MDA – Cztery produkty czyli dwa etapy: wymagania i produkt

Ten arty­kuł moż­na czy­tać na dwa spo­so­by: ana­li­ty­cy czy­ta­ją od dechy do dechy po kolei ;). Menedżerowie i tak zwa­ny biz­nes czy­ta­ją od razu koniec, to jest część Na zakoń­cze­nie, gdy uzna­ją, że nie wie­rzą w te wnio­ski (wyrok) to zaczy­na­ją od począt­ku czy­li czy­ta­ją uzasadnienie :).

Niedawno napi­sa­łem:

Pomiędzy poję­cia­mi abs­trak­cja i model jest pew­na klu­czo­wa róż­ni­ca: abs­trak­cja to poję­cie zaś model to opis mecha­ni­zmu, jego kon­struk­cja, dzia­ła­nie, budo­wa. Prosty przy­kład: nazwa­ne pro­sto­ką­ty na typo­wym dia­gra­mie struk­tu­ry orga­ni­za­cyj­nej to abs­trak­cje komó­rek orga­ni­za­cyj­nych i osób w nich zatrud­nio­nych, pro­sto­ką­ty te wraz z linia­mi je łączą­cy­mi sta­no­wią, jako całość, model pod­le­gło­ści zaso­bów w orga­ni­za­cji. (Źródło: Analiza a mode­lo­wa­nie czy­li ile abs­trak­cji a ile rze­czy­wi­sto­ści | | Jarosław Żeliński IT-Consulting)

Kontynuując temat z innej per­spek­ty­wy powie­my sobie teraz o eta­pach ana­li­zy i pro­jek­to­wa­nia w inży­nie­rii, nie tyl­ko opro­gra­mo­wa­nia, w opar­ciu o MDA ([[Model Driven Architecture]], www​.omg​.org/​mda, pole­cam tak­że poję­cie [[model dri­ven engi­ne­ering]]). Dobra infor­ma­cja dla czy­tel­ni­ków: na koń­cu się wszyst­ko wyja­śni, moż­na pomi­nąć część o MDA 🙂

MDA

Pięć lat temu, jeden z arty­ku­łów o mode­lo­wa­niu i pro­jek­to­wa­niu, koń­czy­łem tymi słowami:

Podsumowując moż­na by powie­dzieć, że eta­py two­rze­nia opro­gra­mo­wa­nia to:

  1. Analiza biz­ne­so­wa, któ­rej pro­duk­tem są: model orga­ni­za­cji (model biz­ne­so­wy) oraz opis tego co ma powstać (opis, wyma­ga­nia na opro­gra­mo­wa­nie). Całość (sfor­ma­li­zo­wa­ne mode­le) pozwa­la na prze­te­sto­wa­nie czy tak okre­ślo­ne wyma­ga­nia speł­nia­ją potrze­by biznesu.
  2. Wytworzenie opro­gra­mo­wa­nia pole­ga­ją­ce na: opra­co­wa­niu szcze­gó­łów archi­tek­tu­ry, roz­wią­za­niu pro­ble­mów tech­nicz­nych (wyma­ga­nia nie­funk­cjo­nal­ne), kodo­wa­niu oraz dostar­cze­niu i wdrożeniu.

Źródło: Hej, Biznesie, to ma być dla biz­ne­su czy­li dla Ciebie! | | Jarosław Żeliński IT-Consulting

Powoływałem się w tym tek­ście wła­śnie na MDA. Czymże to jest? Na stro­nach OMG znaj­dzie­my: Document – ormsc/14 – 06-01 (MDA Guide revi­sion 2.0) Contact: Dr. Jon M. SiegelThis final draft of the revi­sed MDA Guide edi­ted in Boston on 18 June 2014 reflects all AB edits requ­ested at the Reston and Boston AB meetings. (Źródło: OMG Document – ormsc/14 – 06-01 (MDA Guide revi­sion 2.0)

Skorzystam z kil­ku cyta­tów i napi­sze co nie­co o MDA. Poniżej klu­czo­we tezy, nie mia­łem tu ambi­cji lite­ral­ne­go tłu­ma­cze­nia tego doku­men­tu, cho­dzi­ło mi o pryncypia.

This guide descri­bes the Model Driven Architecture (MDA) appro­ach as defi­ned by the Object Management Group (OMG). MDA pro­vi­des an appro­ach for deri­ving value from models and archi­tec­tu­re in sup­port of the full life cyc­le of phy­si­cal, orga­ni­za­tio­nal and I.T. sys­tems (A ?System?, in this con­text, is any arran­ge­ment of parts and the­ir inter­re­la­tion­ships, wor­king toge­ther as a who­le.). The MDA appro­ach repre­sents and sup­ports eve­ry­thing from requ­ire­ments to busi­ness mode­ling to tech­no­lo­gy imple­men­ta­tions. By using MDA models, we are able to bet­ter deal with the com­ple­xi­ty of lar­ge sys­tems and the inte­rac­tion and col­la­bo­ra­tion betwe­en orga­ni­za­tions, people, har­dwa­re, software.

Stosowanie mode­li pozwa­la znacz­nie lepiej radzić sobie ze zło­żo­no­ścią wiel­kich sys­te­mów jaki­mi są orga­ni­za­cje oraz funk­cjo­nu­ją­ce w nich związ­ki mię­dzy ludź­mi, opro­gra­mo­wa­niem i infra­struk­tu­rą. Fakt, że bada­ne orga­ni­za­cje współ­pra­cu­ją z inny­mi, dodat­ko­wo kom­pli­ku­je tę całość.

Models as com­mu­ni­ca­tions vehicles

A fun­da­men­tal value pro­po­si­tion for models and mode­ling is to faci­li­ta­te a team or com­mu­ni­ty coming to a com­mon under­stan­ding and/or consensus.

Jedną z głów­nych ról mode­li, poza ich ana­li­zą, jest komu­ni­ka­cja: komu­ni­ku­je­my innym człon­kom zespo­łu (tak­że klien­tom) to co zro­zu­mie­li­śmy i to cze­go ocze­ku­je­my. Tak więc mode­le są zarów­no opi­sem rze­czy­wi­sto­ści powsta­łym w toku jej zro­zu­mie­nia, są tak­że opi­sem tego co ma powstać, jeże­li chce­my tę rze­czy­wi­stość stworzyć.

[?]Abstraction deals with the con­cepts of under­stan­ding a sys­tem in a more gene­ral way; said in more ope­ra­tio­nal terms, with abs­trac­tion one eli­mi­na­tes cer­ta­in ele­ments from the defi­ned sco­pe; this may result in intro­du­cing a higher level view­po­int at the expen­se of remo­ving deta­il. A model is con­si­de­red more abs­tract if it encom­pas­ses a bro­ader set of sys­tems and less abs­tract if it is more spe­ci­fic to a sin­gle sys­tem or restric­ted set of systems. [?]

Podstawową rze­czą w ana­li­zie jest redu­ko­wa­nie szcze­gó­łów i uogól­nia­nie. Człowiek nie jest w sta­nie ana­li­zo­wać cze­goś co skła­da się z setek detali.

Model Analytics

Once models are cap­tu­red as seman­tic data vario­us ana­ly­tics can be exe­cu­ted across tho­se models inc­lu­ding model vali­da­tion, sta­ti­stics and metrics. Analytics assi­sts in deci­sion making, moni­to­ring and quali­ty asses­sment. OMG MDA Guide rev. 2.0 June 2014 page 2

Modele poję­cio­we i ana­li­tycz­ne słu­żą do zro­zu­mie­nia bada­nej rze­czy­wi­sto­ści. Modele two­rzo­ne (pro­jek­to­wa­nie) słu­żą do testo­wa­nia pomy­słów i podej­mo­wa­nia decy­zji, dalej zaś sta­no­wią opis cech wyma­ga­ne­go roz­wią­za­nia. Modele wyko­ny­wal­ne to inne mode­le ale bazu­ją na mode­lach ana­li­tycz­nych. Poniżej, na bazie MOF ([[Meta Object Facility]]), poka­za­no trzy pozio­my abs­trak­cji (poziom zero­wy to rzeczywistość).

poziomy-abstrakcji

Abstrakcja to uprosz­czo­ny” (pozba­wio­ny zbęd­nych szcze­gó­łów) model okre­ślo­nej rze­czy­wi­sto­ści. Metamodel to mecha­nizm two­rze­nia tej rze­czy­wi­sto­ści w tym tak­że model poję­cio­wy (wię­cej w dal­szej części).

Model (M1) więc jest albo wyni­kiem (pro­duk­tem) ana­li­zy bada­nej rze­czy­wi­sto­ści, albo wyni­kiem (pro­duk­tem) pro­ce­su jej pro­jek­to­wa­nia (pro­jek­to­wa­nia rozwiązania). 

Model Simulation and Execution

Models as data can dri­ve simu­la­tion engi­nes that can assist in both ana­ly­tics and exe­cu­tion of the desi­gns cap­tu­red in models. Simulation assi­sts in the human under­stan­ding of how a mode­led sys­tem will func­tion as well as a way to vali­da­te that models are cor­rect. Models can, in some cases be direc­tly exe­cu­ted ? serving as the ?sour­ce code? for high­le­vel appli­ca­tions that imple­ment pro­ces­ses, data repo­si­to­ries and servi­ce end­po­ints. Model exe­cu­tion pro­vi­des a direct and imme­dia­te path to reali­zing a design with a mini­mum of tech­ni­cal deta­ils being expo­sed. DBMS Schema and pro­cess models are well-known cate­go­ries of (par­tial­ly) exe­cu­ta­ble models.[?]

Modele symu­la­cyj­ne słu­żą do testo­wa­nia hipo­tez i podej­mo­wa­ni decy­zji. Modele wyko­ny­wal­ne, w tym two­rzo­ne auto­ma­tycz­nie na bazie mode­li abs­trak­cyj­nych, to narzę­dzia do two­rze­nia wyko­ny­wal­ne­go kodu. Nie tyl­ko w moim mnie­ma­niu, jest to albo dale­ka przy­szłość (mam na myśli komer­cyj­ne zasto­so­wa­nia) albo wyłącz­nie aka­de­mic­kie bada­nia. Wiem, że są uda­ne pró­by gene­ro­wa­nia dzia­ła­ją­ce­go kodu z mode­li, jed­nak wyma­ga­nia na ilość deta­li, jakie trze­ba zade­kla­ro­wać w tych mode­lach, zbli­ża ich zło­żo­ność do zło­żo­no­ści kodu jaki powsta­je. Nie będzie­my się tu zaj­mo­wa­li mode­la­mi wykonywalnymi.

Cztery produkty

Te dwa opi­sa­ne na począt­ku eta­py do ana­li­za sys­te­mo­wa orga­ni­za­cji (potocz­nie ana­li­za biz­ne­so­wa”) oraz imple­men­ta­cja roz­wią­za­nia. Produkty to …

MDA to archi­tek­tu­ra mają­ca trzy pozio­my mode­lo­wa­nia, nazy­wa­ne od góry” CIM (Computation Independent Model), PIM (Platform Independent Model) i PSM (Platform Specific Model).

Architectural Layers It is use­ful to iden­ti­fy par­ti­cu­lar ?lay­ers? of an archi­tec­tu­re with respect to its level of abs­trac­tion. While the­re can be any num­ber of archi­tec­tu­ral lay­ers, a bro­ad cate­go­ri­za­tion of this con­cept is:

  • Business or doma­in models ? models of the actu­al people, pla­ces, things, and laws of a doma­in. The ?instan­ces? of the­se models are ?real things?, not repre­sen­ta­tions of tho­se things in an infor­ma­tion sys­tem. In MDA doma­in models have histo­ri­cal­ly been cal­led a ?CIM? for ?Computation Independent Model?.
  • Logical sys­tem models ? models of the way the com­po­nents of a sys­tem inte­ract with each other, with people and with orga­ni­za­tions to assist an orga­ni­za­tion or com­mu­ni­ty in achie­ving its goals. [model PIM]
  • Implementation models ? the way in which a par­ti­cu­lar sys­tem or sub­sys­tem is imple­men­ted such that it car­ries out its func­tions. Implementation models are typi­cal­ly tied to a par­ti­cu­lar imple­men­ta­tion tech­no­lo­gy or plat­form. [model PSM].

Model CIM opi­su­je ludzi i ich związ­ki, miej­sca, pra­wa rzą­dzą­ce tym wszyst­kim. Ten model opi­su­je real­ną, bada­ną rze­czy­wi­stość cał­ko­wi­cie abs­tra­hu­jąc od wyko­rzy­sty­wa­nych ewen­tu­al­nie posia­da­nych narzę­dzi infor­ma­tycz­nych (w przy­pad­ku start-up’u lub roz­wo­ju orga­ni­za­cji jest to przy­szła jej postać). Nie jest to model jakie­go­kol­wiek opro­gra­mo­wa­nia ani tego jak ono dzia­ła. Produktem tego eta­pu są: mode­le pro­ce­sów biz­ne­so­wych, spe­cy­fi­ka­cja reguł biz­ne­so­wych, biz­ne­so­wy słow­nik pojęć i mode­le pojęciowe.

Model PIM opi­su­je kom­po­nen­ty apli­ka­cji, ich wza­jem­ne inte­rak­cje, logi­kę dzia­ła­nia tych kom­po­nen­tów (ta część logi­ki opi­sa­nej w mode­lu CIM, któ­ra ma być reali­zo­wa­na w apli­ka­cji). Produktem tego eta­pu są mode­le: przy­pad­ków uży­cia (w tym postać nośni­ków danych, moc­ku­p’y ekra­nów), kom­po­nen­tów, wewnętrz­ne struk­tu­ry kom­po­nen­tów (mode­le dzie­dzi­ny z per­spek­ty­wy wzor­ca MVC), inte­rak­cji, inne jeśli konieczne.

Model PSM to model będą­cy pro­jek­tem wyko­naw­czym. Jest to roz­sze­rze­nie mode­lu PIM, uszcze­gó­ło­wie­nie go wraz z dodat­ko­wy­mi ele­men­ta­mi tech­nicz­ny­mi (reali­zu­ją­cy­mi śro­do­wi­sko, bez­pie­czeń­stwo, wyma­ga­ną wydaj­ność itp.). Kod apli­ka­cji to mate­ria­li­za­cja (imple­men­ta­cja) mode­lu PSM. 

Powyższe, to czte­ry pro­duk­ty powsta­ją­ce w tym pro­ce­sie. Dlaczego pisze o dwóch eta­pach? Poniżej wyjaśnienie.

model-driven-architecture-structure

Diagram obra­zu­je produkty/fazy defi­nio­wa­ne jako MDA. Każdy pro­dukt ana­li­zy to okre­ślo­ny zestaw mode­li. Na dia­gra­mie wska­za­no jakich nota­cji uży­wa się w każ­dym z nich (tu bazu­jąc na nota­cjach rodem z OMG). Tu przy­po­mi­nam to co już nie raz pisa­łem: celem jest zro­zu­mie­nie (i two­rze­nia potrzeb­nych w danym przy­pad­ku mode­li) oraz prze­ka­za­ne tej wie­dzy, a nie two­rze­nie jakichś mode­li i doku­men­tów”. Każdy model, jego powsta­nie, ma okre­ślo­ny cel.

Jeszcze sto­sun­ko­wo nie­daw­no w moich pro­jek­tach zwią­za­nych z opro­gra­mo­wa­niem, wyróż­nia­łem trzy eta­py: ana­li­za orga­ni­za­cji, spe­cy­fi­ka­cja wyma­gań oraz opra­co­wa­nie logi­ki dla dedy­ko­wa­nych kom­po­nen­tów opro­gra­mo­wa­nia. W koń­cu, po kil­ku pro­jek­tach, prze­ko­na­łem się, że ten podział nie dzia­ła”. Dlaczego?

Skoro na eta­pie CIM opra­co­wa­li­śmy mię­dzy inny­mi model logi­ki biz­ne­so­wej dla danej orga­ni­za­cji (w tym regu­ły biz­ne­so­we, słow­nik pojęć) to już ją, te logi­kę, mamy. Okazało się, że ten trze­ci etap” w zasa­dzie jest sztucz­ny, gdyż rze­tel­ne opra­co­wa­nie CIM to tak­że ta” logi­ka. Tu war­to przy­to­czyć diagram:

Swego cza­su pisa­łem tak­że o testo­wa­niu modeli:

W toku dal­szej pra­cy podej­mo­wa­na jest decy­zja o zakre­sie pro­jek­tu. Wskazując to, jakie dzia­ła­nia” ma wspie­rać lub prze­jąć na sie­bie apli­ka­cja (to są wła­śnie przy­pad­ki uży­cia), wska­zu­je­my jaka logi­ka ma być przez tę apli­ka­cję reali­zo­wa­na i kie­dy. Wskazanie zakre­su pro­jek­tu jest więc pierw­szym eta­pem defi­nio­wa­nia logi­ki apli­ka­cji. Jeżeli do tego dodać wie­dzę dzie­dzi­no­wą, np. to któ­re ele­men­ty mogą być współ­dzie­lo­ne a któ­re nie, któ­re powin­ni być cał­ko­wi­cie nie­za­leż­ne itp., powsta­nie tak zwa­ny model dzie­dzi­ny sys­te­mu (logi­ka biz­ne­so­wa i jej struk­tu­ra czy­li archi­tek­tu­ra apli­ka­cji, a kon­kret­nie czę­ści reali­zu­ją­cej logi­kę biznesową).

Na zakończenie

Jak podejść do pla­nów zaku­pu tak­że goto­we­go opro­gra­mo­wa­nia? Czy war­to je pro­jek­to­wać? Oczywiście, że war­to z pro­ste­go powo­du: nie ma zna­cze­nia to, czy przy­szłe opro­gra­mo­wa­nie będzie goto­we czy trze­ba je będzie dopie­ro stwo­rzyć. Ono ma reali­zo­wać taką logi­kę jakiej ocze­ku­je­my. Owszem, jest moż­li­wa decy­zja: sko­ro na ryn­ku nie ma poszu­ki­wa­ne­go pro­duk­tu a stwo­rze­nie dedy­ko­wa­ne­go jest zbyt kosz­tow­ne, to albo rezy­gnu­je­my z zaku­pu albo z okre­ślo­nej logi­ki wewnątrz orga­ni­za­cji. Jednak do pod­ję­cia takiej decy­zji musi­my tę logi­kę znać i mieć udo­ku­men­to­wa­ną (no bo jakoś musi­my ją poka­zać ofe­ren­tom). Ale dostaw­cy opro­gra­mo­wa­nia zawsze ofe­ru­ją ana­li­zę wyma­gań”… To praw­da … A ilu z nich powie, że nie mają Wam nic do zaofe­ro­wa­nia? Ale dedy­ko­wa­ne opro­gra­mo­wa­nie może zapro­jek­to­wać tyl­ko jego wyko­naw­ca”. To dla­cze­go fir­my budow­la­ne nie są dopusz­cza­ne do prac pro­jek­to­wych i architektonicznych?

Dlatego na dia­gra­mie powy­żej, jako moment wybo­ru dostaw­cy opro­gra­mo­wa­nia, wska­za­no ten w któ­rym mamy udo­ku­men­to­wa­ny model logi­ki czy­li PIM. To czy logi­ka taka jest dostęp­na w jakimś pro­duk­cie na ryn­ku czy nie, nie zmie­nia fak­tu, że i tak musi zostać ona opi­sa­na, bez cze­go taki wybór jest nie­moż­li­wy. Czym więc są (czym powin­ny być) wyma­ga­nia na opro­gra­mo­wa­nie? Niestety powin­ny być zwię­złym pro­jek­tem a nie dłu­gą listą cech.

Jeden ana­li­tyk pro­jek­tant mają­cy dobre wspar­cie narzę­dzio­we, jest w sta­nie wyko­nać ana­li­zę i pro­jekt dla dowol­nie dużej fir­my, wystar­czy, że potra­fi two­rzyć abs­trak­cje i zarzą­dzać zło­żo­no­ścią doku­men­ta­cji. Czy kil­ku ana­li­ty­ków zro­bi to nie gorzej i szyb­ciej? Nie znam takie­go przy­pad­ku.… bo im wię­cej osób pro­wa­dzi taką ana­li­zę tym wię­cej pra­cy wyma­ga koor­dy­na­cja i pra­ca nad spój­no­ścią całości.

Na zakoń­cze­nie cytat z pew­nej dyskusji:

I star­ted a com­pa­ny cal­led Nascent Blue that spe­cia­li­zes in MDD for appli­ca­tion deve­lop­ment. We have actu­al­ly had the oppor­tu­ni­ty to com­pa­re MDD to tra­di­tio­nal deve­lop­ment side-by-side on lar­ge pro­jects. Our client set up ?the expe­ri­ment? to col­lect the PM data for ana­ly­sis. It was a lar­ge pro­ject with 5 teams. The results:

1. Our team was less than half the size of the other teams.
2. Our team pro­du­ced more than twi­ce the code of the other teams.
3. Our team achie­ved a 75% reduc­tion in cost.
4. Our team achie­ved a 66% reduc­tion in defect rate.
5. Our team was twi­ce as fast (with half the size).
We have sin­ce got­ten more effi­cient and more advan­ced, so I don?t know what the num­bers are now.
(źr. Model dri­ven pro­duc­ti­vi­ty | LinkedIn).