Программные средства и механизмы разработки информационных систем

А.А. Лежебоков

ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА И МЕХАНИЗМЫ 

РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Южный федеральный университет»
Инженерно-технологическая академия

А.А. Лежебоков

Программные средства и механизмы 

разработки информационных систем

Учебное пособие

Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2016

УДК 004.4 (075.8)
ББК 73я73

Л401

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Южного федерального университета

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой компьютерных 

образовательных технологий Санкт-Петербургского государственного 

университета информационных технологий, механики и оптики

Л.С. Лисицына;

кандидат технических наук, доцент кафедры системного анализа и 

телекоммуникаций Института компьютерных технологий и информационной 

безопасности ЮФУ С.А. Кучеров.

Л401

Лежебоков, А.А.

Программные 
средства 
и 
механизмы 
разработки 

информационных систем: учебное пособие / А.А. Лежебоков; 
Южный федеральный университет. – Таганрог: Издательство 
Южного федерального университета, 2016. – 86с.

ISBN 978-5-9275-2286-6

В работе изложены базовые сведения о современных программных 

средствах, 
инструментах, 
механизмах 
разработки 
прикладных 

информационных систем. В учебном пособии рассмотрены актуальные 
вопросы применения современных CASE-средств для проектирования 
функциональных модулей информационных систем. Отдельное внимание 
уделено технологиям компьютерной графики, системам управления базами 
данных и технологиям программирования для интернет.

Является 
учебным 
материалом 
для 
слушателей 
и 
студентов 

бакалавриата Института компьютерных технологий и информационной 
безопасности Южного федерального университета.

ISBN 978-5-9275-2286-6
УДК 004.4 (075.8)
ББК 73я73

© Южный федеральный университет, 2016
© Лежебоков А.А., 2016

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................4
1. CASE-СРЕДСТВА ...................................................................................................................6

1.1. CASE-средства разработки информационных систем...............................................6
1.2. Технология внедрения CASE-средств...........................................................................7
1.3. Оценка и выбор CASE-средств.......................................................................................7
1.4. Silverrun...............................................................................................................................9
1.5. JAM ....................................................................................................................................13
1.6. BPWin ................................................................................................................................21
1.7. Sybase PowerDesigner......................................................................................................26
1.8. ERWIN...............................................................................................................................28
1.9. MS VISIO...........................................................................................................................30
1.10. DIA....................................................................................................................................31
1.11. Smart Draw......................................................................................................................32
1.12. Еnterprise architect.........................................................................................................33
1.13. Umbrello...........................................................................................................................35
1.14. ArgoUML.........................................................................................................................37
1.15. Visual Paradigm..............................................................................................................38

2. БД и СУБД ..............................................................................................................................42

2.1. СУБД Access .....................................................................................................................42
2.2. MySQL...............................................................................................................................42
2.3. IBM DB2 ............................................................................................................................43
2.4. Сравнение СУБД.............................................................................................................44

3. PHP-ФРЕЙМВОРКИ ............................................................................................................46

3.1. Cake PHP...........................................................................................................................46
3.2. CodeIgniter ........................................................................................................................48
3.3. Kohana 3 ............................................................................................................................49
3.4. Symfony 2...........................................................................................................................52
3.5. Yii 2.0..................................................................................................................................54

4. КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА В WEB ...........................................................................57

4.1. WebGL...............................................................................................................................57
4.2. SVG.....................................................................................................................................59
4.3. CANVAS ............................................................................................................................61

5. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ 
ВЕБ-ПРОГРАММИРОВАНИЯ ..............................................................................................63

5.1. Fantom................................................................................................................................63
5.2. Ceylon.................................................................................................................................65
5.3. Dart.....................................................................................................................................67
5.4. F# ........................................................................................................................................69
5.5. Haxe....................................................................................................................................72
5.6. SCALA ...............................................................................................................................74
5.7. Kotlin..................................................................................................................................76
5.8. SWIFT................................................................................................................................78

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................................................82

ВВЕДЕНИЕ

Современные CASE-средства (Computer Aided Software Engineering) 

охватывают широкую функциональную сферу поддержки разнообразных 

технологий проектирования и прототипирования информационных систем: 

от 
базового 
набора 
средств 
документирования 
и 
анализа 
до 

полнофункциональных автоматизированных средств, охватывающих весь 

жизненный цикл продукта в процессе разработки программного обеспечения. 

Наиболее трудоемкими и значимыми этапами разработки ИС являются 

этап первоначального анализа и этап проектирования, в ходе выполнения 

которых CASE-средства позволяют обеспечивать
своевременность и 

качество принимаемых технических решений, что позволяет осуществить 

быструю 
подготовку 
требуемой 
проектной 
документации. 
В 
ходе 

выполнения работ по данным этапам важную роль играют средства и 

механизмы визуализации информации и информационных потоков. Решение 

этих задач визуализации предполагает создание структурных или других 

диаграмм, использование многообразной палитры цветов, сквозные методы

проверки
синтаксических правил. Визуальные графические средства 

моделирования 
и 
проектирования 
предметной 
области 
позволяют 

разработчикам 
ИС 
в 
наглядном 
виде 
изучать 
существующую 

информационную систему, перестраивать ее в соответствии с поставленными 

целями и имеющимися ограничениями. 

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы 

для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, 

так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ 

и 
операционных 
сред. 
Современный 
рынок 
программных 
средств 

насчитывает 
более 
300 
различных 
CASEсредств.
CASE-средства 

сравниваются по следующим критериям: 

1. Поддержка UML и генерации исходного кода. 

2. Поддержка обратного инжиниринга. 

3. Поддержка генерации схем баз данных. 

4. Возможности интеграции с внешними продуктами. 

5. Возможности многопользовательского режима работы. 

6. Наличие средств документирования и создания отчетов. 

7. Класс поддерживаемых операционных систем. 

8. Другие функциональные возможности [1-2].

Данные характеристики CASE-систем наиболее важны с точки зрения 

конечного пользователя по следующим причинам: 

 UML (Unified Modeling Language) является визуальным языком 

общего назначения, что позволяет использовать его в самых различных 

предметных областях. В него входит 13 видов диаграмм, что дает 

проектировщику довольно мощные средства для построения как статических, 

так и динамических моделей разрабатываемой системы; 

 CASE-пакет по своей сути ориентирован не только на создание 

логических и графических моделей, но и генерацию по ним некоторых 

артефактов (исходного кода, документации, отчетов, схем баз данных и т.п.). 

Поэтому набор имеющихся генераторов может иметь определяющее 

значение при выборе соответствующего средства пользователем; 

 визуальное моделирование может использоваться практически на 

всех этапах жизненного цикла проекта, в том числе и на этапе разработки и 

тестирования. 
Поэтому 
поддержка 
инструментальными
средствами 

конкурентного многопользовательского доступа важна, и наличие или 

отсутствие ее может оказать решающее воздействие на выбор пользователя; 

 в наше время идет развитие свободного программного обеспечения, а 

поэтому 
лицензия 
распространения 
CASE-систем 
и 
потенциальная 

поддержка 
многоплатформенности 
является 
важной 
характеристикой 

(например, для предприятий малого и среднего бизнеса, которые не могут, 

подобно крупным корпорациям, позволить себе отдать десятки тысяч евро за 

CASE-средство). 

1. CASE-СРЕДСТВА

Понятие CASE используется в настоящее время во многих отраслях 

деятельности. Первоначальное его значение было ограниченно только 

задачами 
автоматизации 
разработки 
программного 
обеспечения. 

Современные же CASE- средства охватывают обширную область поддержки 

многочисленных технологий проектирования информационных систем: от 

простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств 

автоматизации, 
покрывающих 
весь 
жизненный 
цикл 
программного 

обеспечения [2]. 

Наиболее трудоемкими этапами разработки информационных систем 

являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE
средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и 

подготовку проектной документации. При этом большую роль играют 

методы 
визуального 
представления 
информации. 
Это 
предполагает 

построение структурных или иных диаграмм, использование многообразной 

цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические 

средства моделирования предметной области позволяют разработчикам в 

наглядном 
виде 
изучать 
существующую 
информационную 
систему, 

перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися 

ограничениями [3].

1.1. CASE-средства разработки информационных систем

Под термином CASE-средства понимаются программные средства, 

поддерживающие процессы сотворения и сопровождения ИС. CASE
средства совместно с системным ПО и техническими средствами образуют 

полную среду исследования.

CASE-технология представляет собой методологию проектирования 

ИС, также набор инструментальных средств, позволяющих имитировать 

предметную область, рассматривать данную модель на всех этапах

исследования и сопровождения ИС.

1.2. Технология внедрения CASE-средств

Приведенная в данном разделе технология базируется в основном на 

стандартах IEEE (IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers 
Институт инженеров по электротехнике и электронике). Термин "внедрение" 

используется в широком смысле и включает все действия от оценки 

первоначальных потребностей до полномасштабного использования CASE
средств в различных подразделениях организации-пользователя. Процесс 

внедрения CASE-средств состоит из следующих этапов [1-6]:


определение потребностей в CASE-средствах;


оценка и выбор CASE-средств;


выполнение пилотного проекта;


практическое внедрение CASE-средств.

Процесс 
удачного 
введения 
CASE-средств 
не 
ограничивается 

исключительно 
их 
внедрением. 
Он 
обхватывает 
проектирование 
и 

реализацию 
огромного 
количества 
технических, 
организационных, 

структурных действий, конфигураций в единой культуре организации и 

базируется на точном осознании способностей CASE-средств.

На метод использования CASE-средств воздействует специфика 

проектной ситуации, например, когда клиент сам выбирает средство

проектирования
или в случае если это оговаривается договором на 

проектирование. В других обстановках условная простота либо сложность 

средства, ступень согласованности либо конфликтности с существующими в 

организации действиями, необходимая ступень интеграции с иными 

средствами, навык и квалификация пользователей
имеют все шансы 

привести к внесению соответственных корректив в процесс введения [6].

1.3. Оценка и выбор CASE-средств

Модель 
процесса 
оценки 
и 
выбора, 
рассматриваемая 
ниже,

обрисовывает более совокупную обстановку оценки и выбора, также 

указывает зависимость между ними. Как можно созидать, оценка и выбор 

имеют все шансы производиться вне зависимости между собой либо 

совместно, любой из данных действий просит внедрения явных критериев.

Процесс оценки и выбора может преследовать несколько целей, 

включая одну или более из следующих:


оценка нескольких CASE-средств и выбор одного или более из них;


оценка одного или более CASE-средств и сохранение результатов 

для последующего использования;


выбор одного или более CASE-средств с использованием 

результатов предыдущих оценок.

Рис. 1.1. Модель процесса оценки и выбора

Как видно из рис. 1.1, входной информацией для процесса оценки 

является:


определение пользовательских потребностей;


цели и ограничения проекта;


данные о доступных CASE-средствах;


список критериев, используемых в процессе оценки.

Эффекты оценки имеют все шансы включать эффекты прошлых 

оценок. При всем этом не стоит забывать, собственно набор критериев, 

использовавшихся при предшествующей оценке, обязан быть совместимым с 

текущим комплектом. Определенный вариант реализации процесса (оценка и 

выбор, оценка для грядущего выбора либо выбор, базирующийся на

прошлых оценках) ориентируется вышеперечисленными целями.

Рис.1.2. Структура набора критериев

1.4. Silverrun

CASE-средство Silverrun южноамериканской компании Сomputer 

Systems Advisers, Inc. (CSA) употребляется для анализа и проектирования ИС 

бизнес-класса и ориентировано в большей ступени на спиральную модель 

ЖЦ. Оно применимо для помощи методологии, основанной на отдельном 

построении многофункциональной и информационной моделей (диаграмм 

потоков этих и диаграмм "сущность-связь").

Настройка на определенную методологию поддерживается выбором 

требуемой графической нотации моделей и комплекта верховодил выяснения 

проектных спецификаций. В системе наличествуют готовые опции для более 

распространенных 
методологий: 
DATARUN 
(главная 
методология, 

поддерживаемая 
Silverrun), 
Gane/Sarson, 
Yourdon/DeMarco, 
Merise, 

Ward/Mellor, Information Engineering. Для любого понятия, введенного в 

плане,
существует
вероятность прибавления собственных описателей. 

Зодчество Silverrun разрешает увеличивать 
среду разработки по мере 

необходимости.

Silverrun имеет модульную текстуру и состоит из 4 модулей, любой из 

которых считается самостоятельным продуктом и имеет возможность 

приобретаться и употребляться в отсутствии взаимосвязи с остальными 

модулями.

Модуль возведения моделей бизнес-процессов в форме диаграмм 

потоков этих (BPM – Business Process Modeler) разрешает имитировать 

функционирование обследуемой организации либо творимой ИС. В модуле 

BPM 
обеспечена 
возможность 
работы 
со 
сложными 
моделями: 

автоматическая перенумерация, работа с деревом действий (включая 

визуальное перемещение веток), отсоединение и присоединение частей

модели для коллективной работы. Диаграммы могут
изображаться в

нескольких предопределенных нотациях, включая Yourdon/DeMarco и 

Gane/Sarson. 

Модуль концептуального моделирования данных (ERX –
Entity
Relationship eXpert) обеспечивает построение моделей данных "сущность
связь", не привязанных к конкретной реализации. Этот модуль имеет 

встроенную экспертную систему, позволяющую создать корректную 

нормализованную модель данных посредством ответов на содержательные 

вопросы о взаимосвязи данных. Возможно автоматическое построение