автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Исследование и разработка систем автоматизированного проектирования телекоммуникационного программного обеспечения

1 ГЛАВА 1.5

1.1 Основы методологии разработки ПО.5

1.1.1 Жизненный цикл ПО.5

1.1.2 Анализ.9

1.1.3 Проектирование.12

1.1.4 Реализация.13

1.1.5 Внедрение и сопровождение.14

1.2 CASE-технология проектирования ПО.16

1.2.1 Основные характеристики CASE-технологии.16

2 ГЛАВА II.20

2.1 Средства структурного анализа и проектирования.20

2.1.1 Методология SADT.20

2.1.2 Методология ERD.24

2.1.3 Язык SDL.26

2.1.4 MSC-диаграммы.27

2.2 Средства объектно-ориентированного анализа и проектирования.29

2.2.1 Метод Буча.29

2.2.2 ЯзыкиМЬ.30

2.2.3 Методология ROOM.32

3 ГЛАВА III.34

3.1 Принципы построения телекоммуникационных систем.34

3.1.1 Основные компоненты телекоммуникационного узла.34

3.1.2 Структура программного обеспечения.35

3.1.3 База данных телекоммуникационной сети.38

Научно-технический прогресс объективно ведёт к постоянному усложнению технических объектов во все сферах применеия САПР, от разработки электронной аппаратуры до создания программного обеспечения. В связи с этим, важное значение приобретает постоянное совершенствование процесса проектирования, что требует разработки САПР, основанных на сомых современных методах.

Значительный вклад в развитие теории систем автоматизированного проектирования внесен отечественными учеными В.И.Анисимовым, И.П.Норенковым, Р. И. Сольницевым, Б.А. Шалыто, Ю.Х. Вермишевым, А.И.Петренко, Г.Е.Пуховым, С.Г.Русаковым, В.П.Сигорским, В.Т.Фролкиным, и др., а также зарубежными учеными Р.Брайтоном, Д.А. Марка, Д.Директором, И.Влахом и др.

Отличительной особенностью современного этапа развития САПР [1,3,8,9,10] является появление интегрированных средств разработки, позволяющих автоматизировать все этапы проектирования. Особенно это актуально для САПР программного обеспечения (ПО). С развитием информационных технологий сложность приложений постоянно возрастала. На заре развития вычислительной техники программное обеспечение в основном состояло из отдельных программ, зачастую написанных одним человеком, ориентированных, как правило, на решение конкретных задач в конкретном коллективе. В настоящее же время программные средства представляют собой законченные продукты, созданные крупными коллективами разработчиков, снабжённые необходимой документацией и предназначенные для решения целых классов задач в той или иной области. Кроме того, изменился характер использования ПО. Современные программные продукты эксплуатируются многими пользователями по всему миру. В связи с этим крайне актуальной становится проблема автоматизации процесса разработки ПО.

Если посмотреть какие шаги в этом направлении предпринимались в прошлом, то мы увидим, что в первую очередь разработчики пытались упростить непосредственно процесс кодирования. Причём развитие шло в двух направлениях, во-первых, в области методологии программирования и, во-вторых, в области совершенствования рабочих инструментов программиста: редактора, компилятора, и др.

Для повышения эффективности программирования и придания большей ясности программам были разработаны такие методы как структурное программирование и, позже, объектно-ориентированное программирование. Это значительно облегчило создание и дальнейшую поддержку программных продуктов. Однако, собственно автоматизацией применение этих методов не было.

Параллельно с этим развивались средства направленные на повышение комфортности работы программистов. Появлялись более совершенные текстовые редакторы, которые постепенно превратились в интегрированные среды программирования. Появление таких сред уже можно назвать автоматизацией, однако, не меняющей привычное распределение времени при создании ПО, когда основным этапом является кодирование.

Следующим этапом на пути автоматизации разработки ПО стало появление в интегрированных средах визуальных средств программирования [10,13]. С их использованием происходит уменьшение длительности этапа собственно кодирования и возрастание предшествующего ему этапа проектирования, который является существенно менее трудоёмким. На этом этапе происходила автоматизация уже двух этапов создания ПО: проектирования и программирования.

Однако, полностью процесс разработки ПО состоит из предпроектных исследований, проектирования и подготовки спецификаций, собственно программирования, отладки и, наконец, тестирования [4,6]. Кроме того, желательным является упрощение поддержки уже созданного ПО и, частично, организационных процессов, таких как, координация и управление проектом. Для этого была создана так называемая CASE-технология. Термин CASE (Computer Aided Software Engineering) дословно переводится как разработка программного обеспечения с помощью компьютера. CASE-технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем и поддерживается комплексом взаимоувязанных средств автоматизации. CASE-технология - это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов, заменяющий бумагу и карандаш компьютером, автоматизируя процесс проектирования и разработки ПО. Достоинствами применения CASE-средств являются увеличение производительности труда, улучшение качества программных продуктов, поддержка унифицированного и согласованного стиля работы.

В современных условиях необходимость применения таких средств становится всё более актуальной. В первую очередь это связано, как уже говорилось, с постоянным возрастанием сложности программных продуктов. Ещё одной причиной целесообразности использования CASE-технологии является всё увеличивающаяся динамичность требований к современному ПО. Для того чтобы успешно работать в области разработки программного обеспечения необходимо постоянно развивать созданные продукты, выпускать новые версии, снабжая их всё новыми и новыми функциями. С применением CASE-средств это становится значительно проще.

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Разработка сквозного подхода к созданию программного обеспечения с помощью объектно-ориентированных САБЕ-пакетов - от общей методологии до технологических решений в области телекоммуникаций;

2. выделение общих принципов проектирования телекоммуникационного программного обеспечения, безотносительно конкретных протоколов и конкретной сети;

3. предложена каркасная структура программного обеспечения САПР, позволяющая реализовать различные методы моделирования;

4. реализация генерации программного кода на основе моделей проектируемых протоколов связи;

5. разработка алгоритмов, позволяющих осуществлять верификацию построенных моделей;

6. создание библиотеки функций, позволяющей с минимальной адаптацией использовать реализованную подсистему для разработки программного обеспечения любых событийно управляемых систем.

Заключение

1. Вермишев Ю. X. Основы автоматизации проектирования. М.: Радио и связь,1988. 278 с.

2. Ф.П.Брукс мл. Как проектируются и создаются программные комплексы. Мифический человеко-месяц. М. 1979, 150 с.

3. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления. ВШ,М.,1991, 20 а.л.

4. Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М., "Лори", 1996. 250 с.

5. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М., "МетаТехнология", 1993. 240 с.

6. Вендров А. М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1998. -175 с.

7. Йордон Э., Аргила К. Структурные модели в объектно-ориентированном анализе и проектировании. М.: ЛОРИ, 1999. - 264 с.

8. Анисимов В.И., Ларистов A.A. Принципы автоматизации разработки программного обеспечения. В. сб.:Проблемы машиноведения и машиностроения. - СПб.: СЗТУ, 2001, вып.23. - с. 96-103.

9. Диалоговые системы схемотехнического проектирования/ Анисимов В.И., Дмитревич Г.Д., Скобельцын К.Б. и др.; Под ред. Анисимова В.И. М.: Радио и связь, 1988.-288 с.

10. Ларистов A.A. Системы автоматизации распределённого проектирования программного обеспечения: Сборник докл. международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM' 2000. СПбГЭТУ, С-Петербург, 2000.

11. Маклаков С. В. BPwin, ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. -М.: Диалог-Мифи, 1999.- 295.

12. А.Н.Терехов К.Ю.Романовский, Дм.В.Кознов, П.С.Долгов, А.Н.Иванов. Real: Методология и CASE-средство для разработки систем реального времени и информационных систем // Программирование, 1999, N 5.

13. Поттосин И.В. Программная инженерия: содержание, мнения и тенденции. // Программирование. 1997 N 4, с. 26-37.

14. Бардзинь Я.М., Калкинып A.A., Стродс Ю.Ф., Сыцко В.А. Язык спецификаций SDL/PLUS и его применения. Рига 1988, 313 с.

15. Карабегов A.B., Тер-Микаэлян Т.М. Введение в язык SDL. Москва, Радио и связь, 1993, 184 с.

16. Мансуров H.H., Майлингова О.Л. Методы формальной спецификации программ: языки MSC и SDL. Издательство АО "Диалог-МГУ ", 1998, 125 с.

17. Международные стандарты, поддерживающие жизненный цикл программных средств. М., МП "Экономика", 1996

18. А.М.Кондратьев. CASE-средство и объектные базы данных. // Объектно-ориентированное визуальное моделирование / Под ред. Проф. Терехова А.Н. -СПб: Издательство С.-Петербургского университета, 1999. С. 57-78.

19. Гольдштейн Б. С. Сигнализация в сетях связи. М.: Радио и связь, 1999. Т. 1-421 с.

20. Кожанов Ю.Ф. Основы автоматической коммутации. SIEMENS, 1999. -147 с.

21. Гольдштейн B.C., Ехриель И.М., Рерле Р.Д. Интеллектуальные сети., М.:Радио и связь, 2000. 500 с.

22. Гольдштейн B.C., Пинчук A.B., Суховицкий A.JI. IP-телефония., М.: Радио и связь, 2001.-334 с.

23. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия., СПб.: Питер, 1999. 699 с.

24. Круглински Д. Д., Уингоу С., Шеферд Д. Программирование на MS Visual С++ 6.0, СПб.: Питер, 2001. 819 с.

25. Кознов Дм. В. Конечный автомат основа визуальных представлений поведения объектов // Объектно-ориентированное визуальное моделирование / Под ред. Проф. Терехова А.Н. - СПб: Издательство С.-Петербургского университета, 1999. С. 101-122.

26. Сигорский В. П. Математический аппарат инженера. Киев: Техника, 1975.-768 с.

27. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Том 1: Основные алгоритмы. М.: Мир, 1967. - 735 с.

28. Мансуров H.H., Рагозин A.C. Генерация кода с простой с наглядной структурой по языку SDL-92. //Вопросы кибернетики: приложения системного программирования. Выпуск 3. М: 1997. стр. 162-181.

29. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд./Пер. с англ. М.: Изд-во Бином, СПб: Невский диалект, 1988. - 560 е., ил.

30. J.Rumbaugh, I.Jacobson, G.Booch. The Unified Modeling Language Reference Manual. Addison-Wesley, 1999. 550 p.

31. ITU Recommendation Z.100: Specification and Description Language. 1993. 204 p.

32. ITU Recommendation Z.100 Appendices I and II: SDL Methodology Guidelines, SDL Bibliography. 1993. 129 p.

33. ITU Recommendation Q.763: Specifications of signalling system No. 7. Formats and codes of the ISDN user part of signalling system No. 7. 1993.89 p.

34. D.Harel, M.Politi. Modeling Reactive Systems with Statecharts: state machine approach. McGraw-Hill. 1998. 258 p.

35. Integration Definition For Function Modeling (IDEFO). Draft Federal Information Processing Standards Publication 183, 1993, 79 p.

36. Integration Definition For Information Modeling (IDEF1X) Draft Federal Information Processing Standards Publication 184, 1993, 87 p.

37. J.Rumbaugh, M.Blaha, W.Premerlani et al. Object-oriented modeling and design. Prentice-Hall. New Jenersy. 1991. 500 p.

38. ITU-T MSC2000R3 Draft Z. 120(11/99) Message Sequence Charts ITU-T Recommendation Z.120.

39. OMG Unified modeling language spesification (draft). Version 1.3R. http ://w ww.rational. com/ uml. 1999.

40. D.Harel, E.Gary. Executable Object Modeling with Statecharts, http: //www.ilogix.com.

41. B.Selic, G.Gullekson, P.T. Ward. Real-Time Object-Oriented Modeling. John Wiley & Sons. Inc. 1994. 525 p.

42. N.Mansurov, D.Zhukov. Automatic synthes of SDL models in Use Case Methodology.

43. B.P.Douglass. Real-Time UML. Addison-Wesley, 1998. 365 p.

44. Wasowski M., Witaszek D., Verschaeve K., Wydaeghe B., Holz E., Jonckers V. Methodology (the comlete OMT*). Report 1.4, December 1995. 102 p.

45. Ferenc B., Hogrefe D., Sarma A. SDL with applikations from protocol specification. — Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1991.