KONCEPCJA DOBORU METODYK PROJEKTOWANIA I NARZ DZI KOMPUTEROWEGO WSPOMAGANIA (CASE) DO MODELOWANIA DYNAMIKI SYSTEMÓW INFORMACYJNYCH.

Transkrypt

1 KONCEPCJA DOBORU METODYK PROJEKTOWANIA I NARZ DZI KOMPUTEROWEGO WSPOMAGANIA (CASE) DO MODELOWANIA DYNAMIKI SYSTEMÓW INFORMACYJNYCH. ADRIAN WOLNY Zakład Systemów Informatycznych Zarz dzania Wydział Informatyki Politechnika Szczeci ska Streszczenie Artykuł dotyczy metodologicznych aspektów procesu tworzenia systemów informatycznych w kontek cie jego zło ono ci, ze szczególnym uwzgl dnieniem modelowania dynamiki systemów informacyjnych. Autor przedstawia koncepcj prowadzonej pracy badawczej, maj cej na celu rozwi zanie problemów wła ciwego doboru elementów rodowiska pracy analityka-projektanta do realizacji przedsi wzi cia informatycznego. Artykuł ma charakter przyczynku monograficznego. 1. Wprowadzenie Zło ono systemów informacyjnych a szczególno ci zmienno ich struktury, pełnionych funkcji oraz zmienno danych w czasie, stanowiła zawsze wyzwanie dla twórców systemów informatycznych. Modelowanie dynamiki systemu informacyjnego jest jednym z kluczowych zagadnie w procesie tworzenia systemów informatycznych w in ynierii oprogramowania, z którym musi si zetkn ka dy zespół projektowy. W klasycznym modelu cyklu ycia systemu informatycznego, rozwi zanie powierzonego zadania projektowego rozpoczyna si etapem analizy wymaga u ytkownika. Na tym etapie nast puje tzw. modelowanie konceptualne (ang. conceptual modeling), w którym analityk/projektant w oparciu o przyj t metodologi i przy u yciu wybranych metod oraz technik konstruuje modele, odzwierciedlaj ce rozpatrywane fragmenty rzeczywisto ci. Odwzorowanie [BAZEWICZ 1994, str. 21] ma na celu dostarczenie opisu sytuacji, okre lenie jej istoty i uwarunkowa, które daj podstaw i mo liwo dokonywania dalszych transformacji. W zale no ci od charakteru rozpatrywanej rzeczywisto ci mog zosta zastosowane ró ne techniki opisu, np.: formalne, (półformalne przyp. aut.), nieformalne, formatowane, jako ciowe, ilo ciowe. Przy pomocy wy ej wymienionych metod, oraz technik graficznej reprezentacji w postaci diagramów (metody półformalne) - wiedza o projektowanych strukturach (modele statyczne) i zachowaniu systemów informacyjnych (modele dynamiczne) jest gromadzona poprzez wykorzystanie narz dzi komputerowego wspomagania (ang. CASE 10 ). 10 CASE skrót od Compuetr Aided System/Software Enginnering. przyp.aut.

2 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 2, Wyja nienie terminologii i przedstawienie problemu Na pocz tku rozwa a nad tematem, niezb dne jest zdefiniowanie terminologii u ywanej w pracy badawczej. W zwi zku z ograniczeniami obj to ci artykułu, autor przyj ł nast puj ce, podstawowe znaczenie stosowanej w artykule terminologii. Pod poj ciem metody CASE autor rozumie metody systematycznego wytwarzania systemów informatycznych wspierane technologi komputerowego wspomagania (CASE). Modelowanie w kontek cie in ynierii oprogramowania to faza w cyklu ycia systemu; (uproszczenie rzeczywisto ci wdro enia) efektem modelowania jest model logiczny systemu informatycznego, który jest punktem wyj cia do tworzenia projekty technicznego systemu. Modelowanie to synteza postrzeganej rzeczywisto ci jej rezultatem mo e by informacja. Dynamika systemów (informacyjnych) informatycznych to zmiana w czasie struktury informacyjnej systemu tzw. struktury rzeczy i zdarze, gdzie rzecz to struktura informacyjna natomiast zdarzenie - gromadzenie faktów gospodarczych. System informacyjny to system umo liwiaj cy rejestracj, przetwarzanie i udost pnianie danych, informacji. System ten mo e posługiwa si dowolnymi metodami i rodkami technicznymi. System informatyczny to system w którym zastosowano sprz t komputerowy do przechowywania, przetwarzania i udost pniania informacji. W in ynierii oprogramowania w procesie modelowania, stosuje si półformalne techniki opisu rzeczywisto ci w postaci diagramów, opisów czy grafów. Techniki te zanurzone s w metodologiach i metodykach projektowania systemów informatycznych 11. Najbardziej znanymi metodologiami strukturalnymi, s : Analiza Strukturalna DeMarco i Gane&Sarsona, SA/SD Yourdona, SSADM, SA/SD/RT Warda i Melora, SADT, metodologia Hatley a-pirbhai a. Do metodologii obiektowych zaliczane s m.in.: Obiektowo Zorientowana Analiza (ang. Object- Oriented Analysis autorstwa Shlaer a&mellor a, Coad a&yourdon a, Rumbaugh a itd.), Obiektowo Zorientowane Projektowanie (ang. Object-Oriented Design autorstwa Booch a, Coad a&yourdon a Roumbaugh, Wirfs-Brock a itd.), Jackson System Development (JSD). Trzeba zauwa y, e obecnie nast piło ujednolicenie standardów modelowania obiektowego, które jest wyra ane przez j zyk UML 12. Modele statyczne definiuj struktur informacyjn modelowanego systemu informacyjnego poprzez: identyfikacj obiektów i zwi zki (relacji) wyst puj ce nimi w dziedzinie przedmiotowej. W metodykach obiektowych wyra ane jest to zazwyczaj w postaci diagramów klas (ang. class diagram) i diagramów przypadków u ycia (ang. use case diagram), natomiast w metodykach strukturalnych w postaci diagramów zwi zków encji (ang. entity relationship diagram) i diagramów przepływu danych (ang. data flow diagram). Z kolei modele dynamiczne ukazuj aspekty dynamiczne, wyst puj ce w dziedziny przedmiotowej systemu informacyjnego (ukazuj np. zmiany stanów obiektów rzeczywistych pod wpływem zdarze zachodz cych na zewn trz systemu lub zachowanie si systemu zwi zane z upływem czasu). S one wyra ane (w metodykach obiektowych np. w UML) przez diagramy przej stanów (ang. state machine diagram) b d diagramy aktywno ci (ang. activity diagram). W metodykach strukturalnych np. w klasycznej metodologii SSADM (ang. Structured System Analysis and Design Method) przez diagramy historii ycia encji ELH (ang. Entity Life History) czy diagramy STD (ang. State Transition Diagram). 11 w in ynierii oprogramowania metodologie stosowane przy konstruowaniu systemów informatycznych ogólnie dzieli si na: obiektowe i strukturalne przyp.aut. 12 UML skrót od Unified Modeling Language tzn. Zunifikowany jezyk modelowania przyp.aut.

3 60 Adrian Wolny Koncepcja doboru metodyk projektowania i narz dzi komputerowego wspomagania (CASE) do modelowania dynamiki systemów informacyjnych Tak wi c odwzorowanie w procesie tworzenia (rys. 1) sytemu informatycznego dotyczy zarówno aspektów statycznych jak i dynamicznych wyst puj cych w dziedzinie przedmiotowej, a maj cych cisły zwi zek z projektowanym systemem informatycznym. Zanim jednak nast pi to odwzorowanie, nale y zmierzy si z problemem doboru elementów rodowiska pracy projektanta, maj c na uwadze charakter modelowanego systemu. Dziedzina przedmiotowa ggggggggggggggggg ggggg wyniki analiz cele, problemy, potrzeby informatyczne ggggggg modele Dziedziny Przedmiotowej reguly modelowania pojecia abstrtakcyjne fazy metody i techniki dokumentacja PROCES TWORZENIA konstruowanie zespól projektujacy parametry pakiety gggggggggg narzedzia komputerowego wspomagania zadania korekty i modyfikacje wspomaganie procesu TSI prezentacja i eksperymentalna eksploatacja system informatyczny Kryteria oceny akceptacja wdrozenia gggggggggggggggg Rys.1. rodowisko pracy projektanta ( ródło: [WRYCZA 1988]) Na rysunki nr. 1 takimi elementami s : metody, techniki oraz narz dzia komputerowego wspomagania i modele dziedzinowe.

4 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 2, Problemy zwi zane z procesem tworzenia systemów informatycznych. Jak ju wspomniano, proces opracowania systemu informatycznego osadzony jest w rodowisku pracy analityka/projektanta na który składaj si takie elementy jak: metodologia, metody i techniki, modele dziedzinowe (rys. 2). Metodologia Metody i techniki Modele dziedzinowe Pakiety CASE M1, M2,...Mi...,...Mn T1, T2,...Ti...,...Tn R1, R2,...Ri...,...Rn A1, A2,...Ai...,...An rodowisko - W arsztat - Projektant Badanie, wybór i integracja Potrzeby i cechy dziedzinowe Dopasowanie i skompletowanie odpowiedniej metody Dziedzina przedmiotowa Proces projektowania System informatyczny (datalogiczny) Rys.2. Warsztat rodowisko pracy projektanta ( ródło: [BAZEWICZ 1994]) Rodzaj dziedziny problemowej (tzn. wła ciwo ci i cechy rozpatrywanego systemu informacyjnego) oraz pozostałe czynniki, takie jak m.in.: wielko posiadanych zasobów finansowych oraz ludzkich, ograniczenia czasowe i przyj ta strategii w zarz dzaniu projektem maj wpływ na wybór metodologii, metod i technik u ytych do realizacji przedsi wzi cia. Analityk/projektant ma do dyspozycji ró ne metodologie, pocz wszy od obiektowych po strukturalne i zwi zane z nimi odpowiednie metody i techniki. Wybór metodologii poci ga za sob równie konieczno wyboru narz dzia komputerowego wspomagania CASE. Chocia zastosowanie nawet najlepszego narz dzia komputerowego wspomagania projektowania nie gwarantuje powodzenia przedsi wzi cia informatycznego, to aby usprawni proces wytwórczy, od pocz tku lat 80 stosuje si narz dzia CASE, które zapewniaj : wykorzystanie stworzonych modeli na dalszych etapach cyklu ycia systemu informatycznego (m.in. w fazie projektowania i implementacji) a ponadto pomagaj uporz dkowa dokumentacj projektow. Wysoki koszt oraz ró norodno tych narz dzi cz sto jest dodatkow przeszkod w podj ciu wła ciwej decyzji, odno nie doboru wła ciwej dla dziedziny przedmiotowej metodologii. Zatem zasadniczym problemem dla projektanta przed rozpocz ciem modelowania jest przede wszystkim dobór odpowiedniej metodologii (wraz z metodami i technikami) oraz zwi zanego z ni narz dzia komputerowego wspomagania.

5 62 Adrian Wolny Koncepcja doboru metodyk projektowania i narz dzi komputerowego wspomagania (CASE) do modelowania dynamiki systemów informacyjnych 4. Prowadzane badania W przypadku systemów zło onych, w struktura informacyjna systemu informatycznego podlega ci głym zmianom, w nast pstwie zmieniaj cych si potrzeb informacyjnych u ytkowników Potrzeb tych nie sposób przewidzie. Przykładem s szpitalne systemy informatyczne, w których informacji o ka dym pacjencie i procesie jego leczenia nie mo na zapisa w szablonowych, raz ustalonych strukturach danych. Tego typu systemy informatyczne musz posiada architektur systemu otwartego, który b dzie w stanie ewolucyjnie si zmienia wraz ze zmian potrzeb informacyjnych. Prowadzone badania własne maj na celu znalezieni odpowiedzi na nast puj ce, kluczowe pytania: W jakim stopniu metodyki stosowane na etapie analizy i projektowania systemów informatycznych wspierane narz dziami CASE uwzgl dniaj dynamik systemów informacyjnych? Które z nich (metodyk) wspierane narz dziami CASE w lepszym stopniu uwzgl dniaj zmiany (dynamik ) systemów informacyjnych? Czy umo liwiaj ledzenie tych zmian na etapie modelowania konceptualnego? Które z technik w ramach przyj tych (wybranych) metod lepiej oddaj dynamik systemów? Jak mo e si zmienia struktura informacyjna systemu informatycznego i w jaki sposób zmiany te odzwierciedlane s na modelach w ramach metodyk? Jakie techniki w ramach metodyk s wspierane w ramach obecnie stosowanych narz dzi CASE? Autor opracował - w formie schematu - koncepcj prac która jest podstaw prowadzonych bada własnych w ramach pracy doktorskiej. Rys. 3 przedstawia schemat zawieraj cy szereg działa, których przeprowadzenie pozwali - zdaniem autora na uzyskanie wyników daj cych odpowied na postawione uprzednio pytania. Schemat składa si z dwóch zasadniczych cz ci: cz ci DZIAŁANIE i cz ci WYNIKI. W lewej cz ci (DZIAŁANIE) ukazane s kroki które s przedmiotem działalno ci autora. Prawa strona schematu przedstawia przewidywane wyniki b d ce bezpo rednim rezultatem podj tych działa. Modelowanie systemu informacyjnego odb dzie si w oparciu o rzeczywisty przykład. Wi kszo informacji na temat stanu istniej cego autor uzyskuje w wyniku przeprowadzonych wywiadów i konsultacji. Wiele spo ród działa wykonywanych jest równolegle. Obecnie trwaj prace nad zdefiniowaniem głównych problemów wyst puj cych w analizowanym systemie informacyjnym, oraz analiza wymaga u ytkownika. Równolegle okre lana jest struktura informacyjna projektowanego systemu.

6 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 2, DZIAŁANIE START W YNIKI Przegl d metod do modelowania dynamiki Definicja podstawowych poj Zdefiniowanie terminologi stosowanej w pracy Okre lenie kryterium wyboru metod Zdefiniowanie kryterium doboru metod W ybór 3 metod na podst. kryterium Porównanie technik w 3 wybranych metodach U yteczno technik w metodach (tabela) Przykład rzeczywistego systemu informacyjnego Uzasadnienie wyboru do modelowania dynamiki Przegl d wybranych narz dzi CASE dla 3 metody Wybór 3 narz dzi CASE dla metod Porównanie narz dzi CASE wspierajacych wybrane 3 metody. tabela: narz dzia/techniki metody/narzedzia Zdefiniowanie problemu Analiza wymaga uzytkownika Okre lenie struktury informacyjnej Schemat opracował: Adrian Wolny MODELOWANIE Ocena metod CASE i ich u yteczno ci w modelowaniu dynamiki systemów informacyjnych WNIOSKI 1. Praktyczna weryfikacja wyboru metod i narz dzi CASE 2. Modele dynamiczne modelowanego systemu w wybranych metodach CASE W ytyczne do wyboru metod Kierunki rozwoju, koncepcja metody wzorcowej. Schemat opracował: Adrian Wolny Rys.3. Schemat opracowania oceny doboru metod i narz dzi CASE w modelowaniu dynamiki systemów informacyjnych ( ródło: opracowanie własne)

7 64 Adrian Wolny Koncepcja doboru metodyk projektowania i narz dzi komputerowego wspomagania (CASE) do modelowania dynamiki systemów informacyjnych 3. Podsumowanie Przedstawiona koncepcja prac badawczych zwie czona zostanie ocen metod CASE i ich u yteczno ci w modelowaniu dynamiki systemów informacyjnych. Autor pracy ma nadziej, e uzyskane wyniki pozwol na opracowanie kryteriów do wyboru metod, technik i narz dzi dla praktyki projektowania otwartych systemów informatycznych. Ze wzgl du na ci gły rozwój metod, technik i narz dzi CASE, pomocnym te b dzie okre lenie kierunków ich rozwoju. Ko cowym celem pracy autora jest opracowanie koncepcji wzorcowej metody, która tak e w podej ciu autorskim, pozwoli twórcy systemu zapanowa nad koncepcyjnymi zmianami wynikaj cymi ze dynamicznego charakteru systemów informacyjnych. Bibliografia 1. [SOMMERVILLE 2003]: Sommerville I.: In ynieria oprogramowania. WNT, Warszawa [WRYCZA 1997]: Wrycza S.: Projektowanie systemów informatycznych Wydawnictwo UG, Gda sk [BAZEWICZ 1994]: Bazewicz M.: Metody i techniki reprezentacji wiedzy w projektowaniu systemów. Wydawnictwo PW, Wrocław [BAZEWICZ 1995]: Bazewicz M, Collen A.: Podstawy metodologiczne ludzkiej aktywno ci i informatyki. Oficyna Wydawnicza PW, Wrocław 1995 ADRIAN WOLNY awolny@wi.ps.pl Zakład Systemów Informatycznych Zarz dzania Wydział Informatyki PS Ul. ołnierska Szczecin, tel. (0 91)