Файл: Анализ и оценка средств реализации структурных методов анализа и проектирования экономической информационной системы (Основы структурного анализа и структурного проектирования).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Для успешной реализации проекта, в особенности крупного, необходимы гибкие и мощные инструментальные средства, которые позволяют автоматизировать жизненный цикл создания и сопровождения программного обеспечения и баз данных.

В настоящее время быстрое и грамотное проектирование и реализация баз данных без средств графического моделирования данных практически невозможны.На сегодняшний день для проектирования информационных систем существует два основных подхода: структурный и объектно-ориентированный.

Цель работы состоит в анализе и оценке средств реализации структурных методов анализа и проектирования экономической информационной системы.

В соответствии с поставленной целью задачами работы являются:

- определение основных понятий структурного анализа и проектирования;

- рассмотрение существующих методологий структурного анализа и проектирования;

- характеристика и оценка средств реализации структурных методов анализа и проектирования;

- сравнительный анализ средств реализации структурных методов анализа и проектирования.

ГЛАВА 1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА И СТРУКТУРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Основные понятия структурного анализа и проектирования

Разработка программного обеспечения основана на модели «вход-обработка-выход» - данные входят в систему, обрабатываются или преобразуются и выходят из системы.

На сегодняшний день для проектирования информационных систем существует два основныхподхода, принципиальное различие между которыми обусловлено разными способами декомпозиции систем:

- функционально-модульный или структурный, в основу которого положен принцип функциональной декомпозиции, при которой структура системы описывается в терминах иерархии ее функций и передачи информации между отдельными функциональными элементами;

-объектно-ориентированный, который использует объектную декомпозицию, т.е. структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами.

С точки зрения проектирования информационной системы структурный подход позволяет создать системы сложного объекта (организации, компании, отдельного сотрудника) путем разбиения (декомпозиции) этого объектана отдельные функции (бизнес-процессы), каждую из которых можно разрабатывать независимо от других, создавая отдельные функциональные подсистемы, функциональные модули проектируемой информационной системы. При этом создаваемая иерархия сохраняет целостное представление о деятельности объекта, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны, обеспечивая целостность деятельности системы после интеграции ее отдельных подсистем.^[1]

---

Так структурным анализом принято называть метод исследования системы,которое начинается с ее общего обзора, а затем детализируется, приобретаяиерархическую структуру с все большим числом уровней, то есть реализуется поэтапная декомпозиция системы при сохранении целостного о ней представления.

Структурный анализ (StructuredAnalysis, SA) и одноименное с ним структурное проектирование (StructuredDesign, SD) являются методами анализа и преобразования бизнес-требований вспецификации и, в конечном счете, в компьютерные программы, конфигурацииаппаратного обеспечения и связанные с ними ручные процедуры.

Структурный анализи структурное проектированиеявляются фундаментальными инструментами системного анализа, которые получили свое распространение с 1960-70-х годов для решения таких проблем как:

- отсутствие единого подхода к созданию систем;

- не контролируемое привлечение пользователя к процессу разработки системы;

- отсутствие проверки на согласованность результатов одного этапа с результатамидругих;

- трудности в качественной и количественной оценке проектов.

Структурные методы программирования, проектирования и анализана начальных этапах создания системы позволяют гораздо лучше понять рассматриваемую проблему, что сокращает затраты как на создание, так и на эксплуатацию системы, а также повышает ее надежность.

Структурный подход основан на следующих принципах:

- принцип «разделяй и властвуй» – решение сложных проблем путем их разбиения на множество более простых, легких для понимания и решения независимых задач;

- принцип иерархического упорядочивания – организация составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом последующем уровне;

- принцип абстрагирования – выделение существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

- принцип формализации – строго методический подход к решению проблемы;

- принцип непротиворечивости – обоснованность и согласованность элементов;

- принцип упрятывания - упрятывание несущественной на конкретном этапе информации: каждая часть "знает" только необходимую ей информацию;

- принцип концептуальной общности - следование единой философии на всех этапах жизненного цикла (структурный анализ - структурное проектирование - структурное программирование - структурное тестирование);

- принцип полноты - контрольна присутствие лишних элементов;

- принцип непротиворечивости - обоснованность и согласованность элементов;

---

- принцип логической независимости - концентрация внимания на логическом проектировании для обеспечения независимости от физического проектирования;

- принцип независимости данных - модели данных должны быть проанализированы и спроектированы независимо от процессов их логической обработки, а также от их физической структуры и распределения;

- принцип доступа конечного пользователя - пользователь должен иметь средства доступа к базе данных, которые он может использовать непосредственно (без программирования).^[2]

Так в основе структурных методов лежат следующие идеи:

1.Расчленение системы на функциональные части(«черные ящики»). При этом пользователю не требуется знать, как конкретно работают эти части системы, необходимо знать лишь их входы и выходы, а также их назначение, т.е. функцию, которую часть системы выполняет.

Системы, составленные из таких черных ящиков, имею следующие преимущества:

- упрощенное конструирование системы;

- облегченное тестирование системы;

- возможность простого реконфигурирования системы черных ящиков;

- легкость в понимании и освоении системы;

- удобство при модификации.

При этом разбиение системы на черные ящики должно удовлетворять следующим критериям:

- каждый черный ящик должен реализовывать единственную функцию системы;

- функция каждого черного ящика должна быть легко понимаема независимо от сложности ее реализации;

- связь между черными ящиками должна вводиться только при наличии связи между соответствующими функциями системы;

- связи между черными ящиками должны быть простыми, насколько это возможно, для обеспечения независимости между ними.

2. Возможность детализации системы путем иерархической декомпозиции.

3. Использование графических нотаций для облегчения понимания сложных систем. Структурные методы также позволяют дополнить изображения любой информацией, которая не может быть отражена при использовании соответствующей графической нотации.

Таким образом, структурный подход позволяет создать системы сложного объекта путем декомпозиции этого объекта на отдельные функции, каждую из которых можно разрабатывать независимо от других, создавая отдельные функциональные подсистемы при сохранении целостного представления о деятельности объекта, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. Так структурный анализ и проектирование позволяют на начальных этапах создания системы лучше понять рассматриваемую проблему, уменьшить количество дорогостоящих ошибок за счет структуризации на ранних этапах создания системы, улучшения контактов между пользователями и разработчиками и сглаживания перехода отанализа к проектированию. Основными принципами структурного подхода являются: «разделяй и властвуй», иерархического упорядочивания, абстрагирования, структурирования данных и непротиворечивости.

---

Методологии структурного анализа и проектирования

Методология структурного анализа и проектирования программного обеспечения определяет руководящие указания для оценки и выбора проекта разрабатываемого программного обеспечения, шаги работы, которые должны быть выполнены, их последовательность, правила распределения и назначения операций и методов.

Наибольшее распространение получили следующие методологии:

- SADT (StructuredAnalysisandDesignTechnique - Технология структурного анализа и проектирования);

- структурного системного анализа Гейна-Сарсона (Gane-Sarson);

- структурного анализа и проектирования Йодана/Де Марко (Yourdon/DeMarko);

- развития систем Джексона (Jackson);

- развития структурных систем Варнье-Орра (Warnier-Orr);

- анализа и проектирования систем реального времени Уорда-Меллора (Ward-Mellor) и Хатли (Hatley);

- информационного моделирования Мартина (Martin).

Данные структурные методологии жестко регламентируют фазы анализа требований и проектирования спецификаций.

Структурные методологии предлагают методику трансляции проектных спецификаций в модель реализации, в дальнейшем используемую при кодогенерации, которая предполагает наличие кодовых стандартов, специфицирующих формат заголовков подпрограмм, ступенчатый вид вложенных блоков, номенклатуру для спецификации переменных и имен подпрограмм и т.п.

Современные структурные методологии анализа и проектирования классифицируются по следующим признакам:

- поотношениюкшколам - Software Engineering (SE) и Information Engineering (IE);

- по порядку построения модели - процедурно-ориентированные, ориентированные на данные и информационно-ориентированные;

- по типу целевых систем - для систем реального времени и для информационных систем.

SoftwareEngineeringявляется нисходящим поэтапным подходом к разработке программного обеспечения, начинающейся с общего взгляда на его функционирование. Затем производится декомпозиция на подфункции, и процесс повторяется для подфункций до тех пор, пока они не станут достаточно малы для их реализации кодированием. В результате получается иерархическая, структурированная, модульная программа.

InformationEngineering является дисциплиной построения систем вообще, а не только систем программного обеспечения.

SADT - одна из самых известных и широко используемых систем проектирования и создана для описания системы и ее среды до определения требований к программному обеспечению и, как правило, применяется на ранних этапах процесса создания системы.

---

В SADT-моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графического языка - сама методология SADT.

Для SADT-модели присущи следующие характеристики:

- цель модели - получение ответов на некоторую совокупность вопросов. Эти вопросы неявно присутствуют в процессе анализа, руководят созданием модели и направляют его, т.е. сама модель должна дать ответы на эти вопросы с заданной степенью точности;

- модель имеет единственный субъект - т.е. модель устанавливает точно, что является и что не является субъектом моделирования, описывая то, что входит в систему, и подразумевая то, что лежит за ее пределами;

- у модели может быть только одна точка зрения - модель рассматривалась все время с одной и той же позиции;

- модель как взаимосвязанные наборы диаграмм. Субъект определяет, что включить в модель, точка зрения определяет выбор нужной информации о субъекте и форму ее подачи, а цель является критерием окончания моделирования, в итоге формируется набор тщательно взаимоувязанных описаний, начиная с описания самого верхнего уровня всей системы и кончая подробным описанием деталей или операций системы (диаграммы).

При этом диаграммы наверху модели менее детализированы, в отличие от диаграммы нижних уровней, т.е. модель SADT представляет собой древовидную структуру диаграмм, где верхняя диаграмма является наиболее общей, а самые нижние наиболее детализированы.^[3]

Таким образом, методология SADT используется для представления сложных систем путем построения SADT-моделей, которые представляют собой описание системы, у которого есть единственный субъект, цель (набор вопросов, на которые должна ответить модель) и одна точка зрения (позиция, с которой описывается система).

SADT уникальна в своей способности обеспечить как графический язык, так и процесс создания непротиворечивой и полезной системы описаний. Методология SADT объединяет итеративный процесс создания модели, нотации, управляющие конфигурацией модели, язык ссылок для диаграмм, язык функций моделей с графическим языком описания системы, а также рекомендации по реализации аналитических проектов. Нотации, управляющие конфигурацией, гарантируют, что новые диаграммы будут корректно встроены в иерархическую структуру модели. Язык ссылок в SADT, правила сокращений для ссылок, адресованных к отдельным частям диаграммы, облегчают оформление замечаний при рецензировании модели. Язык функций позволяет декларативно определять правила работы системы, что часто является особенно важным завершающим шагом в описании системы. Список основных понятий SADT представлен в Приложении 1.

---