Анализ и проектирование программных продуктов

Анализ и проектирование Цель и задачи анализа и проектирования

Цель процесса анализа и проектирования состоит в разработке технических инструкций, предписывающих, как реализовать ПС, удовлетворяющую сформулированным требованиям. Для этого следует хорошо понять требования к ПС и преобразовать их в проект системы, выбрав правильную стратегию реализации. На ранних стадиях процесса должна быть создана устойчивая архитектура, на основе которой можно спроектировать ПС, легкую для понимания, построения и развертывания. Архитектура должна быть согласована со средой реализации с целью удовлетворения требований к производительности, устойчивости, безопасности, расширяемости и тестируемости.

К числу решаемых задач при этом относятся:

• разработка точной архитектуры распределенной программной системы;
• преобразование модели требований в модель проектную разрабатываемой системы;
• адаптация проекта системы к среде реализации с целью повышения производительности разработки;
• выбор механизмов реализации и определение ограничений на реализацию;
• разработка компонентной структуры;
• распределение компонентов по узлам.

Главной задачей анализа  является преобразование требований в форму, понятную разработчику, то есть, определение подсистем, компонентов и классов, с помощью которых реализуется требуемое поведение ПС.

В основе такого преобразования лежат ВИ, созданные при определении требований к ПС. При этом рассматриваются только функциональные требования и игнорируются нефункциональные.

Проектирование  – это уточнение результатов анализа, направленное на оптимизацию с учетом ограничений, накладываемых нефункциональными требованиями, средой реализации и т. д.

Роли

• Системный архитектор  – руководит работами по анализу и проектированию ПС. Он определяет общую структуру каждого архитектурного представления, декомпозицию представлений, группировку элементов и интерфейсы между группами.
• Разработчик  – проектирует классы и отношения между ними Он определяет, как согласовывать классы со средой реализации.
• Разработчик БД   – отвечает за проектирование базы данных ПС.

Артефакты

В процессе анализа и проектирования создаются следующие документы:

• Модель проектирования  – это основная модель ПС. Она описывает подсистемы, пакеты, компоненты, интерфейсы и классы, а также их взаимодействия, обеспечивающие требуемое поведение ПС.
• Документ «Архитектура ПС» , в котором собраны различные архитектурные представления ПС.
• Модель данных  – это описание структуры данных, хранимых в БД (например, реляционная модель данных).

Технологический процесс

Упрощенная схема деятельностей, выполняемых в отдельной итерации процесса анализа и проектирования, приведена на рисунке ниже. Выполнение некоторых деятельностей зависит от фазы разработки, что показано в виде комментариев на диаграмме деятельностей.

Определение потенциальной архитектуры.

Данная деятельность включает архитектурный анализ и анализ ВИ. Определяется первоначальный набор архитектурно значимых элементов и механизмов реализации, выполняется начальное разбиение на уровни, определяется структура системы, выбираются ВИ, которые будут реализовываться в первой итерации фазы развития проекта. В результате создается эскиз архитектуры ПС. На основе анализа архитектурно значимых ВИ определяются основные классы, которые включаются в модель анализа. В модель анализа включаются диаграммы, описывающие взаимодействие основных классов.

Уточнение архитектуры

Деятельность включает определение механизмов проектирования, элементов проекта, объединения существующих элементов проекта, описание архитектуры реального времени (если проектируемая ПС относится к этому классу). В результате выполнения этих работ достигаются следующие цели:

• Обеспечивается переход от анализа к проектированию путем определения из элементов и механизмов анализа элементов и механизмов проектирования;
• Поддерживается целостность и непротиворечивость архитектуры путем интеграции новых элементов проекта, определяемых в текущей итерации, с уже существующими и повторного использования доступных элементов проекта.
• Осуществляется плавный переход от проектирования к реализации

Анализ поведения  

  Эта деятельность включает анализ ВИ, определение элементов проекта и обзор проекта. Эта деятельность имеет целью преобразование описаний поведения в виде ВИ в набор элементов проекта (классы, отношения, операции и др.).

Проектирование компонентов.

Цели данной деятельности состоят в:

• Определении и уточнении элементов проекта путем подробного описания того, как эти элементы реализуют требуемое поведение.
• Определении и уточнении реализации ВИ на основе новых элементов проекта.
• Контроле и рецензировании проекта по мере его развития.

Проектируются ВИ, подсистемы, классы и компоненты ПС. Точно описываются интерфейсы компонентов и их реализация.

Проектирование БД

Данная деятельность выполняется для проектов, использующих базы данных. Она включает:

• Определение персистентных (постоянно хранимых) классов;
• Проектирование структуры БД для хранения таких классов;
• Определение механизмов и стратегий хранения и доступа к хранимым данным, удовлетворяющих требованиям к производительности и надежности ПС.

Анализ и проектирование связывает управление требованиями и реализацию. В этом технологическом процессе создается модель проектирования. Одно из ее представлений – логическая модель – отражает декомпозицию ПС в набор логических элементов (классы, подсистемы, взаимодействия).

Процедурное представление отображает эти элементы в процессы и подпроцессы системы. Представление развертывания отображает эти процессы в набор узлов вычислительного комплекса, на которых они выполняются.