Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Одним из важных факторов разработки современного программного обеспечения является формализованный подход, обеспечивающий строгое и однозначное описание требований к создаваемому программному продукту. Наилучший эффект применения формализованных средств достигается в случае их адекватного использования на всех необходимых этапах разработки, начиная от постановки задачи до этапа непосредственной реализации и внедрения программного продукта. Такой подход обеспечивает возможность компактного описания и принятия обоснованных решений по методам реализации. Основу формализованного подхода составляет построение формальной модели, с помощью которой обеспечивается не только описание соответствующих компонент программного продукта на всех этапах жизненного цикла программного обеспечения, но и проведение предварительных исследований по выбору адекватных методов разработки и реализации. В большинстве современных разработок различных приложений используются полуформальные методы (ОМТ, UML,...), основанные главным образом на графических системах обозначения (диаграмме классов, диаграмме состояний и т.п.), которые дают интуитивное представление о разрабатываемой системе. Эти методы представляют бесспорные преимущества для моделирования, создавая идеальную поддержку для общения между различными участниками системы, но в этих методах отсутствуют средства анализа и проверки спецификаций на основе формального доказательства свойств, получаемых при моделировании. Формальные методы (В, VDM, Z, CSP, CCS...), основанные на строгом математическом подходе, предоставляют возможность адекватной концептуализации и позволяют не только создавать точные конструкции, но и анализировать их. Одной из наиболее интересных работ в этом направлении является теория CSP-OZ, представляющая собой формализованный аппарат на основе языка Обьект-Z (объектно-ориентированное расширение языка Z) для описания статических структурных аспектов систем, и теории взаимодействующих процессов CSP для спецификации динамического поведения. Однако формализм этих методов, построенный на сложных математических средствах высокого уровня является труднодоступным для понимания большинством пользователей и, как правило, создает серьезные проблемы на этапе практической реализации моделей. Поэтому задача интеграции традиционных полуформальных методов с формальными представляется весьма актуальной. Опыт соответствующих разработок в этой области показывает, что универсальные подходы к решению указанной выше задачи не дают желаемых результатов и наибольший эффект достигается на пути построения специализированных систем моделирования.
Цель работы.
Основной целью диссертационной работы является построение специализированной модели, ориентированной на разработку информационньк систем, на основе соединения средств описания диаграмм UML с формальным аппаратом теории CSP-OZ.
Перечень решаемых задач.
-
На основе анализа российского и зарубежного опыта определение основных требований к созданию специализированной модели, ориентированной на проектирование и разработку информационных систем.
-
Создание специализированных средств моделирования информационных систем на основе соединения средств описания диаграмм UML с формальным аппаратом теории CSP-OZ.
-
Разработка средств, обеспечивающих перевод конструкций языка UML в соответствующие формальные спецификации теории CSP-OZ.
-
Построение интегрированной среды разработки информационных систем, включающей в себя формальные средства моделирования, а также средства реализации модели на основе SQL средств.
-
Построение демонстрационного примера с целью обоснования достоверности и работоспособности предлагаемых в диссертации средств и методов.
Методы исследования.
В работе используются язык графического описания для объектного моделирования UML (унифицированный язык моделирования) и теория CSP-OZ, которая является комбинацией теории взаимодействующих процессов CSP, и языка Объект-Z (объектное расширение языка формальной спецификации Z).
Научная новизна.
1. Создание специализированной среды моделирования на основе
интеграции полуформальных методов с формальными методами с целью
описания структуры и поведения информационных систем, а также
обоснования корректности соответствующих приложений на основе
применения формальных средств.
2. Разработка средств, обеспечивающих перевод графических
спецификаций языка UML в соответствующие формальные спецификации
теории CSP-OZ.
3. Построение демонстрационной модели системы управления и
резервирования авиабилетов с целью обоснования работоспособности
предлагаемых в диссертации средств и методов.
4. Создание интегрированной среды разработки информационных систем, обеспечивающей реализацию моделей информационных систем на основе SQL средств.
Практическая ценность результатов.
Результаты диссертационной работы могут найти практическое применение в технологии проектирования широкого спектра информационных систем на основе создания специализированной интегрированной среды разработки, обеспечивающей возможность эффективного конструирования различных программных приложений на основе интеграции традиционных полуформальных методов с формальными.
На защиту выносятся.
-
Специализированная среда моделирования информационных систем на основе интеграции полуформальных методов с формальными методами.
-
Методика и средства перевода графических спецификаций языка UML в соответствующие формальные спецификации теории CSP-OZ.
3. Демонстрационная модель системы управления и резервирования
авиабилетов.
4. Интегрированная среда разработки информационных систем,
обеспечивающая реализацию моделей информационных систем на основе SQL
средств.
Апробация работы.
Основные научные результаты диссертационной работы представлены на семинарах и следующих научно-технических конференциях:
XV Международная конференция « Проблемы Теоретической
Кибернетики » (Казань, Россия, 2-7 июня, 2008), Казань, Июнь 2008.
27 erne congres INFORSID2009, section Jeunes Chercheurs, (du 26 au
29 Mai 2009 a Toulouse), Toulouse- France, Mai 2009.
Итоговые научные конференции Казанского государственного
университета.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 1 - в журнале, входящем в Перечень ВАК РФ.
Структура и объем работы.
