8961

2

УДК 621.3

Куклина И.Г. Информационные технологии в научно-исследовательской деятельности [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. для обучающих по программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре / И.Г. Куклина; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2017. – 54с.1 электрон. опт. диск (CD-RW)

Учебно-методическое пособие предназначено для аспирантов,

изучающих дисциплину «Информационные технологии в научно-

исследовательской деятельности», а также может быть полезно специалистам и преподавателям, ведущим работу в этой области.

© И.Г. Куклина, 2017

© ННГАСУ, 2017.

3

Содержание

Глава 1.CASE – средство Rational Rose и язык объектно-ориентированного

2.2.Требования при построении информационной поисковой модели ….........17

2.3.Создание отображения проблематики информационной системы,

2.3.1.Логическое представление проектируемой системы диаграммами

UseCase………………………………………………………………………………

….19

2.3.2. Использование расширений нотаций в диаграммах UseCase…………....23 2.4. Описание взаимодействия элементов системы при помощи диаграмм

Interaction……………………………………………………………………………26 2.4.1. Диаграмма последовательности для отображения процесса обработки информации……………..………….……………………………………………….27

2.4.2.Создание и настройка сообщений в Sequencediagram…………...............29

2.4.3.ВозможностьпреобразованияSequencediagramвCollaborationdiagram..35 2.5. Анализ аппаратной части системы при помощи Deploymentdiagram……..38

4

2.6. Отображение динамики работы информационной системы при помощи

Activitydiagram……………………………………………………………………..40 2.7. Логическое представление модели при помощи диаграммы классов.……..43

Литература …...........................................................................................................53

5

Введение

В настоящее время от будущих специалистовтребуется не столько наличие определенного набора профессиональных знаний, сколько реальные практические умения и навыки, обеспечивающие готовность выполнять нестандартные задачи и функции в различных ситуациях. Быстрое накопление исторических знаний, создаваемое банком данных документов, вызывает необходимость сформировать такие накопители, которые позволят самостоятельно и эффективно преобразовывать, развивать и дополнять свои категории и классификаторы. Данными возможностями обладают активные методы и технологии современных информационных технологий, которые направлены на возможность структурировать необходимую информацию,

критически анализировать новые поступления данных. Ведущей современной

технологиейв данной области выступаетCASE система.Computer-

AidedSoftwareEngineering – набор инструментов и методов программной инженерии для проектирования программного обеспечения, обеспечивающий возможность создания уникальных программных продуктов, отсутствие ошибок и простоту в обслуживании программных продуктов [11].Таким образом, CASE –это совокупность методов и средств проектирования информационных систем с использованием объектно-ориентированных инструментов. Цельюизучения и применения данной технологии в прикладном характере является формирование специалиста, способного к информационно-

аналитической работе: владеющего методами обработки и сборабольшого многопрофильного потока информации, готового совершенствоваться, развивая навыки анализа и оценки. Специалист нового формата будет уметь сопоставлять факты, анализировать категории той или иной проблемы,

выявлять пути обозначения проблемной ситуации и находить решения с

6

законченнуюметодологическую основу и приобрела популярность.Современные CASE-системы – это средства разработки не только программных систем, но и организационно-управляющих информационных структур. С их помощью решаются задачи информационного моделирования,

бизнес-анализа, организации и реорганизации процессов обмена и поиска информации[6].

Суть Computer-AidedSoftwareEngineering и применительно к ней программного продукта RationalRoseв том, что осмысление реальнойзадачи

(например,политической), не только отражает в своем описании проблему, но и актуализирует определенный опыт и комплекс знаний, которые необходимо усвоить и решить при выполнении поставленной задачи [1].

7

Глава 1.CASE – средствоRational Rose и язык объектно-ориентированного

моделирования UML в гуманитарных изысканиях

Выполняется проект «Электронная база данных поиска документов».

Диаграммы, построенные при помощи CASE - средства Rational Rose на языке объектно-ориентированного моделирования UML, преследуют цель облегчения процесса создания электронной базы данных предметной области. UML –

многоцелевой язык визуального моделирования, применяемый в данном случае для спецификации, визуализации, проектирования и документирования компонентов процессов реализации информационных целевых поисков.

В современном информационном мире процесс поиска необходимой информации в какой-либо предметной области начинается в том числе с изучения электронной информации. При исследовании требований к заданной информационной системе за основу будут взяты запросы пользователей,

преобразованные в такую форму, чтобы команда разработчиков программного обеспечения могла понять и реализовать задачу построения программного продукта. Генерация программного кода происходит на основе формирования системных требований. Формализованное преобразование системных требований в программный код позволяет гарантировать взаимное соответствие и позволит в любой момент произвести переход от кода к порождающим его требованиям и наоборот. Данный процесс называется моделированием.

Подробный пошаговый путь от запросов пользователей к системным требованиям модели, создание программного кода и обратно – моделирование без потерь промежуточных итогов.

1.1. Необходимость появления новых технологий создания

современных информационных систем

Трудоемкость создания программных приложений приводит к

постоянному возрастанию сложности информационных систем,

представляемых в различных областях науки. Создание новейших проектов

8

наукихарактеризуютсясоответствующими особенностями:

запутанность воссоздания (большое количество представленных данных) поставленной задачи;

меняющиеся требования заказчика в процессе работы над информационной системой;

невозможность использования каких-либо типовых проектных решений (отсутствие аналогов);

низкая оценка значимости создаваемого проекта на начальной стадии проекта;

специфичность работы над проектами в области гуманитарных наук;

временной разброс проекта – вопросы истории и политологии существуют на протяжении существования мира, следовательно, и развитие проекта информационной системы будет развиваться в истории и во времени.

Для удачного создания проекта объект создания информационной системы должен быть адекватно описан, иметь полные и непротиворечивые функциональные информационные модели. За время создания и функционирования информационной системы базы данных исторических и политических процессов информационные задачи пользователей могут изменяться или уточняться, что достаточно усложняет разработку и сопровождение подобных систем.

Созданию CASE-технологии предшествовали исследования в области методологии программирования, ручное выполнение баз данных и приложений постепенно уходит в прошлое. Современная организация информационных систем обрела черты системного подхода. Появлению CASE-технологии способствовало:

появление сетевых технологий, возможность совместной коллективной работы над проектами;

развитие подготовки квалифицированных программистов, имеющих неплохую восприимчивость к концепциям структурного программирования;

9

широкое внедрение и постоянный рост производительности компьютеров,

позволившие использовать эффективные графические средства и автоматизировать большинство этапов проектирования;

увеличение возможностей суперкомпьютеров, появление мультимедийных технологий информационных систем.

CASE – системы для создания баз данных в исторических, политических науках – незаменимые технологии, позволяющие организовать множество документов, существующих в бумажных и электронных архивах в единое поисковое пространство.[1]

Визуальное моделирование – процесс графического представления основной идеи будущей задачи с применением некоторого набора стандартизованных графических примитивов – необходимое условие коммуникативности создаваемого программного продукта еще на этапе проектирования.

1.2.UMLи объектно-ориентированное моделирование

При создании проекта программной среды той же базы данных необходимо общение пользователей, разработчиков, тестировщиков,

аналитиков. Оно не возможно, если не присутствует общепонятная графическая среда, человеческое восприятие – это зрительно-ориентированное понимание мира. Сложная информация разработчиком будет понятна, если она представлена визуально, а не напечатана текстом. Созданная визуальная модель может представить работу системы на различных уровнях, показать взаимодействие объектов и внутри системного проекта. Многие программисты предлагали варианты решения данного вопроса, однако, наибольшую поддержку получила технология объектно-ориентированного моделирования,

предложенная Гради Бучем (GradyBooch). ObjectModelingTechnology–OMT –

технология объектно-ориентированного моделирования при помощи

UnifiedModelingLanguage–UML – унифицированного языка моделирования.

10

UML (англ. UnifiedModelingLanguage– унифицированный язык моделирования) – язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения. UML является языком широкого профиля, – это открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-

моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования, в основном, программных систем. UML не является языком программирования, но на основании UML-моделей возможна генерация кода.[15]

1.3.Актуальность языка UnifiedModelingLanguage

Важной задачейUnifiedModelingLanguageявляется предоставление пользователю в распоряжение легко воспринимаемый и выразительный язык визуального моделирования, предназначенный для решения задач весьма различного промышленного профиля[7].

Дальнейшее развитие и повсеместное использование методологии объектно-ориентированного автоматизированного проектированиядля научных исследованийявляется визуальная наглядность и понятность важнейших конструкций языка моделирования до перехода к кодогенерации. UML является не просто универсальным для представления моделей в различных приложениях, но и позволяет ученым далеким от написания алгоритмов и программсоздавать достаточно тонкиенюансы реализации исследуемых моделей применительно к конкретным информационным системам[16].

Систематизация процесса моделирования показала, что алгоритмического языка недостаточно для разработчиков, которые занимаются разработкой уникальных программных продуктов для определенных целей, выполняя заказы исследователей широкого профиля.Для выполнения поставленной задачи мало знаний базовых конструкций языка UML, важно не только владеть некоторыми навыками объектно-ориентированного программирования, но и хорошо представлять себе общую проблематику процесса разработки моделей