Файл: лекции 2-й семестр.doc

• ориентация на функции осуществления проекта;

• ориентация на объектно-конструктивные или функциональные части проекта;

• системная смешанная ориентация.

Примером смешанной ориентации можно назвать базовую структурную модель проекта Work Breakdown Structure (WBS), которая является композицией двух типов моделей – верхние уровни отражают декомпозицию проекта с ориентацией на функции или объект, а нижние уровни отражают дальнейшую детализацию декомпозиции с ориентацией на работы, осуществляемые в рамках проекта, вплоть до работ конкретного исполнителя.

Структурная модель проекта и принцип структуризации широко используются для построения других информационных моделей, применяемых в управлении проектом. Отметим наиболее существенные из них:

• дерево целей;

• организационное дерево;

• матрица распределения ответственности и распределение работ по исполнителям;

• сетевая модель проекта или иерархическая система сетевых моделей;

• дерево стоимостей;

• структурная схема материально-технического обеспечения проекта;

• дерево распределения рисков и решений по его минимизации.

Существует особый класс методологий формализации коллективного процесса анализа и проектирования, доведенных до их автоматизированного использования в программных продуктах. Как показывает табл. 1, можно выделить три подхода к разработке систем:

• структурный подход (ориентация на описание процессов);

• объектно-ориентированный подход (основанный на представление систем в виде совокупности объектов, классы которых образуют иерархию на базе принципа наследования);

• информационная инженерия (ориентация на моделирование данных, а затем – процессов).

Таблица 1. Инструментальные средства автоматизации системного проектирования

Из данных методологий, как уже отмечалось, особое место занимают структурные методы анализа и проектирования, так как они позволяют лучше понимать рассматриваемую проблему на начальных фазах при формировании концепции и проведения системного проектирования. Рассмотрим их более подробно.

Для структурных методологий характерны, кроме перечисленных общих свойств структурного системного анализа, различные способы "борьбы" со сложностью самой модели, например:

• ограничение числа элементов на каждом из уровней;

• ограничение контекста, включающего лишь существенные на каждом уровне детали;

• использование строгих формальных правил записи.

Практически во всех методологиях структурного анализа используются три группы средств моделирования:

• диаграммы, иллюстрирующие функции, которые система должна выполнять, и связи между ними (функциональное моделирование); чаще всего используются DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных и диаграммы SADT (IDEF0);

• диаграммы, моделирующие данные и их взаимосвязи (информационное моделирование); фактически стандартом здесь стали ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы "сущность-связь";

• диаграммы, моделирующие поведение системы, зависящее от времени (динамическое моделирование); наиболее часто аспекты поведения системы во времени моделируются при помощи STD (State Transition Diagrams) – диаграмм перехода состояний.

Различие между разновидностями структурного анализа заключается в методах и средствах функционального моделирования: методологии, использующие методы, нотацию и технологию DFD (методологии K.Gane-T.Sarson,DeMarca, иE.Yourdon,) и использующие SADT-методологию (D.Rossи др.).

1. DFD-методологии

В этих методологиях вместо реальных объектов рассматриваются отношения, описывающие свойства объектов и правила их поведения. Они применимы к системам обработки информации (например для разработки прикладного ПО – CASE), а не к системам с жесткими технологическими процессами.

1.1. Методологии k. Gane – t. Sarson, и t. De Marca

Отличительные признаки:

• моделирование от существующей системы до разработки новой (физической и логической моделей);

• стратегия построения требований для разработки новой системы состоит из:

• моделирования текущих операций;

• выявления причин выполнения именно этих операций;

• добавления новых требований;

• выбора границ автоматизации.

1.2. Методология e. Yourdon

Отличительные признаки:

• не рекомендуется моделировать текущую систему;

• добавлена предварительная фаза разработки, названная созданием основной модели (essential model);

• определена техника "событийного разбиения" (event partitioning), для конструирования DFD-схемы;

• больше внимания уделяется информационному моделированию (посредством ER-диаграмм) и моделированию поведения (через STD-диаграмм);

• указано место прототипирования в жизненном цикле разработки;

• имеется описание семантики потоков и правила преобразования входных данных в выходные;

2. Sadt-методология d. Ross.

Методология SADT выделяется среди современных методологий описания систем благодаря своему широкому применению, возможностью тиражирования результатов работ по крупным проектам, общностью охвата систем и отражения таких системных характеристик, как управление, обратная связь и исполнители. Методология принята как американский стандарт вооруженных сил и имеет широкую область применения: от аэрокосмического производства до реорганизации бизнес-процессов и обучения персонала.

Отличительные признаки:

• широко используемая в крупных проектах;

• ориентирована на "технологичность" процессов и на моделирование и создание систем вообще (в последнее время широко используется для реорганизации бизнес-процессов – Business Process Reorganization BPR);

• формализованная типизация элементов схемы (вход, управление, выход, ресурс);

• динамическое моделирование и преобразование SADT-диаграмм возможно в сочетании с методом цветных сетей Петри.

Выбор той или иной методологии структурного анализа напрямую зависит от специфики предметной области, для которой создается модель (ориентированность на технологичность процессов и создание общих систем или на обработку потоков информации).

Однако, наиболее общим и перспективным подходом к анализу и проектированию сложных систем является SADT-методология. В п. 1.4 будет дано ее более полное описание.

Методология IDEF0, изначально названная "Технология структурного анализа и проектирования"StructuredAnalysisandDesignTechnique(SADT), была разработана компаниейSofTech,Incв начале 60-х годов как дисциплина инжиниринга для разработки относительно сложных человеко-машинных систем. На ее основе в конце 70-х ВВС США разработали методологию IDEF0 (IcamDEFinition), которая являлась основной частью программы ICAM (IntegratedComputer-AidedManufacturing– Интеграция Компьютерных и Промышленных Технологий). IDEF0-технология быстро стала стандартом Министерства Обороны США для разработки моделей процессов.

В 1993 году IDEF UsersGroup(сейчасSocietyofEnterpriseEngineering– SEE), вместе сNationalInstitutesofStandardsandTechnology(NIST), выполнили работу по созданию стандарта IDEF0 для использования во всех гражданских и военных отделах правительства США и их представительствах. Этот стандарт был опубликован как Federal Information Processing Standards (FiPS) Publication 183.

Независимо от этого, но используя большинство таких же принципов, стала популярной методология DFD(DataFlowDiagrams–Диаграммы потоков данных), которая использовалась для структурного проектирования (а затем и для структурного анализа) в проектах по разработке программного обеспечения.DFD-модели имеют много общего сIDEF0-моделями и могут использоваться совместно. ЧастоDFD-диаграммы используются для уточненияIDEF0-диаграмм.

Методология IDEF3 была разработана специально для проектов, финансируемыхArmstrongLaboratoriesВВС США. Эта технология предназначена для документирования и описания процессов, выполняемых экспертами-специалистами в предметной области, и для разработки моделей процессов, где очень важно четко отображать последовательность и параллельность процессов.IDEF3 получила широкое распространение при реализации проектов как дополнение к методологииIDEF0.

Методология моделирования IDEF0 предназначена для анализа всей системы как множества взаимодействующих взаимосвязанных функций. Ориентация исключительно на анализ функций позволяет рассматривать функции независимо от объектов, которые их выполняют. Функциональный подход позволяет четко отделить проблемы анализа и проектирования от проблем реализации.

IDEF0 позволяет выполнять описание сложных объектов с помощью простого и понятного графического языка.

Графический язык IDEF0 содержит только два символа (блоки и стрелки). Простота синтаксиса языка сочетается с хорошо разработанным процессом описания систем, который позволяет разрабатывать модели высокого качества.

Описание системы по правилам IDEF0 имеет четкую структуру. IDEF0-модель представляет собой набор иерархически упорядоченных диаграмм. Каждая диаграмма описывает определенную функцию и состоит из нескольких взаимодействующих взаимосвязанных подфункций, каждая из которых в свою очередь может быть описана диаграммой.

На рис.1 изображена типичная IDEF0-диаграмма на стандартном бланке. На диаграмме изображены несколько функций и взаимосвязи между ними (их взаимодействие). Совокупность функций в своей взаимосвязи описывают работу другой функции. Диаграмма описывает (декомпозирует) функцию.

Подробное описание и инструкции по применению IDEF0 будут даны в последующих частях учебно-методического комплекса.

Рис.1 Типичная IDEF0-диаграмма