Page 1

Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 326

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/034.pdf

Проблемно-ориентированные средства разработки интернет-порталов Зыков С.В. (szykov@itera.ru) ООО «Нефтегазовая компания «ИТЕРА» Введение. Общее описание инструментария Обществом накоплены значительные, непрерывно растущие объемы данных, управление которыми, в силу их гетерогенного и слабо структурированного характера, становится весьма проблематичным. В условиях социально-экономической глобализации эффективное функционирование информационных систем (ИС) требует концептуальнометодологических инноваций в сфере их проектирования, нацеленных на интегрированное, эффективное сопровождение их в течение всего жизненного цикла. Цель работы состоит в разработке методологической основы для построения полномасштабных ИС для сбора информации, ее анализа и генерации отчетов в глобальной сетевой инфраструктуре. Концептуальный подход к непрерывной схеме интегрированного проектирования ПО для портальных Интернет-ИС поддержан проблемно ориентированными CASE- и RAD- инструментарием. CASE-средство ConceptModeller предназначено для визуального проектирования ИС в гетерогенной вычислительной среде и включает компоненты для визуализации фреймовой нотации [5] и ее преобразования в формат UML с последующей визуализацией. Порядок перечисления компонент соответствует основному направлению проектирования – от сущностей концептуальной модели предметной области до UMLдиаграмм. Выбор стандарта XML для управления объектами (мета)данных обусловлен возможностью унифицированного управления гетерогенными (мета)данными на основе программной платформы Microsoft .NET. Разработанная структура метаданных обеспечивает удобство визуализации фреймов и их трансляции в UML-спецификации. Управление БД реализовано посредством компонента XML используется для генерации шаблонов на основе XML-схемы.

Designer,

который

Рассмотрим реализацию инструментального средства ConceptModeller покомпонентно. 2. Компонента визуализации Компонента предназначена для хранения и визуализации элементов фрейма с учетом их динамики. При открытии или сохранении XML-файлов осуществляется поэлементное создание или запись конкретизаций классов; используются объектно-ориентированные функции и методы на языке C#. Для двоякого представления фреймов – графического и в форме структурированной БД – необходим формат хранения, отвечающий требованиям полноты, расширяемости и уникальности визуализации. Элементы фреймов обладают следующими атрибутами: идентификатор, тип, имя, координаты, иерархические ссылки на предка и потомка, а также ряд параметров, не обязательных для заполнения.


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 327

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/034.pdf

Полное описание схемы БД для визуализации фреймов хранится в файле формата XML. Примеры внутреннего представления и визуализации фреймов приведены на рис.1 и рис.2 соответственно. Следующий фрагмент XML-кода описывает конкретизацию концепта USER значением ‘sergey.zykov’: <?xml version="1.0" standalone="yes" ?> - <NewDataSet> - <Elements> <Id>1</Id> <Type>Var</Type> <Name>USER</Name> <Left>50</Left> <Top>70</Top> <Width>150</Width> <Height>80</Height> <Prev>0</Prev> <Next>0</Next> </Elements> - <Elements> <Id>2</Id> <Type>Concept</Type> <Name>sergey.zykov</Name> <Left>50</Left> <Top>270</Top> <Width>150</Width> <Height>80</Height> <Prev>0</Prev> <Next>0</Next> </Elements> - <Elements> <Id>4</Id> <Type>i</Type> <Name>i role</Name> <Left>125</Left> <Top>270</Top> Рис. 1. XML-описание фрейма в БД визуализации

Рис.2. Пример визуализации концепта


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 328

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/034.pdf

Схема базы (мета)данных хранится в формате XML. В целях наглядности, приведем упрощенный пример использования схемы хранения (мета)данных для визуализации фреймов (см. рис.3). <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> - <xs:schema id="NewDataSet" xmlns="" xmlns:xs="http://www.w3.org/ 2001/XMLSchema" xmlns:msdata="urn:schemasmicrosoft-com:xml-msdata"> - <xs:annotation> - <xs:appinfo source="urn:schemasmicrosoft-com:xml-msdatasource"> - <DataSource DefaultConnectionIndex="0" Modifier="AutoLayout, AnsiClass, NotPublic, Public" xmlns="urn:schemas-microsoftcom:xml-msdatasource"> <Connections /> <Tables /> <Sources /> </DataSource> - <xs:choice minOccurs="0" </xs:appinfo> maxOccurs="unbounded"> </xs:annotation> - <xs:element name="Elements"> <xs:element - <xs:complexType> name="NewDataSet" - <xs:sequence> msdata:IsDataSet="true" <xs:element name="Id" msdata:Locale="ru-RU"> - <xs:complexType> type="xs:int" minOccurs="0" /> <xs:element name="Prev" <xs:element name="Type" type="xs:int" minOccurs="0" /> type="xs:string"minOccurs="0" <xs:element name="Next" /> type="xs:int" <xs:element name="Name" minOccurs="0" /> type="xs:string"minOccurs="0" /> <xs:element name="Left" type="xs:int" minOccurs="0" /> <xs:element name="Top" type="xs:int" minOccurs="0" /> <xs:element name="Width" type="xs:int" minOccurs="0" /> <xs:element name="Height" type="xs:int" minOccurs="0" />

<xs:element name="Description" type="xs:string"minOccurs="0" /> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:choice> </xs:complexType> </xs:element> </xs:schema>

Рис. 3. Пример XML-схемы для визуализации фреймов


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 329

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/034.pdf

Как видно из примера, каждый объект (мета)данных характеризуется следующими атрибутами: идентификатор, тип, имя, описание, координаты для визуализации, а также указатели на предшествующий и последующий (по иерархии) объект. Объем реализации модуля составляет около 0,4 Мбайт, в т.ч. базовых схем (мета)данных – 0,25 Мбайт. 3. Компонента трансляции фреймов в UML-диаграммы Компонента предназначена для автоматизированной трансформации внутреннего представления фреймов, описывающих ситуативную динамику предметной области, в UML-нотацию. Результирующая UML-схема поступает на вход традиционных CASEсредств для выполнения завершающего этапа проектирования ИС. Заметим, что данная компонента позволяет производить двунаправленные преобразования (от фреймов к UML и обратно), т.е. поддерживает реинжениринг при разработке ПО. Общее время реализации компоненты составило 3 человеко-месяца. Средой реализации выбрана платформа Microsoft .NET, а средством разработки – Microsoft Visual Studio 2005. Выбор среды реализации обусловлен Интернеториентированностью и встроенным средством обработки данных XML Parser, а языка C# – эффективностью разработки и функциональной гибкостью в среде проектирования. Объем реализации компоненты составляет около 500 Кбайт или почти 2500 строк кода. Значительное отличие в объеме от предыдущей компоненты обусловлено необходимостью двунаправленной разработки приложений. При этом применяемая вычислительная модель позволила существенно сократить сроки реализации функции обратного проектирования за счет использования механизма обратной подстановки. Преимущества реализации обусловлены концептуально-методологическим подходом, а также применяемыми моделями и технологиями интегрированного проектирования ПО. В частности, используется кросс-платформенная разработка Интернет-ориентированных ИС с языковой интероперабельностью. При этом, экономия трудозатрат при использовании инструментального средства ConceptModeller достигается за счет внедренного в среду лексического анализатора, а также благодаря хранению (мета)данных в форматах XML и XDS, визуализация которых встроена в программные среды Windows и .NET. Пример визуализации схемы объектов (мета)данных в среде Microsoft Visual Studio 2005 приведен на рис.4. Как видно из примера, процедура визуализации интерпретирует фрагмент базы (мета)данных формата XML как традиционный интерфейс UML-диаграммы классов, содержащей как описания атомарных элементов (в т.ч. концепты и отношения в форме дуг), так и более крупных объектов (диаграммы фреймов). Заметим, что нотация, описывающая элементы семантических сетей является в полной мере объектноориентирвоанной (так, концепт в ней соответствует классу с такими атрибутами, как внутренний идентификатор средства ConceptModeller, проблемно-ориентированное наименование и расширенное описание). Кроме того, автоматизированная визуализация схем баз (мета)данных в среде вычислений экономит трудозатраты при первичном проектировании ИС по меньшей мере на 25%, а также существенно (минимум на 10%) упрощает реинжиниринг ИС для пользователей


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 330

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/034.pdf

(преимущественно, системных аналитиков) за счет более полной унификации объектов (мета)данных , стандартизации и эргономики.

Рис. 4. Визуализация фрагмента схемы базы (мета)данных 4. Компонента визуализации внутреннего UML-формата Завершающим этапом работы ConceptModeller (при работе в прямом направлении) является визуализация полученной UML-схемы объектов (мета)данных. Компонента ориентирована, прежде всего, на диаграммы классов UML, что обусловлено особенностями механизма трансляции фреймов. Преимуществом среды вычислений Microsoft Visual Studio 2005 является автоматизированная визуализация UML (которая возможна благодаря интеграции с программным средством Microsoft Visio, предназначенным для обработки бизнесдиаграмм общего назначения); при этом обеспечивается существенное сокращение сроков внедрения (на 50% и более). Общий объем компоненты – около 1,000 строк кода на C#. Сроки внедрения компоненты визуализации UML-диаграмм составили 2 чеовеко-месяца. Поскольку инструментальное средство Microsoft Visio генерирует UML-диаграммы в стандартной нотации (версия 2.0), примеры визуализации результатов являются излишними. 5. Выводы Работа обобщает положения проблемно-ориентированной методологии разработки гетерогенных корпоративных ИС. Для управления корпоративными информационными ресурсами спроектировано и разработано CASE-средство ConceptModeller, основанное на концептуальнометодологическом подходе и поддерживающих моделях, методах и архитектурноинтерфейсных решениях. CASE-средство реализовано в Интернет- и Интранет- средах на основе стандартов разработки ИС UML и BPR, а также технологий Java и .NET. Средство ConceptModeller внедрено в состав интегрированной методологии разработки Интернет-ИС. Опыт реализации свидетельствует о сокращении сроков и стоимости


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 331

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/034.pdf

внедрения по сравнению с существующими коммерческими аналогами, а также о высокой адаптивности, расширяемости и эргономичности методологии. Практическое внедрение показало актуальность, новизну и экономическую эффективность как подхода в целом, так и составляющих его положений, моделей и программных средств. Литература 1) Barendregt H.P. The lambda calculus (revised edition), Studies in Logic, 103, North Holland, Amsterdam, 1984 2) Codd E.F. Relational Completeness of Data Base Sublanguages In: Rustin R. Eds., Data Base Systems.- New York; Prentice Hall, 1972 (Courant Computer Sci. Symposia Series No.6) 3) Cousineau G., Curien P.-L., Mauny M. The categorical abstract machine. Science of Computer Programming 8(2): 173-202, 1987 4) Curry H.B., Feys R. Combinatory logic, Vol.1, North Holland, Amsterdam, 1958 5) Scott D.S. Lectures on a mathematical theory of computations. Oxford University Computing Laboratory Technical Monograph. PRG-19, 1981. - 148 pp. 6) Wolfengagen V.E. Event Driven Objects. Proceedings of the Workshop on Computer Science and Information Technologies CSIT'99. Moscow, Russia, 1999, p.p.88-96 7) Zykov S.V. Abstract Machine as a Model of Content Management. Proceedings of the Workshop on Computer Science and Information Technologies CSIT’2004, Budapest, Hungary, 2004 8) Zykov S.V. Enterprise Portal: from Model to Implementation. Proceedings of the Workshop on Computer Science and Information Technologies CSIT’2004, Budapest, Hungary, 2004 9) Zykov S.V. Enterprise Resource Planning Systems: the Integrated Approach. In: Proceedings of 3d International Workshop on Computer Science and Information Technologies, CSIT’2001, Vol.1, USATU Publishers, Ufa, Russia, 2001, р.р. 284-295 10) Zykov S.V. Integrating Enterprise Software Applications with Web Portal Technology. In: Proceedings of 5th International Workshop on Computer Science and Information Technologies CSIT’2003, Vol.1, USATU Publishers, Ufa, Russia, 2003, p.p.60-65 11) Зыков С.В. Управление персоналом с помощью интегрированных информационных систем.– М: «Недра коммюникейшнс ЛТД», 2001.– 160 с.

1  

Управление БД реализовано посредством компонента XML Designer, который используется для генерации шаблонов на основе XML-схемы. ООО «Нефтега...