IDEF4

Пример IDEF4: диаграмма поведения для методов, реализующих Louder.

IDEF4 , или Integrated DEFinition for Object-Oriented Design , — это объектно-ориентированного моделирования язык для проектирования компонентно-ориентированных клиент-серверных систем. Он был разработан для обеспечения плавного перехода от моделей анализа предметной области и требований к проектированию и фактической генерации исходного кода. Он определяет объекты проектирования с достаточной детализацией, чтобы обеспечить генерацию исходного кода.

Этот метод является частью IDEF семейства языков моделирования в области системной и программной инженерии .

Обзор

Метод IDEF4 — это графически-ориентированная методология проектирования объектно-ориентированных программных систем. Парадигма объектно-ориентированного программирования предоставляет разработчику абстрактное представление о своей программе, состоящей из набора объектов, поддерживающих состояние, которые определяют поведение программы посредством протокола их взаимодействия. Объект состоит из набора атрибутов, определяющих локальное состояние, и набора методов (процедур), которые определяют поведение этого конкретного объекта и его связь с другими объектами, составляющими систему.

Многомерный подход метода IDEF4 к проектированию объектно-ориентированной программной системы состоит из следующих пунктов:

• Уровни проектирования (уровень системы, уровень приложения и низкоуровневый дизайн).
• Статус проекта артефакта (домен приложения, в процессе перехода, домен программного обеспечения),
• Модели проектирования (статические, динамические и поведенческие) и компонент обоснования дизайна , а также
• Конструктивные особенности варьируются от общих до конкретных, что позволяет отложить принятие решений .

История

Разработка IDEF4 возникла благодаря осознанию того, что модульность, удобство сопровождения и возможность повторного использования кода, являющиеся результатом парадигмы объектно-ориентированного программирования, могут быть реализованы в традиционных приложениях обработки данных . Доказанная способность парадигмы объектно-ориентированного программирования поддерживать интеграцию на уровне данных в больших сложных распределенных системах также является основным фактором широкого интереса к этой технологии со стороны традиционного сообщества обработки данных.

IDEF4 был разработан как инструмент проектирования для разработчиков программного обеспечения, использующих объектно-ориентированные языки, такие как Common Lisp Object System , Flavors , Smalltalk , Objective-C , C++ и другие. Поскольку эффективное использование объектно-ориентированной парадигмы требует другого мыслительного процесса, чем использование традиционных процедурных языков или языков баз данных , стандартных методологий, таких как структурные диаграммы , диаграммы потоков данных и традиционные модели проектирования данных (иерархические, реляционные и сетевые), недостаточно. . IDEF4 стремится предоставить необходимые средства для поддержки процесса принятия решений по объектно-ориентированному проектированию.

Концепции IDEF4

Размеры объектов проектирования IDEF4

Размеры объектов проектирования IDEF4.

IDEF4 использует метод или процедуру объектно-ориентированного проектирования, которые очень похожи на . технику объектного метода Рамбо и Шлаера / Меллора (OOA/OOD). метод объектно-ориентированного анализа и проектирования Однако есть некоторые принципиальные различия:

• IDEF4 специально разработан для совместимости с другими методами IDEF.
• IDEF4 позволяет отслеживать состояние артефактов проекта из объекта предметной области посредством перехода к спецификации проекта и
• IDEF4 включает компонент обоснования проекта .

Эти дополнительные размеры показаны на рисунке. Края коробки показывают развитие дизайна от начала до конца при разработке каждого из этих размеров.

Деятельность по проектированию IDEF4

В IDEF4 проектирование начинается с анализа требований и принимает в качестве входных данных объекты предметной области. Эти объекты домена закодированы в эквивалентной форме IDEF4 и помечены как объекты домена. По мере разработки вычислительных объектов для этих объектов они помечаются как «переходные» и, наконец, как «завершенные». Уровень завершения проекта IDEF4 определяется путем установки показателей на основе статуса, уровня и размеров модели отдельных артефактов в проекте.

Проектная деятельность IDEF4.

Проектирование на уровне системы начинается после того, как собраны «исходные» (доменные) объекты. Это разрабатывает контекст проектирования, обеспечивает возможность подключения к устаревшим системам и определяет приложения, которые необходимо создать для удовлетворения требований. Для объектов на уровне системы строятся статические, динамические, поведенческие и обоснованные модели. Эти спецификации становятся требованиями на уровне приложения – следующем уровне проектирования. Проект уровня приложения идентифицирует и определяет все программные компоненты (разделы), необходимые в проекте. Статические модели, динамические модели, поведенческие модели и компонент обоснования создаются для объектов на уровне приложения. Эти спецификации становятся требованиями следующего уровня проектирования – низкоуровневого проектирования. Статические модели, динамические модели, поведенческие модели и компонент обоснования проекта создаются для объектов проектирования низкого уровня. Для уменьшения сложности внутри каждого уровня могут быть построены подуровни.

IDEF4 — это итеративная процедура, включающая операции разделения, классификации/спецификации, сборки, моделирования и реорганизации (см. рисунок ). Во-первых, проект разбивается на объекты, каждый из которых либо классифицируется по существующим объектам, либо для которых разрабатывается внешняя спецификация. Внешняя спецификация позволяет делегировать и выполнять внутреннюю спецификацию объекта. После классификации/спецификации в процессе сборки уточняются интерфейсы между объектами (т. е. разрабатываются статические, динамические и поведенческие модели, детализирующие различные аспекты взаимодействия между объектами). При разработке моделей важно моделировать сценарии или случаи использования. между объектами для выявления недостатков конструкции. Основываясь на этих недостатках, дизайнер может затем изменить существующие модели и моделировать их, пока дизайнер не будет удовлетворен.

Объектно-ориентированные концепции IDEF4

IDEF4 определяет набор объектно-ориентированных концепций:

• Домены : проекты IDEF4 реализуются в домене. Домен можно рассматривать как область действия разрабатываемой системы. Во время проектирования системы программное обеспечение перемещается между тремя доменами: доменом приложения, доменом проектирования и доменом реализации.
• Особенности, артефакты и объекты
• Экземпляр объекта : Объекты могут быть экземплярами объектов, классами объектов и разделами объектов. Экземпляры объектов — это отдельные вещи, встречающиеся в домене приложения.
• Классы . Классы представляют собой обобщения объектов и используются для управления сложностью за счет использования сходства экземпляров объектов и группировки их в класс или категорию.
• Подкласс/Суперкласс . Термин «подкласс» отражает концепцию группировки отдельных экземпляров класса в еще более специализированный класс.
• Разделы : объект раздела содержит объекты и отношения.
• Атрибуты : Атрибуты — это выбор реализации того, как представлять состояние объекта.
• Состояния объекта : состояния объекта представляют ситуации или условия экземпляра объекта, которые имеют значение в проекте.
• Метод : метод — это реализация поведения (т. е. набор инструкций, в соответствии с которыми объект выполняет некоторую операцию).
• Сообщение и полиморфизм : объекты общаются, отправляя сообщения друг другу.
• Событие : Событие — это сигнал, генерируемый методом объекта, указывающий на некоторое состояние объекта.
• Жизненные циклы объектов . В любой системе объекты демонстрируют закономерности поведения, проходя через разные состояния.
• Клиент/Сервер : объект играет роль клиента по отношению к сообщению, если он является отправителем этого сообщения.
• Отношения и роли : объекты соединены между собой дугами. Эти дуги называются отношениями и показывают связи между объектами.
• Наследование . Особым типом отношений, используемым в объектно-ориентированной технологии, является наследование.
• Инкапсуляция и сокрытие информации . Инкапсуляция и сокрытие информации — это две объектно-ориентированные концепции, которые легче всего понять, если обсуждать их с точки зрения взаимодействия между объектами.

Идентификация класса объекта

Пять типов классов объектов в IDEF4.

Метод IDEF4 предполагает, что объекты предметной области были идентифицированы посредством объектно-ориентированного анализа предметной области. Такие методы, как IDEF1 , IDEF5 , IDEF3 , SA/SD, можно использовать для выполнения анализа предметной области. Однако специалисты-практики IDEF4 должны знать, как идентифицируются объекты, поскольку процесс проектирования может выявить недостатки объектно-ориентированного анализа. IDEF4 определил пять типов классов:

• Физические объекты : вещи, найденные и наблюдаемые в мире природы.
• Ролевые объекты : Роль может быть связана с другими видами деятельности, которыми занимается данное лицо (например, пациент в больнице, акционер, клиент, доверенное лицо, подозреваемый в краже со взломом или налогоплательщик).
• Объекты событий : События или инциденты также могут считаться объектами. Идентификация событий как объектов весьма субъективна и зависит от области, в которой будет использоваться программное обеспечение.
• Объекты взаимодействия . Объекты взаимодействия являются результатом взаимодействия или транзакций между двумя или более объектами.
• Объекты спецификации и процедуры . Объекты спецификации описывают приемлемые характеристики экземпляров объектов. Объекты процедур относятся к способу взаимодействия других экземпляров объекта.

Строительные блоки IDEF4

Организация строительных блоков IDEF4.

Слои IDEF4

Пользователи IDEF4 проектируют на трех отдельных уровнях:

1. системный дизайн,
2. дизайн приложения и
3. низкоуровневый дизайн.

Эта трехуровневая организация снижает сложность конструкции. Уровень проектирования системы обеспечивает возможность подключения к другим системам в контексте проектирования. Прикладной уровень отображает интерфейсы между компонентами проектируемой системы. Эти компоненты включают коммерческие приложения, ранее разработанные и реализованные приложения, а также приложения, которые предстоит разработать. Низкоуровневый уровень проектирования представляет собой основные объекты системы.

Статус артефакта IDEF4

IDEF4 различает артефакты IDEF4, вновь созданные из предметной области приложения, артефакты, находящиеся в процессе перехода к спецификации проекта, и артефакты, которые были указаны и могут быть применены для создания спецификации проекта. Любой артефакт проекта в IDEF4 можно пометить как домен, переход или завершение. Это позволяет практикам и рецензентам отслеживать ход разработки проекта до завершения.

Модели проектирования IDEF4

Организация модели IDEF4.

IDEF4 использует три модели проектирования и компонент обоснования дизайна:

• Статическая модель (SM) определяет неизменные во времени отношения между объектами (например, наследование).
• Динамическая модель (DM) определяет связь между объектами и переходы состояний объектов.
• Модель поведения (BM) определяет отношения между соответствующими поведениями объектов.

Компонент обоснования проекта обеспечивает представление системы сверху вниз, предоставляя широкий обзор, охватывающий три модели проектирования, и документируя обоснование основных изменений дизайна.

Каждая модель представляет собой различное сечение конструкции. Три модели дизайна охватывают всю информацию, представленную в дизайн-проекте, а обоснование дизайна документирует обоснование дизайна. Каждая модель поддерживается графическим синтаксисом, который подчеркивает проектные решения, которые необходимо принять, и их влияние на другие аспекты проектирования. Для облегчения использования графический синтаксис всех трех моделей идентичен.

Особенности конструкции

IDEF4 предоставляет широкий спектр возможностей проектирования — от общих до конкретных. Этот диапазон позволяет отложить принятие решений, позволяя проектировщику сначала определить особенности конструкции в общих чертах, а затем уточнить их. Это значительно снижает нагрузку на дизайнеров, позволяя им сразу же воплощать новые концепции дизайна с помощью функций дизайна IDEF4, даже если эти концепции дизайна еще не были детально изучены.

Дальнейшее чтение

• Томас М. Блинн (1989). Документы с требованиями к системе автоматизации IDEF3 и IDEF4 и модели системной среды: промежуточный технический отчет . Национальная служба технической информации.
• Патрисия Гриффит Фрил и Томас М. Блинн (1989). «Документ спецификации проектирования автоматизированных систем IDEF3 и IDEF4» . Технический отчет. Космический центр НАСА имени Джонсона.
• Ричард Дж. Майер , Дуглас Д. Эдвардс (1990). Технический отчет IDEF4, версия 1.0 . НАСА* Ричард Дж. Майер, Дуглас Д. Эдвардс (1990). Отчет о формализации IDEF4, версия 1.0 . НАСА
• Ричард Дж. Майер и др. (1992). Отчет о методе IDEF4 . База ВВС Райт-Паттерсон, Огайо, 45433-7604. Май 2002.
• Ричард Дж. Майер и др. (1995). Отчет об объектно-ориентированном методе проектирования IDEF4, версия 2.0. Январь 1995 года.

Внешние ссылки

• Обзор IDEF4. Архивировано 27 февраля 2016 г. на Wayback Machine.