Введение. В 1998 году вышла книга автора, посвященная инструментальным сред- ствам системного анализа и проектирования информационных систем - BPwin и ERwin (Маклаков

Предисловие

В 1998 году вышла книга автора, посвященная инструментальным сред-
ствам системного анализа и проектирования информационных систем -
BPwin и ERwin (Маклаков С. BPwin и ERwin. CASE-средства разработки
информационных систем. М.: Диалог-МИФИ). Книга выдержала два изда-
ния и пользовалась популярностью среди специалистов в области инфор-
мационных технологий.

BPwin является средством, которое позволяет облегчить проведение об-
следования предприятия и построить функциональные модели. ERwin явля-
ется системой проектирования баз данных. С 1998 года эти инструменталь-
ные средства непрерывно совершенствовались. Логическим завершением
этого развития явился выпуск в 2002 году фирмой Computer Associates (CA)
интегрального пакета инструментальных средств, поддерживающих все эта-
пы разработки информационных систем - AllFusion Modeling Suite 4. 1.
В этот пакет входит 5 продуктов:

1. AllFusion Process Modeler 4. 1. AllFusion Process Modeler является новым
именем хорошо известного BPwin. Вообще говоря, в документации
и пресс-релизах СА используются оба наименования - новое AllFusion
Process Modeler 4. 1 и "старое" BPwin 4. 1. В предлагаемой читателю кни-
ге будут также использоваться оба наименования, причем это относится
как к AllFusion Process Modeler, так и к другим продуктам, входящим
в AllFusion Modeling Suite.

2. AllFusion ERwin Data Modeler 4. 1 -инструмент создания моделей дан-
ных и генерации схем баз данных. "Старое" название - ERwin 4. 1.

3. AllFusion Data Model Validator 4. 1 - система поиска и исправления оши-
бок модели данных. Прежнее название - ERwin Examiner.

4. AllFusion Model Manager 4. 1. Система организации коллективной работы,
хранилище моделей BPwin и ERwin. "Старое" название - ModelMart 4. 1.

5. AllFusion Component Modeler 4. 1 -инструмент создания объектных мо-
делей. "Старое" название - Paradigm Plus.

Выход нового интегрированного пакета инструментальных средств
Computer Associates и пожелания читателей побудили автора написать кни-
гу, представляющую собой практическое руководство по созданию инфор-
мационных систем с помощью эффективных инструментов анализа, проек-

тирования и кодогенерации AllFusion Modeling Suite 4. 1. Она адресована
специалистам в области информационных технологий: системным аналити-
кам, руководителям проектов, разработчикам - и может быть также полезна
для студентов и аспирантов, изучающих основы системного анализа и про-
ектирования информационных систем.

Книга состоит из семи глав и двух приложений.

Гл. 1 посвящена изложению основ методологии функционального моде-
лирования и построению моделей IDEF0, IDEF3 и DFD с помощью AllFu-
sion Process Modeler. В ней также рассматриваются стоимостный анализ
и основы имитационного моделирования.

В гл. 2 рассматриваются принципы построения модели данных и генера-
ции баз данных с помощью ERwin.

В гл. 3 излагаются принципы создания отчетов на основе информации
функциональной модели и модели данных. Рассматриваются как встроен-
ные средства BPwin и ERwin, предназначенные для создания отчетов, так
и использование внешних генераторов отчетов RPTwin и Crystal Reports.

Гл. 4 посвящена анализу, поиску и исправлению ошибок моделирования
данных с помощью AllFusion Data Model Validator.

В гл. 5 рассматривается связывание модели данных и функциональной
модели.

В гл. 6 описываются методы коллективной работы над большими проек-
тами и специализированное хранилище ModelMart, предназначенное для
хранения, документирования, слияния, интеграции и сравнения моделей,
созданных в BPwin и ERwin.

Гл. 7 посвящена языку объектного проектирования UML, построению
объектной модели с помощью AllFusion Component Modeler и технологии
связывания объектной модели с моделью данных ERwin.

Приложение А представляет собой практикум по созданию функциональ-
ной модели с помощью BPwin. Оно содержит 16 сквозных упражнений.

Приложение Б содержит список макросов ERwin.

Автор приносит благодарность фирме ЗАО "Инновация +" (www. innoplus. ru)
за возможность использования лицензионных программных средств. Автор
также благодарит Матвеева Дениса Викторовича за помощь в создании
гл. 7.

Особую признательность автор выражает своей жене Елене за помощь
в оформлении рукописи.

Введение

Технология создания информационных систем (далее - ИС) предъявляет
особые требования к методикам реализации и программным инструмен-
тальным средствам, а именно:

1. Реализацию проектов по созданию ИС принято разбивать на стадии ана-
лиза (прежде чем создавать ИС, необходимо понять и описать бизнес-
логику предметной области), проектирования (необходимо определить
модули и архитектуру будущей системы), непосредственного кодирова-
ния, тестирования и сопровождения. Известно, что исправление ошибок,
допущенных на предыдущей стадии, обходится примерно в 10 раз доро-
же, чем на текущей, откуда следует, что наиболее критическими являют-
ся первые стадии проекта. Поэтому крайне важно иметь эффективные
средства автоматизации ранних этапов реализации проекта.

2. Проект по созданию сложной ИС невозможно реализовать в одиночку.
Коллективная работа существенно отличается от индивидуальной, по-
этому при реализации крупных проектов необходимо иметь средства
координации и управления коллективом разработчиков.

3. Жизненный цикл создания сложной ИС сопоставим с ожидаемым вре-
менем ее эксплуатации. Другими словами, в современных условиях ком-
пании перестраивают свои бизнес-процессы примерно раз в два года,
столько же требуется (если работать в традиционной технологии) для
создания ИС. Может оказаться, что к моменту сдачи ИС она уже никому
не нужна, поскольку компания, ее заказавшая, вынуждена перейти
на новую технологию работы. Следовательно, для создания ИС жизнен-
но необходим инструмент, значительно (в несколько раз) уменьшающий
время разработки ИС.

4. Вследствие значительного жизненного цикла может оказаться, что в про-
цессе создания системы внешние условия изменились. Обычно внесение из-
менений в проект на поздних этапах создания ИС - весьма трудоемкий и до-
рогостоящий процесс. Поэтому для успешной реализации крупного проекта
необходимо, чтобы инструментальные средства, на которых он реализует-
ся, были достаточно гибкими к изменяющимся требованиям.

На современном рынке средств разработки ИС достаточно много систем,
в той или иной степени удовлетворяющих перечисленным требованиям.

В настоящей книге рассматривается вполне конкретная технология разра-
ботки (см. рисунок), основывающаяся на решениях фирмы Computer Asso-
ciates, которая является, по мнению автора, одной из лучших на сегодняш-
ний день по критерию стоимость/эффективность.

Для проведения анализа и реорганизации бизнес-процессов предназна-
чено CASE-средство верхнего уровня AllFusion Process Modeler (BPwin),
поддерживающее методологии IDEF0 (функциональная модель), IDEF3
(WorkFlow Diagram) и DFD (DataFlow Diagram). Функциональная модель
предназначена для описания существующих бизнес-процессов на предпри-
ятии (так называемая модель AS-IS) и идеального положения вещей - того,
к чему нужно стремиться (модель ТО-ВЕ). Методология IDEF0 предписы-
вает построение иерархической системы диаграмм - единичных описаний
фрагментов системы. Сначала проводится описание системы в целом и ее
взаимодействия с окружающим миром (контекстная диаграмма), после чего
проводится функциональная декомпозиция - система разбивается на под-
системы и каждая подсистема описывается отдельно (диаграммы декомпо-
зиции). Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так далее
до достижения нужной степени подробности. После каждого сеанса деком-
позиции проводится сеанс экспертизы: каждая диаграмма проверяется экс-
пертами предметной области, представителями заказчика, людьми, непо-

средственно участвующими в бизнес-процессе. Такая технология создания
модели позволяет построить модель, адекватную предметной области
на всех уровнях абстрагирования. Если в процессе моделирования нужно
осветить специфические стороны технологии предприятия, BPwin позволя-
ет переключиться на любой ветви модели на нотацию IDEF3 или DFD
и создать смешанную модель. Нотация DFD включает такие понятия,
как "внешняя ссылка" и "хранилище данных", что делает ее более удобной
(по сравнению с IDEF0) для моделирования документооборота. Методоло-
гия IDEF3 включает элемент "перекресток", что позволяет описать логику
взаимодействия компонентов системы.

На основе модели BPwin можно построить модель данных. Для построе-
ния модели данных Computer Associates предлагает мощный и удобный ин-
струмент - AllFusion ERwin Data Modeler (ERwin). Хотя процесс преобразо-
вания модели BPwin в модель данных плохо формализуется и поэтому пол-
ностью не автоматизирован, Computer Associates предлагает удобный
инструмент для облегчения построения модели данных на основе функцио-
нальной модели - механизм двунаправленной связи BPwin - ERwin (стрел-
ка 1 на рисунке). ERwin имеет два уровня представления модели - логиче-
ский и физический, причем модель данных может содержать как оба этих
уровня, так и только один из них. Модели, содержащие только один уро-
вень, могут быть синхронизированы, что особенно удобно при создании ге-
терогенных информационных систем. На логическом уровне данные не свя-
заны с конкретной СУБД, поэтому могут быть наглядно представлены даже
для неспециалистов. Физический уровень данных - это, по существу, ото-
бражение системного каталога, который зависит от конкретной реализации
СУБД. Создание одного логического уровня и нескольких соответствующих
ему физических позволяет вести одновременную разработку баз данных для
нескольких СУБД. ERwin позволяет проводить процессы прямого и обрат-
ного проектирования баз данных (стрелка 2). Это означает, что по модели
данных можно сгенерировать схему базы данных или автоматически соз-
дать модель данных на основе информации системного каталога. Кроме то-
го, ERwin позволяет выравнивать модель и содержимое системного катало-
га после редактирования.

Для больших, содержащих сотни таблиц моделей данных существенной
проблемой становится поиск и исправление ошибок. Решение этой пробле-
мы вручную - слишком трудоемкая задача, которая может недопустимо за-
тянуть выполнение проекта. AllFusion Data Model Validator (ERwin Exami-
ner) - основанный на базе знаний инструмент, который позволяет анализи-
ровать структуру баз данных с целью выявления недочетов и ошибок проек-

тирования. ERwin Examiner дополняет функциональность ERwin, автомати-
зируя трудоемкую задачу поиска и исправления ошибок. ERwin Examiner
может использовать в качестве источника метаданных готовую модель ER-
win, DDL - скрипт или провести обратное проектирование базы данных
(стрелки 3 и 4).

При проектировании больших ИС ключевой проблемой является созда-
ние качественной документации по моделям. BPwin и ERwin позволяют ге-
нерировать разнообразные отчеты, которые могут быть использованы для
анализа и документирования моделей. Отчеты могут быть экспортированы
в распространенные форматы - текстовый, MS Office, HTML и др. Резуль-
таты экспорта могут быть использованы для создания отчетов с помощью
средств других производителей, например Crystal Reports. BPwin поддержи-
вает также экспорт и импорт модели в текстовый файл формата IDL, кото-
рый является стандартом для экспорта и импорта моделей IDEF0, позволяет
разрабатывать функциональные модели одновременно инструментальными
средствами различных производителей.

Создание современных ИС, основанных на широком использовании рас-
пределенных вычислений, объединении традиционных и новейших инфор-
мационных технологий, требует тесного взаимодействия всех участников
проекта: менеджеров, бизнес-аналитиков и системных аналитиков, админи-
страторов баз данных, разработчиков. Для этого использующиеся на разных
этапах и разными специалистами средства моделирования и разработки
должны быть объединены общей системой организации совместной работы.
Фирма Computer Associates предлагает систему ModelMart - хранилище мо-
делей, к которому открыт доступ для участников проекта создания ИС
(стрелка 5 на рисунке). ModelMart удовлетворяет всем требованиям, предъ-
являемым к средствам разработки крупных ИС, а именно:

1. Совместное моделирование. Каждый участник проекта имеет инстру-
мент поиска и доступа к интересующей его модели в любое время. При
совместной работе используются 3 режима: незащищенный, защищен-
ный и режим просмотра. В режиме просмотра запрещается любое изме-
нение моделей. В защищенном режиме модель, с которой работает один
пользователь, не может быть изменена другими пользователями. В неза-
щищенном режиме пользователи могут работать с общими моделями
в реальном масштабе времени. Возникающие при этом конфликты раз-
решаются при помощи специального модуля. В дополнение к стан-
дартным средствам организации совместной работы ModelMart позволя-
ет сохранять множество версий, снабженных аннотациями, с последую-

щим сравнением предыдущих и новых версий. При необходимости воз-
можен возврат к предыдущим версиям.

2. Создание библиотек решений. ModelMart позволяет формировать биб-
лиотеки стандартных решений, содержащие наиболее удачные фрагмен-
ты реализованных проектов, накапливать и использовать типовые моде-
ли, объединяя их при необходимости "сборки" больших систем. На ос-
нове существующих баз данных с помощью ERwin возможно восстанов-
ление моделей (обратное проектирование), которые в процессе анализа
пригодности их для новой системы могут объединяться с типовыми мо-
делями из библиотек моделей.

3. Управление доступом. Для каждого участника проекта определяются
права доступа, в соответствии с которыми они получают возможность
работать только с определенными моделями. Права доступа могут быть
определены как для групп, так и для отдельных участников проекта.
Роль специалистов, участвующих в различных проектах, может менять-
ся, поэтому в ModelMart можно определять права доступа и управлять
правами доступа участников проекта к библиотекам, моделям и даже
к специфическим областям модели.

4. Архитектура ModelMart. ModelMart реализована на архитектуре клиент-
сервер. В качестве платформы реализации хранилища выбраны РСУБД
Sybase, Microsoft SQL Server, Informix и Oracle. Клиентскими приложе-
ниями являются ERwin и BPwin. В ModelMart реализован доступ к хра-
нилищу моделей через API, что позволяет постоянно наращивать воз-
можности интегрированной среды путем включения новых инструмен-
тов моделирования и анализа.

Как было указано выше (см. п. 3), при разработке крупных проектов
критическим становится время реализации проекта. Одним из решений про-
блемы может стать автоматическая генерация кода приложения CASE-
средствами на основе модели предметной области. Эту задачу решает тех-
нология кодогенерации, основанная на объектно-ориентированном проек-
тировании. Существует несколько CASE-средств, поддерживающих языки
объектно-ориентированного проектирования, в том числе ставший в по-
следнее время стандартом UML. Одним из них является AllFusion Compo-
nent Modeler (Paradigm Plus). Этот инструмент позволяет строить объектные
модели и генерировать на основе полученной модели приложения на языках
программирования C++, Visual Basic, Java и др. Поскольку генерация кода
реализована на основе знаний предметной области, полученный код адек-

ватно отражает бизнес-логику. Paradigm Plus поддерживают не только пря-
мую генерацию кода, но и обратное проектирование, т. е. создание объект-
ной модели по исходному коду приложения (рис. 1, стрелка 6).

В гл. 7 в качестве примера рассматриваются основные принципы пост-
роения объектной модели при помощи AllFusion Component Modeler (Para-
digm Plus). В ней также рассматривается преобразование объектной модели
Paradigm Plus в модель данных ERwin и обратно (рис. 1 стрелка 8).

Глава 1

Создание моделей бизнес-процессов
с AllFusion Process Modeler 4. 1 (BPwin 4. 1)