SysML і Rhapsody, Комерція, Різне, статті

Вивільнення мощі SysML


SysML фокусується на наданні інженера-системотехніка семантики мови моделювання, що спрощує операції проектування. Хоча остаточна специфікація все ще не прийнята, виявлено багато стабільні концепції, що демонструють міць і функціональність мови. Постулованій метою даної специфікації є надання SE (інженер-системотехнік) такої мови, який дозволяє гарантувати, що його проект буде коректним, точним, осмисленим, несуперечливим і зрозумілим


Читачеві, незнайомому з SysML, можна сказати, що ця мова моделювання грунтується на підмножині специфікації UML 2.0 з деякими розширеннями. Ці розширення фокусуються на надання SE певних елементів і діаграм, необхідних для короткого представлення системи на мові моделювання. Прикладами таких розширень є вимоги, блоки та обмеження. Такі розширення в свою чергу вимагають нових діаграм для представлення нових елементів, таких як блокова діаграма, параметрична діаграма і діаграма вимог. На рис. 1 показані поточні діаграми для SysML.



 




Рисунок 1 – Таксономія діаграм SysML


 
Нові елементи і діаграми (відмічені жовтим кольором) значно розширять і поліпшать можливість SE моделювати свої системи незалежно від того, чи ведеться робота над ПЗ, обладнанням, електронікою або комбінацією всього перерахованого. Ці елементи і діаграми можуть бути використані для підвищення зручності читання та виразності проекту при використанні в якості засобу взаємообміну між різними групами, що працюють над проектом. Безсумнівно, на ринку є багато інструментальних засобів, що надають профілі SysML, наприклад популярний пакет Visio від Microsoft, але ці базові інструменти створення діаграм не призначені для роботи над великими і складними проектами.

У даній роботі будуть обговорені життєво важливі потреби проектної організації, тонкоуровневого управління версіями, статичного і динамічного аналізу та управління вимогами – тобто можливостей, успішно реалізовуються за допомогою SysML. Далі в цій роботі буде описано, як Rhapsody враховує ці ключові вимоги, з якими не можуть впоратися прості пакети малювання діаграм, такі як Visio.

Іноді добре почати буває недостатньо

Визначення мови хоча і є необхідним, все ж таки недостатньо для відповідності цілям специфікації SysML. Стає зрозумілим, що контекст складних або великих моделей, що використовують цю мову, може бути надзвичайно складним і заплутаним для інженера-системотехніка, тому важко гарантувати коректність, точність або послідовність відносяться до проекту даних. Ще більш ускладнює ситуацію відсутність підходящого для вирішення завдань автоматизації мови, що забезпечує досягнення зазначених вище цілей. Інструменти, що забезпечують можливість упорядкування проектування і надають тонкоуровневое управління версіями, статичний і динамічний аналіз, отслеживаемость вимог, є єдиним способом гарантувати, що системний дизайн буде коректним, точним, послідовним і поліпшить базові можливості виразності і розуміння як для невеликих, так і для великомасштабних проектів.

Організація проектування / моделювання

Одним з ключових переваг для моделювання, викликаним використанням SysML, є притаманна SysML організованість і легкість переміщення внаслідок точно визначеної структури моделі.

Елементи в моделі можуть групуватися і організовуватися, що забезпечує просту і швидку навігацію, а також надає чітку контекстну концептуальну структуру. Крім того, для забезпечення простоти розуміння взаємозв’язку між елементами можуть також збиратися і організовуватися.

Інструменти, що мають можливості проектування або організацію моделі, дозволять користувачеві переглянути всю інформацію, релевантну для елемента, аж до рівня тонкої структури. Крім того, ці інструменти також дозволять витяг або фільтрацію певної інформації з метою генерації користувацьких звітів по моделі. Наприклад, користувачі можуть генерувати певні звіти для інтерфейсів, використовуваних елементами (наприклад, документ управління інтерфейсом), або розділяти аспекти проектування на програмні, електричні і механічні для створення специфікацій по кожній відповідній групі.

Багато з наявних на ринку інструментів створення діаграм не передбачають можливість організації та селективного вилучення інформації. Наприклад, MS Visio дозволяє користувачам організовувати і виконувати навігацію у формі Model Explorer, але при цьому не відображається вся інформація по зв’язках елементів. Крім того, в Visio не підтримує посилання на елементи або на зовнішню інформацію за межами моделі, таку як вимоги. Також слід вказати на відсутність прямого або впорядкованого шляху для фільтрації інформації в моделі для певних задач генерації звітів.

Тільки ті інструменти, які забезпечують надійний і вичерпний спосіб організації і навігації по складних даними великих системних моделей, здатні задіяти можливості і справжній потенціал SysML.

Управління версіями проекту

Розширеним перевагою тонкоуровневой організаційної структури моделей є можливість надання тонкоуровневого управління версіями елементів. У розробці середніх або великомасштабних систем бере участь значна кількість паралельно працює над проектом персоналу. З цієї причини життєво важливо, щоб була можливість розбиття моделі на логічні елементи, які могли б роздільно управлятися і модифікуватися. Це дозволяє групам розробників незалежно працювати над цими сегментами моделі, не надаючи негативного впливу на інших співробітників колективу. Великим колективам це дозволяє гарантувати, що вони працюють з найбільш свіжими версіями елементів своїх моделей.

І знову такі інструменти, як Visio, не відповідають цим вимогам. Моделі в Visio можуть контролюватися на рівні версій, але тільки на рівні моделі. При цьому відсутня можливість тонкоуровневого управління версіями елементів, таких як блоки або вимоги моделі. Єдиним способом виконання цього завдання служить поділ елементів на окремі моделі. Але, на жаль, це створює проблеми в області посилань і навігації для всіх співробітників колективу.

Колективи, що працюють над середніми або великими проектами, можуть ефективно використовувати тільки ті інструменти, які володіють власними вбудованими можливостями тонкоуровневого управління версіями.

Статичний аналіз

Іншим критично важливою перевагою володіння інструментом, повністю використовує можливості SysML, є надання функцій перевірки моделі на синтаксичні або семантичні помилки. При роботі над великими складними моделями може виявитися дуже важко виконати огляд всіх елементів моделі для гарантії відсутності помилок або пропусків. Так як SysML встановлює правила, інструменти, які можуть сканувати модель та ідентифікувати помилки або потенційні пропуски, представляють реальну цінність для користувача.

Перевірка на наявність невирішених посилань, закільцьованих посилань і завислих переходів може заощадити годинник робочого часу, а також мінімізувати розчарування результатами роботи серед членів колективу.

Багато з підтримують SysML інструментів створення діаграм не надають цих можливостей. Можна використовувати Visio для збору проектної інформації з використанням семантики SysML. Інструмент повинен володіти контролем версій на грубому рівні моделі, а також надавати інформацію іншим співробітникам групи розробки. Це безумовно покращить рівень понимаемости і осмисленості проекту. Разом з тим Visio не може виявити деякі невідповідності між елементами моделі, такими як інтерфейси або параметри, що передаються від одного елемента до іншого. Подібні невідповідності можуть надати катастрофічне вплив на реалізацію проекту. Ці проблеми не можуть бути виявлені аж до виконання вичерпного аналізу проекту, та / або завершення фактичної реалізації. Таким чином, Visio не може гарантувати інженерам-системотехніка точність інформації, що знаходиться в системі.

Тому для інструменту дуже важлива можливість надання набору перевірок для моделі з метою виявлення подібних відхилень або невідповідностей. Такі перевірки називаються Статичним аналізом проекту. Очевидно, що цінність будь-якого структурованого і точно певної мови полягає в можливості розробки інструментів і технік, які можуть бути використані для автоматичної ідентифікації таких синтаксичних помилок або невідповідностей в моделі, які не настільки очевидні на перший погляд.

Динамічний аналіз

Іншою перевагою моделювання є можливість визначення поведінки системи під час проектування. За допомогою використання SysML інженери-системотехніки можуть визначити поведінку своїх систем за допомогою таких діаграм, як діаграми машини станів, діаграми активностей і діаграми послідовностей, і визначити спосіб, яким системи будуть реагувати на виникнення деяких подій. Самі про себе діаграми необхідні для гарантії короткої передачі планованого поведінки від проектувальників до конструкторів, але цих діаграм недостатньо для забезпечення правильності поведінки всієї системи як єдиного цілого.

Такі інструменти, як Visio, забезпечують можливість створення, спільного використання та управління проектом, але неефективні в плані гарантії певної поведінки підсистеми або ж правильності поведінки системи як єдиного цілого. При відсутності можливості детектування цих помилок або невідповідностей з’являється необхідність в ручній імітації або трасуванні системи, або доводиться чекати, поки в реалізації не будуть знайдені проблеми. Інструменти, що дозволяють інженерам-системотехніка фактично розробляти модель та її поведінку, а потім автоматично імітувати поведінку при різних умовах або події, додають додаткову достовірність в коректність і злагодженість проекту. В цьому полягає можливість інженерів-системотехніків виконувати динамічний аналіз своїх проектів.

Трассируемого вимог

Однією з найбільш значущих операцій, які виконуються інженерами-системотехніками, є верифікація того, як їх проекти відповідають певним вимогам. Це тягне за собою використання цілого ряду механізмів для збирання, керування і трасування вимог в рамках всього життєвого циклу проекту.

Ці інструменти можуть включати як прості електронні таблиці, так і складні бази даних, такі як IBM Rational / Telelogic Doors ™. Вкрай важливо, щоб інформація в моделі була прив’язана до зовнішнього сховища вимог. Без цієї можливості вимоги, які задовольняються або є вторинними в моделі, стають ізольованими і потенційно можуть втратити синхронізацію з репозиторієм вимог.

І знову такі відносно прості інструменти, як Visio, не можуть надати цю критично важливу можливість. Хоча вимоги та діаграми можуть бути представлені в Visio, не є способу надання зв’язку на репозиторій вимог. Це веде до того, що вся синхронізація, а також оновлення вимог повинно буде виконано двічі, один раз в репозиторії, і потім знову вручну введено або відредаговане в моделі. Якщо число вимог мало, то подібне завдання можна виконати. Проте при числі вимог в сотні або тисячі Visio просто не зможе надати або розкрити потенціал і цінність SysML.


Ці інструменти можуть включати як прості електронні таблиці, так і складні бази даних, такі як IBM Rational / Telelogic Doors ™. Вкрай важливо, щоб інформація в моделі була прив’язана до зовнішнього сховища вимог. Без цієї можливості вимоги, які задовольняються або є вторинними в моделі, стають ізольованими і потенційно можуть втратити синхронізацію з репозиторієм вимог.

І знову такі відносно прості інструменти, як Visio, не можуть надати цю критично важливу можливість. Хоча вимоги та діаграми можуть бути представлені в Visio, не є способу надання зв’язку на репозиторій вимог. Це веде до того, що вся синхронізація, а також оновлення вимог повинно буде виконано двічі, один раз в репозиторії, і потім знову вручну введено або відредаговане в моделі. Якщо число вимог мало, то подібне завдання можна виконати. Проте при числі вимог в сотні або тисячі Visio просто не зможе надати або розкрити потенціал і цінність SysML.


Rhapsody for Systems


Як ми вже бачили, міць і потенціал SysML величезні, але при цьому інструменти, які можуть вибрати інженери-системотехніки, можуть значно знизити потенційну цінність і корисність SysML. Відсутність можливості більш ефективного використання організації моделі, надання тонко-рівневого контролю версій, статичного і динамічного аналізу або прив’язки до вимог може серйозно вплинути на будь-які спроби ефективного використання SysML. Вибір інструмента надасть значний вплив на гарантію коректності, точності, свідомості, несуперечності і понимаемости проекту.


Минуло більше восьми років з тих пір, як компанія I-Logix розпізнала цю необхідність в ефективному програмному забезпеченні. Створений даною компанією флагманський продукт – Rhapsody вже довів своє право на існування, будучи інструментом моделювання з вбудованими можливостями організації моделей, тонко-рівневого контролю версій, статичного і динамічного аналізу, а також зв’язків з репозиторіями вимог і з колективами розробників.


Сьогодні, з появою SysML, інженери-системотехніки можуть використовувати можливості Rhapsody для повної реалізації потенціалу SysML в області системного проектування.


Пакети Rhapsody Systems


Пакети Rhapsody Systems Architect і Designer здатні надати середу, сфокусовану на потребах і термінології системного проектування. За рахунок використання можливості профілювання UML, Rhapsody Systems Architect і Designer надають природну і інтуїтивно зрозумілу середу, засновану на SysML. Дані пакети розроблені з урахуванням надання максимальної функціональності замовнику, бажаючому використовувати різні потенціали SysML.


Пакет Architect надає інженерам-системотехніка можливість використання в Rhapsody потужного багатофункціонального браузера, призначеного для навігації і організації моделей і проектів. Також користувач має можливість управляти моделлю нарівні елементів з урахуванням контролю версій з підтримкою вбудованого і настроюваного статичного аналізу моделей. На додаток до функцій Reporter Plus і додатковим модулям Gateway користувачі можуть настроювати звіти і виконувати збір, трасування і аналіз.


Версія Designer, наявна в Rhapsody, надає всі функції Architect, а також ряд додаткових функцій. Використовуючи імітацію, за допомогою Designer користувачі можуть виконати динамічний поведінковий аналіз своїх моделей. З додаванням Webify Designer дозволяє інженерам-системотехніка створювати панельну графіком для взаємодії з моделлю, а також обмінюватися інформацією із зацікавленими особами проекту.


В залежності від вимог вашого проекту Architect або Designer забезпечать вам самий потужний, функціональний і відповідний інструмент моделювання SysML з наявних на ринку. У наступних розділах даної статті буде описано, як пакети Rhapsody Systems враховують вимоги таких завдань, як організація проекту, контроль версій, статичний аналіз, динамічний аналіз і трассируемого вимог.


Розширена організація проекту


Коли системотехніки відкривають Rhapsody Systems Architect або Designer, спочатку відображається інтуїтивно зрозумілий екран, призначений для організації проекту у логічній формі з простою навігацією. Критично важливо гарантувати, що всі члени колективу розробників володіють чітким і ясним розумінням того, що саме вони моделюють.



Рисунок 2 – середа Rhapsody
 
Як ми можемо бачити на рис. 2, користувач проектує модель в інтуїтивно зрозумілою, простою для навігації середовищі. Інформація міститься в стикуємих фреймах, таких як браузер або діаграми. Для ілюстрації елементів можна імпортувати зображення, що дає кращий рівень розуміння, ніж словесні описи. Простота використання таких функцій, як виявлення в моделі, фільтрів за елементами та інструментів навігації типу “пташине око” допомагає системотехніка швидко переміщатися по моделі.
 

Рисунок 3 – середа Rhapsody


Користувачі можуть виконувати ієрархічну деталізацію з будь-якого елементу моделі для отримання більш детального представлення елемента. Наприклад, ми можемо деталізувати блок трансмісії в прикладі моделі, і переглянути атрибути, підтримувані операції, діаграми станів і т.д. Ми також можемо переглянути додаткові подробиці по кожному елементу, вивчаючи його характеристики, як це показано на рис. 4.


Рис. 4 – Характеристики елемента Rhapsody

За допомогою Reporter Plus системотехніки можуть виконати настройку звітів у відповідності зі своїми потребами. Наприклад, можна створити звіт по всіх інтерфейсах портів для всієї моделі або для певного підмножини. Потім цей звіт може використовуватися для формування документів Word, PowerPoint або сторінок HTML, що використовуються як документи управління інтерфейсом для розповсюдження серед розробників.


Більш чітке уявлення організації моделі і простота навігації дозволяють системотехніка повністю використовувати міць SysML таким чином, який не може бути наданий менш функціональними інструментами.


Інтегроване тонкоуровневое управління версіями


Для забезпечення можливості управління великими проектами, що налічують велику кількість учасників, вкрай важливо визначити спосіб декомпозиції певних елементів моделі на індивідуальні робочі одиниці. Це можна виконати багатьма різними способами. Користувачі можуть організувати модель по прецедентів використання, логічним або фізичним архітектура, доменам, компонентів або навіть по членам колективу або по групах.


При цьому важлива можливість визначення певної гранулярності блоків, для яких необхідно управління версіями. У більшості інструментів це виконується на рівні всієї моделі. Очевидно, що це ускладнює управління великими складними проектами з великою кількістю учасників, так як керівник не може присвоїти індивідуальні компоненти проекту певного системотехніки або групі. Інтегроване в Rhapsody управління версіями дозволяє користувачам вказувати на будь-якому рівні ієрархії елементів, з чим саме слід працювати при управлінні версіями. Це дає користувачеві повну свободу в організації та управлінні елементами саме тим способом, який краще всього підходить.


Рис. 5 – Створення блоку керування версіями

Потім користувачі можуть швидко і просто завантажити повну модель в Rhapsody і, вибравши елементи в браузері, взяти на контроль лише ті елементи, які вони хочуть змінити.



 

Рис. 6 – Взяття на контроль / здача версії в CM

Подібна вбудована гнучкість Rhapsody дозволяє колективам управляти своєю роботою способом, найбільш підходящим для їх інфраструктури, географічного розташування та розміру колективу. Без цієї можливості, доступною для всієї моделі, колективам розробників доведеться розбивати зміни на компоненти або, що ще гірше, намагатися об’єднувати зміни, внесені різними розробниками. Протягом декількох років Rhapsody активно використовується як в невеликих, так і великих колективах, що працюють в різних фізичних місцях розташування, показавши прекрасні результати по безшовної інтеграції тонкоуровневого управління версіями. Це дає Rhapsody важливі переваги, надаючи інженерам-системотехніка гнучку і потужну середу проектування.


Настроюваний статичний аналіз


При розробці Rhapsody була врахована необхідність надання системотехніка статичного аналізу, необхідного для гарантії відповідності їх системи цілям проекту і правилам SysML. Ці наявні в Rhapsody можливості дозволяють користувачам використовувати всю функціональність SysML і досягти нових рівнів коректності, точності, свідомості, несуперечності і понимаемости проекту.


В Rhapsody є вбудовані перевірки моделей, що дозволяють системотехніка швидко і ефективно ідентифікувати будь-які базові проблеми, які можуть існувати в проекті. Rhapsody може детектувати такі проблеми, як відсутність супровідної інформації, такої як опис блоку, посилання в моделі на недозволені елементи, або елементи з повністю відсутніми відносинами.


Користувач може вибрати виконання однієї або більшої кількості перевірок, щоб в будь-який час забезпечити несуперечність і коректність моделі.

Користувачі також можуть визначити свої власні перевірки для обліку таких моментів, як локально певні стандарти і правильність використання визначень або термінології. Простим клацанням миші користувачі можуть запустити перевірку всього проекту на наявність проблем, що враховуються поставляються перевірками, і багато іншого!


Тут ми бачимо, що інструмент моделювання не тільки виконує функції малювання діаграм, але і служить єдиним інструментом, що надає користувачам ці типи перевірок. Перевірка моделей гарантує, що моделі синтаксично правильні і узгоджені, а також завершені в повній відповідності зі своєю структурою. Ці перевірки зможуть допомогти колективу розробників уникнути дорогих помилок, пов’язаних з проектом, і гарантувати кожному розробнику відповідність вказівкам проекту.


Інтегрована трассируемого вимог


Однією з найбільш важливих операцій, які виконуються системотехніками, є створення, управління і відстеження вимог. Дуже важливою є можливість ідентифікації того, наскільки проектовані системи задовольняють певним вимогам. Крім того, необхідно відстеження змін від вимог до самого проекту. Це може бути досить важким завданням, якщо відсутній прямий спосіб прив’язки певних елементів моделі до сховища вимог.


Rhapsody for Systems в поєднанні з Rhapsody Gateway надає надзвичайно гнучкий підхід світового класу до управління, прив’язці і відстеження елементів з репозиторію до елементів усередині моделі. Rhapsody Gateway надає переваги безшовного інтерфейсу для двунаправленного обміну інформацією з інструментами управління вимогами від сторонніх виробників, що дозволяє розширити повне рішення трассируемого і забезпечити розробників способом вивчення входять і сходять впливів, що надаються змінами вимог, в реальному часі, в будь-який час. Даний інструмент є гнучким і надає структуру з відкритою архітектурою, яка підтримує множинні потоки робіт і спроектована для організації сценаріїв зі складними вимогами.


Рис. 7 – Rhapsody Gateway

Цей інструмент дозволяє користувачам зв’язати керовану моделями середовище розробки Rhapsody з оригінальними вимогами, надаючи користувачам можливість перегляду та аналізу охоплення цих вимог та перегляду висхідного і низхідного впливу змін вимог в реальному часі на якому рівні. Складні сценарії вимог з декількох джерел легко організовуються в одне ціле за допомогою середовища управління вимогами (RM) і автоматично порівнюються в деталізованих звітах за впливом і в матрицях трассируемого вимог, що значно полегшує розуміння результатів аналізу трассируемого.


Rhapsody Gateway забезпечує повну сумісність з SysML 0.91, UML 2.0 і DoDAF версії 1.0. Тепер можна швидко створювати зв’язку трассируемого з використанням взаємозалежностей вимог SysML, а потім аналізувати ці зв’язки за допомогою Rhapsody Gateway.


Рішення Rhapsody Gateway є особливо цінним для програмістів, розробників і системних архітекторів, які працюють над проектами, в яких трассируемого певних вимог є критично важливими підсумковими результатами проекту. Зокрема, Gateway допоможе компаніям відповідати жорсткому стандарту безпеки авіаційної техніки DO-178B.


Gateway і Rhapsody for Systems бесшовно працює з такими інструментами, як DOORS, Word, Excel, PowerPoint, PDF, ASCII, Adobe Acrobat 6.0 +, IBM Rational / Telelogic DOORS 7.0 SP1 або 7.1 +, IBM Rational, RequisitePro 2003 (SP3) +, Mathworks Simulink 6 +, Adobe FrameMaker і Interleaf.


Імітація і динамічний аналіз


Після того як модель була визначена синтаксично і статично проаналізована, єдиною неперевіреною характеристикою залишилася правильність поведінки. Хоча моделі і діаграми візуально можуть працювати правильно, їх поведінку при виконанні, з подіями та іншими виникають діями часу виконання, може бути зовсім не тим, що планувалося при проектуванні. За допомогою Rhapsody Designer інженери-системотехніки тепер можуть вдихнути життя в свої проекти і реально імітувати поведінку своїх систем в Rhapsody.

Це дає проектувальникам додаткову впевненість у правильності своїх проектів, а також у тому, що складну поведінку відповідає рамкам встановлених вимог. Подібні потужні можливості виводять моделювання на нові рівні точності і правильності.


Тепер системотехніки можуть створювати імітовані макети своїх проектів і відслідковувати їх роботу в рамках ряду сценаріїв вручну або за допомогою Test Conductor від Rhapsody з метою визначення правильності їх поведінки. Ця імітація також може використовуватися в якості базової лінії для визначення впливу змін на проект з компаративним або з регресійним цілями.


Підсумок


У інструменту, функціональність якого не обмежується простим малюванням діаграм, є значні переваги. Користувачі можуть підвищити якість, прискорити вихід на ринок, отримати більш точні кінцеві результати і керувати моделюванням великих і складних проектів. Ці переваги не можуть бути досягнуті за допомогою таких інструментів початкового рівня, як Visio.


Функціональність Rhapsody в плані надання видатних можливостей з організації моделей і навігації в них, що настроюється генерації документів, тонкоуровневого управління версіями, статичного аналізу моделей, трассируемого вимог та динамічного аналізу безперечно виводить моделювання на абсолютно новий рівень. Багаторічний досвід роботи Rhapsody в співтоваристві користувачів знову і знову демонструє весь спектр цих переваг. При цьому абсолютно ясно, що ці переваги також можуть бути отримані в області системного проектування.

Проекти, розгорнуті з використанням моделювання взагалі і з SysML зокрема, можуть бути виконані більш ефективно, за більш короткий час і з більш високою якістю, якщо використовувати інструмент з можливостями, наданими Rhapsody for Systems. Розробники зможуть бути впевнені в повному досягненні цілей, постуліруемих SysML, в плані гарантії коректності, точності, свідомості, несуперечності і понимаемости проекту.

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*