулей и т.д.), для которых подбираются и закупаются имеющиеся на рынке типовые проектные решения. Далее закупленные типовые элементы, как правило, включающие программные продукты, настраиваются на особенности конкретного предприятия или дорабатываются в соответствии с требованиями предметной области.

Метод автоматизированного проектирования предполагает автоматизацию основных этапов создания АИС, начиная от выбора состава задач и заканчивая автоматическим получением проектной документации. Для реализации этого метода используют представленные и выполненные на ЭВМ типовые проекты и типовые проектные решения, ППП, ОС, САПР, CASE-технологии.