Постусловия, определяющие состояние системы, по достижении которого прецедент завершается

5. Постусловия, определяющие состояние системы, по достижении которого прецедент завершается.

Приведу описательную документацию выше одного из обозначенных прецедентов.

Документ, содержащий описания прецедента, развивается по ходу разработки. На ранней стадии определения требований составляется только краткое описание. Остальные части документа создаются постепенно и итеративно. Полный документ возникает в конце этапа спецификации требований.

Прецедент	Заключение договора
Краткое описание	Данный прецедент необходим для регистрации нового абонента в сети.
Субъект	Оператор, клиент
Предусловия	Оператору необходимо ознакомить с имеющимися операторами связи и выдать форму анкеты потенциальному абоненту
Основной поток	После выбора клиентом соответствующего оператора, он заполняет форму, после чего оператор проверяет правильность заполнение формы на бумажном носителе и вводит данные в систему следующим действием "Выбор оператора связи - Договор об оказании услуг связи". После чего в системе "Обслуживание абонентов" открывается форма по заключению абонента сети в системе. При этом сначала система спрашивает, кто будет регистрироваться: Физическое лицо или Юридическое, и только после этого выводится соответствующая регистрационная форма. Оператор вводит информацию об организации-клиенте, о контактном лице юридического лица, а также вводит номера счетов организации. Далее договор сохраняется. Производится сеанс связи с Сервером в процессе которого эти данные передаются на сервер.
Альтернативный поток	В случае, если пользователь не ввел все поля, система выдает сообщение "Введите все поля", дает возможность пройти процесс регистрации снова при ошибке. Также оператор и имеет возможность отказа от регистрации абонента путем выбора соответствующей команды (Отмена или аналогичной).
Постусловия	После успешного завершения прецедента, клиент внесен в базу данных Абоненты сети на сервере.

Прецедент	Замена абонентского номера
Краткое описание	Данный прецедент необходим для удовлетворения потребности абонента, а именно, замены его номера.
Субъект	Оператор, клиент
Предусловия	Оператору необходимо ознакомиться с заявлением клиента.
Основной поток	После проверки твердой копии заявления оператор в БД системы находит данного абонента, вызывает функцию "замена номера", после чего появляется соответствующая форма, которую необходимо заполнить. При нажатии кнопка ОК (или аналогичной) система автоматически меняет в БД номер клиента, оставляя при этом остальные данные неизменными. Далее изменения сохраняются. Производится сеанс связи с Сервером в процессе которого эти данные передаются на сервер.
Альтернативный поток	В случае, если пользователь не ввел все поля либо, система выдает сообщение об ошибке.
Постусловия	После успешного завершения прецедента, внесены изменения в базу данных.

2.1.3 Диаграмма прецедентов

Этот вид диаграмм позволяет создать список операций, которые выполняет система. Часто этот вид диаграмм называют диаграммой функций, потому что на основе набора таких диаграмм создается список требований к системе и определяется множество выполняемых системой функций.

Каждая такая диаграмма или, как ее обычно называют, каждый Use case - это описание сценария поведения, которому следуют действующие лица (Actors).

Диаграмма прецедентов приписывает прецеденты к субъектам. Она также позволяет пользователю установить отношения между прецедентами, конечно, если такие отношения существуют.

Диаграмма прецедентов - это наглядное представление субъектов и прецедентов вместе с любыми дополнительными определениями и спецификациями. На данном виде диаграмм отображаются основные функции, которые выполняет система, лица, оказывающие влияния на систему - внешние сущности, а также связи между ними. Диаграмма прецедентов представляет собой не просто некую схему, а является полностью документированной моделью предполагаемого поведения системы. Достоинства модели вариантов использования заключаются в том, что она:

определяет пользователей и границы системы;

определяет системный интерфейс;

удобна для общения пользователей с разработчиками;

используется для написания тестов;

является основой для написания пользовательской документации;

хорошо вписывается в любые методы проектирования (как объектно-ориентированные, так и структурные).

Варианты использования и субъекты, выделенные для данной модели, можно представить в виде следующей диаграммы прецедентов:

Рис.5. Диаграмма прецедентов системы "Обслуживание абонентов"

Диаграмма прецедентов представляет собой не просто некую схему, а является полностью документированной моделью предполагаемого поведения системы. Это вид диаграмм особенно важен при организации и моделирования поведения системы. На них представлены прецеденты и актеры (частный случай классов), а также отношения между ними. Актер - это роль, которую пользователь играет по отношению к системе.

Между субъектами и вариантами использования могут быть различные виды взаимодействия. Так, из построенной диаграммы видно, что Оператор, инициирует различные варианты использования: Рассмотрение заявления, Замена абонентского номера, Детализация счета, Замена SIM-карты, Блокировка номера и так далее. Клиент также может инициировать варианты использования, например, Заполнение заявления, Составление анкеты, Выбор оператора связи и т.д. Остановлюсь подробнее на некоторых отношениях между вариантами использования.

Рис.6. Диаграмма прецедентов для субъекта Оператор.

Следует прокомментировать некоторые особенно "привлекательные" отношения между вариантами использования.

Так, смысл отношения "include" состоит в том, что Подключение включает в себя Выбор оператора связи.

Смысл же связи <<extend>> в том, что прецедент, например, Рассмотрение анкеты "расширяется" вариантом использования Заключение договора. Я объясняю это тем, что Заключить договор можно только после проверки оператором анкеты. Рассмотрение заявления "расширяет" прецедент Блокировка номера, Замена sim-карты, Детализация счета, Замена абонентского номера. Таким образом, связь <<extend>> говорит о выполнении того или иного прецедента в зависимости от определенных условий.

Рис.7. Диаграмма прецедентов для субъекта Клиент.

Подключение абонента включает в себя Выбор оператора связи.

Составление анкеты "расширяется" вариантом использования Заключение договора.

2.2 Выявление классов - сущностей

Параллельно с моделированием вариантов использования выполняется выявление так называемых классов-сущностей, их атрибутов и взаимосвязей между ними, что представляется в виде диаграммы классов (Class diagram), использующейся для моделирования статического видения системы с точки зрения проектирования, т.е. для построения логической модели разрабатываемой системы. Она не содержит информации о временных аспектах функционирования системы. Каждый класс рассматривается в разрезе нескольких функциональных требований.

Класс (class) в языке UML служит для обозначения множества объектов, которые обладают одинаковой структурой, поведением и отношениями с объектами из других классов.

Класс-сущность - класс, определяющий типы объектов системы и различного рода связи, существующие между ними. Классы-сущности представляют собой элементы, используемые системой постоянно. Они хранят в определенный момент времени часть БД. Данные в них могут извлекаться, меняться, снова записываться. Анализ требований сводится к выявлению классов-сущностей.

Проводя глубокий анализ предметной области, я выявил следующие классы - сущности: Клиент, Физическое лицо, Юридическое лицо, Договор, Заявление, Оператор, Заявление.

Рис.8. Первоначальный вид классов-сущностей.

Класс "Клиент" необходим для хранения информации о клиентах абонентах) системы. Он включает в себя следующие атрибуты: индекс, страна, город, область, район, улица, дом, корпус, квартира, e-mail, факс, телефон.

Так как клиентом системы может быть как частное лицо, так и организация, мною составлены такие классы как "Физическое лицо" и "Юридическое лицо". Их взаимосвязь с классом "Клиент" я покажу на диаграмме классов.

Класс "договор" является хранилищем договоров об оказаниях услуг связи. Он включает в себя следующие атрибуты: телефонный номер, тарифный план, серийный номер sim - карты, услуги связи, особые условия, срок действия договора, дата заключения.

Услуги связи имеют тип list<integer>, который обозначает тот факт, что клиент может из нескольких видов услуг выбрать нужный из списка.

Телефонный номер имеет тип integer, так как номер состоит только из целых чисел. Классы не существуют, как правило, автономно, а взаимодействуют между собой. Потому далее была построена диаграмма классов.

Рис.9. Диаграмма классов

Интересна связь между рассматриваемыми объектами Физическое лицо - Клиент и Юридическое лицо - Клиент. Это отношение, называется Обобщение. Оно представляет собой видовое отношение между более общим классом (суперкласс или родительский класс) и более специфическим видом класса (подкласс или дочерний класс). Подкласс является видом суперкласса. Там, где допустимо использование суперкласса, может использоваться и объект подкласса.

Обобщение делает невозможным переопределение уже заданных свойств. Атрибуты и операции, уже определенные для суперкласса, могут повторно использоваться в подклассе. Говорят, что подкласс наследует (inherit) атрибуты и методы его родительского класса. Обобщение способствует пошаговой спецификации, использованию общих свойств разными классами и лучшей локализации изменений. Обобщение изображается в виде незаполненного треугольника на конце линии отношения, присоединенной к родительскому классу. На диаграмме классов Клиент является суперклассом, a Физическое лицо и Юридическое лицо - подклассами. Классы Физическое лицо и Юридическое лицо наследуют все атрибуты класса Клиент.

Центральным классом рассматриваемой модели стал класс Договор. Факт того, что документы создаются Клиентами, а вносятся в систему Операторами показан на диаграмме существованием связи между объектами Клиент - Договор и Договор-Оператор. Кратность этой ассоциации вполне объяснима: Клиент может создать один документ или их множество (кратность в этой позиции - [1. n]), и он обязательно должен быть создан (и впоследствии введен оператором в систему), на что и указывает кратность ассоциации [1. n].

Класс Договор служит для хранения всех договоров об оказании услуг связи, по структуре абсолютно идентичных. Поэтому различие между ними устанавливается посредством атрибута тип платежного документа.

Клиент может в силу определенных обстоятельств составить заявление, но также заявление может быть и не составлено, на что указывает кратность [0. .1].

Итак, формирование диаграммы классов-сущностей окончено. Мною были определены типы объектов, определяющих будущую модель базы данных, а также связи, существующие между ними. Однако построенную диаграмму классов нельзя назвать полной статической моделью системы в силу отсутствия многих важных элементов, таких как управляющие и интерфейсные классы.

2.3 Моделирование видов деятельности

Модели видов деятельности (Activity Diagram) строятся для описания общей последовательности действий для нескольких объектов и вариантов использования. На диаграммах этого типа представляются переходы потока управления от одной деятельности к другой внутри системы. Этот вид диаграмм относится к динамическим представлениям системы, и является наиболее полезным при моделировании ее функционирования, так как отражает передачу потока управления между объектами.

Основным элементом диаграммы видов деятельности является деятельность. Интерпретация этого термина зависит от той точки зрения, с которой строится данная диаграмма. На концептуальной диаграмме деятельность - это некоторая задача, которую необходимо выполнить вручную или автоматизированным способом. На диаграмме, построенной в аспекте спецификации или реализации, деятельность представляет собой некоторый метод над классом.

Диаграмма деятельностей предоставляет свободу выбора порядка выполнения. Другими словами, она только устанавливает основные правила последовательности, которым необходимо следовать. Такая возможность важна при моделировании бизнес-процессов. Среди бизнес-процессов нередко встречаются такие, которые не обязаны выполняться последовательно. В таких ситуациях данный метод хорошо работает, так как он позволяет реализовывать процессы параллельно.

Диаграммы видов деятельности являются также полезными при параллельном программировании, поскольку можно графически изобразить все ветви и определить, когда их необходимо синхронизировать.

Если при описании поведения системы имеются параллельные деятельности, то их необходимо синхронизировать. Простая линейка синхронизации показывает, что ее выходная деятельность активизируется только тогда, когда выполнены обе входные деятельности.

Диаграммы видов деятельности можно применять для описания потоков событий в вариантах использования. С помощью текстового описания можно достаточно подробно рассказать о потоке событий, но в сложных и запутанных потоках с множеством альтернативных ветвей будет трудно понять логику событий. Диаграммы видов деятельности предоставляют ту же информацию, что и текстовое описание потока событий, но в наглядной графической форме.

Рассмотрим теперь модели видов деятельности, построенные для проектируемой системы.

Составление анкеты:

Рис.10. Диаграмма видов деятельности для прецедента Составление анкеты

Клиент получает форму для заполнения от оператора, после чего ему необходимо заполнить все поля данной формы. Далее оператор проверяет анкету, в случае наличия ошибок клиенту выдается новая форма. При одобрении - заключается договор об оказании услуг связи.

Рассмотрение анкеты:

Рис.11. Диаграмма видов деятельности для прецедента Рассмотрение анкеты

Оператор получает от клиента заполненную анкету, проверяет все поля. При наличии ошибок отказывает в заключении договора. В противном случае заключает договор.

Замена абонентского номера:

Рис.12. Диаграмма видов деятельности для прецедента Замена абонентского номера

Оператор получает от клиента заявление на замену абонентского номера, проверяет на наличие ошибок в реквизитах. Если они есть, то выдается новая форма заявления, иначе, рассматривается причина. В результате рассмотрения причины заявление могут удовлетворить, либо отклонить.

Детализация счета:

Рис.13. Диаграмма видов деятельности для прецедента Детализация счета

Оператор получает от клиента заявление на получение детализации счета, проверяет соответствие личности и паспорта. Если паспорт не принадлежит будущему абоненту, ему отказывают. Далее идет проверка на наличие ошибок в заявлении. При их отсутствии выдается детализация счета за необходимый период. При наличии ошибок выдается новая форма заявления.

Замена SIM-карты:

Рис.14. Диаграмма видов деятельности для прецедента Замена SIM-карты

Оператор получает от клиента заявление на Замену sim-карты, проверяет соответствие личности и паспорта. Если паспорт не принадлежит будущему абоненту, ему отказывают. Далее идет проверка на наличие ошибок в заявлении. При их отсутствии рассматривается причина, если она удовлетворительная, то карты заменят. При наличии ошибок выдается новая форма заявления.

Выбор оператора связи:

Рис.15. Диаграмма видов деятельности для прецедента Выбор оператора связи

Выбор оператора связи после ознакомления со всеми возможными вариантами, изучение тарифов. Далее заключается договор об оказании услуг связи и абонент может подключиться к сети.

2.4 Моделирование взаимодействий

Взаимодействие объектов в системе происходит посредством приема и передачи сообщений объектами-клиентами и обработки этих сообщений объектами-серверами. Чтобы отразить последовательность передачи сообщений между объектами, для каждого прецедента использования может быть построена модель динамического взаимодействия объектов, которая представляется в одной из двух форм:

в форме диаграммы последовательностей (sequence diagram), на которой основное внимание уделяется временной упорядоченности событий. На них изображают множество объектов и посланные или принятые ими сообщения. Объекты, как правило, представляют собой экземпляры классов.

в форме диаграммы кооперации (collaboration diagram), которая отражает структурную организацию объектов, принимающих или отправляющих сообщения. На диаграмме кооперации показано множество объектов, связи между ними и сообщения, которые они посылают или получают.

Диаграммы последовательностей и кооперации относятся к динамическому виду системы. Они изоморфны, то есть их можно преобразовывать друг в друга без потери информации. Поэтому мною в работе будет рассмотрена лишь диаграмма последовательности, из которой при желании можно получить и кооперацию объектов.

Для диаграммы последовательности ключевым моментом является динамика взаимодействия объектов во времени. При этом диаграмма последовательности имеет как бы два измерения. Одно представлено слева направо в виде линии жизни (lifeline) (период времени существования) отдельного объекта, участвующего во взаимодействии, а второе - вертикальной временной осью, направленной сверху вниз. Взаимодействие объектов реализуется посредством сообщений, посылаемые одними объектами другим. Сообщения появляются в том порядке, в котором они показаны - сверху вниз.

Заключение договора:

Рис.16. Диаграмма последовательности Заключение договора

Для Заключения договора клиенту необходимо передать подписанный договор оператору, который в последствии открывает главное окно. Далее он должен выбрать регистрацию. Вводятся сведения в пограничный класс Окно регистрации окно составления договора, заполняет появившуюся форму. Система управления проверяет введенные данные и сохраняет договор. Затем в контейнерном классе Клиент сохраняется информация о новом клиенте.

Ниже приведена диаграмма кооперации для рассмотренного варианта использования

Заключение договора:

Рис.17. Диаграмма кооперации Заключение договора

Детализация счета:

Рис.18. Диаграмма последовательности Детализация счета

Оператор открывает главное окно системы, затем окно документа, а именно окно детализации счета. Далее формирует отчет путем передачи сообщения управляющему классу Система управления критерии времени. В окне детализации отображается перечень всех звонков, удовлетворяющих требованию клиента. Документ, отобразившийся в окне, оператор может распечатать.

Ниже приведена диаграмма кооперации для рассмотренного варианта использования.

Блокировка номера:

Рис. 19. Диаграмма последовательности Блокировка номера

Оператор открывает главное окно системы, затем окно документа, а именно окно блокировки. Далее путем передачи сообщения управляющему классу Система управления, блокирует номер. Система управления выполняет заданный запрос, сохраняет свои действия и информирует об этом.

Ниже приведена диаграмма кооперации для рассмотренного варианта использования.

Блокировка номера:

Рис. 20. Диаграмма кооперации Блокировка номера

2.5 Моделирование состояний

Следующим этапом разработки является моделирование состояний, необходимая информация для которого содержится в модели классов-сущностей и модели взаимодействий. Модель классов представляет классы, которые подлежат анализу на предмет выявления нетривиального поведения, а модель взаимодействий помогает определить методы, которые могут влиять на изменение состояний классов.

Состояние можно рассматривать как отдельную ситуацию, в течение которой имеет место выполнение некоторого условия. Состояние может быть задано в виде набора конкретных значений атрибутов класса или объекта, при этом изменение их отдельных значений будет отражать изменение состояния моделируемого класса или объекта.

Следует заметить, что не каждый атрибут класса может характеризовать его состояние. Как правило, имеют значение только такие свойства элементов системы, которые отражают динамический или функциональный аспект ее поведения.

Диаграммы состояний (Statechart Diagram) определяют все возможные состояния, в которых может находиться конкретный объект, а также процесс смены состояний объекта в результате наступления некоторых событий. В большинстве объектно-ориентированных методов диаграммы состояний строятся для единственного класса и отражают динамику поведения единственного объекта.

Не следует строить диаграммы состояний для каждого класса в системе; их стоит использовать только для тех классов, поведение которых действительно интересует, и построение диаграмм состояний помогает лучше его понять.

На основании анализа проектируемой системы и требований к ней, можно сказать, что интересным разработчику представляется поведение класса Договор.

Рассмотрю диаграмму состояний для этого класса.

Рис.21. Диаграмма состояний для класса "Договор"

Перед созданием Договора он приобретает состояние Новый. При подписании договора обеими сторонами переходит в состояние Подписан. Действителен он будет до срока действия, после чего он может перейти в состояние Продлен либо Просрочен, Расторгнут и, соответственно, перейдет в состояние Удален.

Рис.22. Диаграмма состояний для класса "Заявление"

Перед созданием и в процессе создания заявления, он приобретает состояние Новый. После подписи клиентом переходит в состояние Заполненное. При передаче его оператору, заявление переходит с состояние На рассмотрении. Если на стадии рассмотрения обнаружены ошибки, то заявление переходит в состояние Отвергнут, иначе - в состояние На обработке. При удовлетворении заявления он Исполнен, в противном случае - отвергнут.

2.6 Проектирование статической структуры

Статическая структура информационной системы представляет собой конечную диаграмму классов, на которой представлено взаимодействие сущностей, управляющих и пограничных классов, выявленных на начальном этапе проектирования и в процессе моделирования взаимодействий. Модель взаимодействий служит источником информации не только о том, какие классы, помимо сущностей, выявленных в начале разработки, должны существовать в системе, но и о том, как они взаимодействуют и связаны друг с другом, а также какими методами они обладают.

На диаграммах ниже статическая структура представлена в двух частях. Первая иллюстрирует взаимодействие управляющего класса с сущностями, а вторая - взаимодействие управляющего класса с пограничными.

Рис.23. Статическая структура ИС (часть 1)

Рис.24. Статическая структура ИС (часть 2)

Не все модели последовательностей и кооперации были построены с учетом принципа трехслойного взаимодействия (что, возможно, является недостатком данной разработки), поэтому на конечной диаграмме классов должны присутствовать связи между некоторыми пограничными классами и сущностями. Однако ввиду того, что при отображении всех этих связей на одной диаграмме ее практически невозможно будет читать, она в работе не приводится

2.7 Проектирование пользовательского интерфейса

После завершения предыдущих этапов разработки имею всю необходимую информацию для того, чтобы приступить к следующему не менее важному - к проектированию пользовательского интерфейса.

Пользователи программ, как правило, не разделяют функциональность и пользовательский интерфейс. Для пользователей именно пользовательский интерфейс является программой. Для них, если интерфейс хороший, стало быть, и сама программа хороша и удобна.

Пользовательский интерфейс часто понимают только как внешний вид системы. В действительности пользовательский интерфейс включает в себя все аспекты дизайна, которые оказывают влияние на взаимодействие пользователя и системы. Это не только экран, который видит пользователь. Пользовательский интерфейс состоит из множества составляющих, таких как набор задач пользователя, которые он решает при помощи системы, элементы управления системой, навигация между блоками системы, визуальный (и не только) дизайн экранов программы. При проектировании пользовательского интерфейса я опиралась на модель взаимодействий, которая предоставляет информацию о том, какие окна (в данном случае формы) отображаются в ответ на то или иное действие пользователя и какие элементы в них должны содержаться. Кроме того, разработку пользовательского интерфейса я постарался провести с учетом принципов проектирования интерфейса. При построении в интерфейсе были использованы термины и понятия, доступные и понятные будущим пользователям системы. Я сделать так, чтобы разные, но однотипные операции проводились аналогичным способом. Кроме того, интерфейс предоставляет необходимую информацию в случае возникновения каких-либо ошибок. Вся информация о сообщениях об ошибках также представлена на моделях взаимодействий. Ввиду большого объема работы мною была спроектирована лишь часть пользовательского многодокументного интерфейса. Далее результат выполнения этого этапа проектирования.

Рис.25. Модель интерфейса для заключения договора

Так как интерфейс программы многодокументный, то все дочерние окна открываются и сворачиваются в родительском окне в свободной площади. Дочерние окна могут не открываться, выноситься вне родительского.

Меню - в данном компоненте содержатся все основные команды доступные пользователю при работе с системой.

Панель инструментов - на этом графическом элементе размещены кнопки, ассоциированные с наиболее часто применяемыми командами.

2.8 Диаграмма компонентов

Для создания конкретной физической системы необходимо реализовать все элементы логического представления в конкретные материальные сущности. Для описания таких реальных сущностей предназначено физическое представление модели. Базовыми элементами физического представления системы в нотации UML являются компоненты, которые представляют собой физически существующие части системы, которые обеспечивают реализацию классов и отношений, а также функционального поведения моделируемой программной системы.

На рисунке 26 показан результат попытки, определить состав компонентов системы и представить их в виде диаграммы компонентов.

Рис.26. Диаграмма компонентов

2.9 Проектирование архитектуры приложения

Технология клиент-сервер по праву считается одним из "китов", на которых держится современный мир компьютерных сетей.

Для проектирования архитектуры данного приложения я безусловно использую технологию клиент-сервер. Что же касается архитектуры, двухуровневая или трех, то здесь есть над чем порассуждать. Итак, термин "клиент-сервер" означает такую архитектуру программного комплекса, в которой его функциональные части взаимодействуют по схеме "запрос-ответ". Если рассмотреть две взаимодействующие части этого комплекса, то одна из них (клиент) выполняет активную функцию, т.е. инициирует запросы, а другая (сервер) пассивно на них отвечает. По мере развития системы роли могут меняться, например некоторый программный блок будет одновременно выполнять функции сервера по отношению к одному блоку и клиента по отношению к другому.

Замечу, что любая информационная система должна иметь минимум три основные функциональные части - модули хранения данных, их обработки и интерфейса с пользователем, в моем случае с оператором. Каждая из этих частей может быть реализована независимо от двух других. Например, не изменяя программ, используемых для хранения и обработки данных, можно изменить интерфейс с оператором таким образом, что одни и те же данные будут отображаться в виде таблиц, графиков или гистограмм. Не меняя программ представления данных и их хранения, можно изменить программы обработки, например, изменив алгоритм полнотекстового поиска. И наконец, не меняя программ представления и обработки данных, можно изменить программное обеспечение для хранения данных, перейдя, например, на другую файловую систему.

В классической архитектуре клиент-сервер приходится распределять три основные части приложения по двум физическим модулям. Обычно ПО хранения данных располагается на сервере (например, сервере базы данных), интерфейс с пользователем - на стороне клиента, а вот обработку данных приходится распределять между клиентской и серверной частями. В этом-то и заключается основной недостаток двухуровневой архитектуры, из которого следуют несколько неприятных особенностей, сильно усложняющих разработку клиент-серверных систем.

При разбиении алгоритмов обработки данных необходимо синхронизировать поведение обеих частей системы. Все разработчики должны иметь полную информацию о последних изменениях, внесенных в систему, и понимать эти изменения. Это создает большие сложности при разработке клиент-серверных систем, их установке и сопровождении, поскольку необходимо тратить значительные усилия на координацию действий разных групп специалистов. В действиях разработчиков часто возникают противоречия, а это тормозит развитие системы и вынуждает изменять уже готовые и проверенные элементы.

Чтобы избежать несогласованности различных элементов архитектуры, пытаются выполнять обработку данных на одной из двух физических частей - либо на стороне клиента ("толстый" клиент), либо на сервере ("тонкий" клиент). Каждый подход имеет свои недостатки. В первом случае неоправданно перегружается сеть, поскольку по ней передаются необработанные, а значит, избыточные данные. Кроме того, усложняется поддержка системы и ее изменение, так как замена алгоритма вычислений или исправление ошибки требует одновременной полной замены всех интерфейсных программ, а иначе могут возникнуть ошибки или несогласованность данных. Если же вся обработка информации выполняется на сервере (когда такое вообще возможно), то возникает проблема описания встроенных процедур и их отладки. Дело в том, что язык описания встроенных процедур обычно является декларативным и, следовательно, в принципе не допускает пошаговой отладки. Кроме того, систему с обработкой информации на сервере абсолютно невозможно перенести на другую платформу, что является серьезным недостатком.

Большинство современных средств быстрой разработки приложений (RAD), которые работают с различными базами данных, реализует первую стратегию, т.е. "толстый" клиент обеспечивает интерфейс с сервером базы данных через встроенный SQL. Такой вариант реализации системы с "толстым" клиентом, кроме перечисленных выше недостатков, обычно обеспечивает недопустимо низкий уровень безопасности. Например, в банковских системах приходится всем операционистам давать права на запись в основную таблицу учетной системы. Кроме того, данную систему почти невозможно перевести на Web-технологию, так как для доступа к серверу базы данных используется специализированное клиентское ПО.

Итак, рассмотренные выше модели имеют следующие недостатки.

1. "Толстый" клиент:

сложность администрирования;

усложняется обновление ПО, поскольку его замену нужно производить одновременно по всей системе;

усложняется распределение полномочий, так как разграничение доступа происходит не по действиям, а по таблицам;

перегружается сеть вследствие передачи по ней необработанных данных;

слабая защита данных, поскольку сложно правильно распределить полномочия.

2. "Толстый" сервер:

усложняется реализация, так как языки типа PL/SQL не приспособлены для разработки подобного ПО и нет хороших средств отладки;

производительность программ, написанных на языках типа PL/SQL, значительно ниже, чем созданных на других языках, что имеет важное значение для сложных систем;

программы, написанные на СУБД-языках, обычно работают недостаточно надежно; ошибка в них может привести к выходу из строя всего сервера баз данных;

получившиеся таким образом программы полностью непереносимы на другие системы и платформы.

Для решения перечисленных проблем использую трехуровневую архитектур клиент-сервер.

В трехуровневой архитектуре "тонкий" клиент не перегружен функциями обработки данных, а выполняет свою основную роль системы представления информации, поступающей с сервера приложений. Трехуровневая архитектура клиент-сервер позволяет более точно назначать полномочия операторов, так как они получают права доступа не к самой базе данных, а к определенным функциям сервера приложений. Это повышает защищенность системы (по сравнению с обычно архитектурой) не только от умышленного нападения, но и от ошибочных действий персонала.

Для примера рассмотрю систему, различные части которой работают на нескольких удаленных друг от друга серверах. Допустим, что от разработчика поступила новая версия системы, для установки которой в двухуровневой архитектуре необходимо одновременно поменять все системные модули. Если же этого не сделать, то взаимодействие старых клиентов с новыми серверами может привести к непредсказуемым последствиям, так как разработчики обычно не рассчитывают на такое использование системы. В трехуровневой архитектуре ситуация упрощается. Дело в том, что поменяв сервер приложений и сервер хранения данных (это легко сделать одновременно, так как оба они обычно находятся рядом), мы сразу меняем набор доступных сервисов. Таким образом, вероятность ошибки из-за несоответствия версий серверной и клиентской частей резко сокращается. Если в новой версии какой-либо сервис исчез, то элементы интерфейса, обслуживавшие его в старой системе, просто не будут работать. Следует отметить и тот факт, что в трехуровневой системе по каналу связи между сервером приложений и базой данных передается достаточно много информации. Однако это не замедляет вычислений, так как для связи указанных элементов можно использовать более скоростные линии. Это потребует минимальных затрат, поскольку оба сервера обычно находятся в одном помещении. Таким образом, увеличивается суммарная производительность системы - над одной задачей теперь работают два различных сервера, а связь между ними можно осуществлять по наиболее скоростным линиям с минимальными затратами средств.

Рис.27. Диаграмма развертывания

Заключение

В результате проделанной мною работы была спроектирована имитационная модель информационной системы "Центр обслуживания абонентов".

В процессе работы были созданы модели вариантов использования, классов-сущностей, видов деятельности, взаимодействий, состояний, статической структуры, пользовательского интерфейса, компонентов, и архитектуры приложения.

Хочу отметить, что разработанный проект далеко не является полным и готовым к реализации. В процессе разработки были рассмотрены и смоделированы основные функции системы. Но помимо рассмотренных, система должна поддерживать еще и другие функции. Следует сказать, что плохо проработана диаграмма компонентов, однако это можно объяснить тем, что для определения состава компонентов, из которых должна состоять система, необходим очень большой объем знаний, на приобретение которого практически не было времени.

Дипломная работа был выполнена с использованием case-средств BPWin 4.0 и IBM Rational Rose 2003.

Глоссарий

CASE (Computer-Aided Software/System Engineering) - средства автоматизации методологий структурного системного анализа и проектирования

СУБД - система управления базами данных

БД - база данных

ТфОП - телефонной сети общего пользования

SADT (Structured Analysis and Design Technique) - технология структурного анализа и проектирования и ее подмножество стандарт IDEF0

DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных

ERD (Entity-Relationship Diagrams) - диаграммы "сущность-связь"

STD (State Transition Diagrams) - диаграммы переходов состояний.

ПО - программное обеспечение

Библиография

1.         Д.Н. Столбовский. Лекции по проектированию экономических информационных систем.

2.         Леоненков. Самоучитель UML.

3.         Е.Б. Золотухина, Р.В. Алфимов (c) Interface Ltd., 2001.

4.         Доклад компании Yphise "UML-моделирование информационных систем и проектов" ("UML Modeling of Projects and Information Systems") /www.interface.ru/

5.         Липаев В.В. "Качество программного обеспечения". - М.: "Финансы и статистика", 1993.

6.         Боэм Б.У. "Инженерное проектирование программного обеспечения". - М.: "Радио и связь", 1985.

7.         "Технико-экономическое обоснование дипломных проектов" под редакцией проф. В.К. Беклешова. - М.: "Высшая школа", 1991.

8.         Костров А.В. "Основы информационного менеджмента": Учебное пособие. - М.: Финансы и статистика, 2001.

9.         Классификационный справочник должностей служащих. - М.: ИНФРА-М, 2001.