Файл: Анализ структурных функциональных методов проектирования информационной системы..pdf

11) существующие процедуры обсуждения IDEF0-моделей позволяют аналитику и заказчику проектных работ (промышленному потребителю) достичь консенсуса и взаимопонимания.

IDEF1X-методология

Метод IDEF1, разработанный Т. Рэмей (T. Ramey), также основан на подходе П. Чена и позволяет построить модель данных, эквивалентную реляционной модели в третьей нормальной форме.

В настоящее время на основе совершенствования методологии IDEF1 создана ее новая версия - методология IDEF1X. Она разработана с учетом таких требований, как простота изучения и возможность автоматизации. IDEF1X-диаграммы используются рядом распространенных CASE-средств (в частности, ERwin, Design/IDEF).

Сущность в методологии IDEF1X является независимой от идентификаторов или просто независимой, если каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован без определения его отношений с другими сущностями. Сущность называется зависимой от идентификаторов или просто зависимой, если однозначная идентификация экземпляра сущности зависит от его отношения к другой сущности.

Каждой сущности присваивается уникальное имя и номер, разделяемые косой чертой "/" и помещаемые над блоком.

Связь может дополнительно определяться с помощью указания степени или мощности (количества экземпляров сущности-потомка, которое может существовать для каждого экземпляра сущности-родителя).

В IDEF1X могут быть выражены следующие мощности связей:

1) каждый экземпляр сущности-родителя может иметь ноль, один или более связанных с ним экземпляров сущности-потомка;

2) каждый экземпляр сущности-родителя должен иметь не менее одного связанного с ним экземпляра сущности-потомка;

3) каждый экземпляр сущности-родителя должен иметь не более одного связанного с ним экземпляра сущности-потомка;

4) каждый экземпляр сущности-родителя связан с некоторым фиксированным числом экземпляров сущности-потомка.

Если экземпляр сущности-потомка однозначно определяется своей связью с сущностью-родителем, то связь называется идентифицирующей, в противном случае - неидентифицирующей.

Связь изображается линией, проводимой между сущностью-родителем и сущностью-потомком с точкой на конце линии у сущности-потомка.

Идентифицирующая связь между сущностью-родителем и сущностью-потомком изображается сплошной линией. Сущность-потомок в идентифицирующей связи является зависимой от идентификатора сущностью. Сущность-родитель в идентифицирующей связи может быть как независимой, так и зависимой от идентификатора сущностью (это определяется ее связями с другими сущностями).

---

DFD-методология

DFD -- общепринятое сокращение от англ. Data Flow Diagrams -- диаграммы потоков данных. Так называется методология графического структурного анализа, описывающая внешние по отношению к системе источники и адресаты данных, логические функции, потоки данных и хранилища данных, к которым осуществляется доступ.

Диаграмма потоков данных (data flow diagram, DFD) -- один из основных инструментов структурного анализа и проектирования информационных систем, существовавших до широкого распространения UML. Несмотря на имеющее место в современных условиях смещение акцентов от структурного к объектно-ориентированному подходу к анализу и проектированию систем, «старинные» структурные нотации по-прежнему широко и эффективно используются как в бизнес-анализе, так и в анализе информационных систем.

Исторически сложилось так, что для описания диаграмм DFD используются две нотации -- Йодана (Yourdon) и Гейна-Сарсона (Gane-Sarson), отличающиеся синтаксисом.

Информационная система принимает извне потоки данных. Для обозначения элементов среды функционирования системы используется понятие внешней сущности. Внутри системы существуют процессы преобразования информации, порождающие новые потоки данных. Потоки данных могут поступать на вход к другим процессам, помещаться (и извлекаться) в накопители данных, передаваться к внешним сущностям.

Модель DFD, как и большинство других структурных моделей -- иерархическая модель. Каждый процесс может быть подвергнут декомпозиции, то есть разбиению на структурные составляющие, отношения между которыми в той же нотации могут быть показаны на отдельной диаграмме. Когда достигнута требуемая глубина декомпозиции -- процесс нижнего уровня сопровождается мини-спецификацией (текстовым описанием).

Кроме того, нотация DFD поддерживает понятие подсистемы -- структурной компоненты разрабатываемой системы.

Нотация DFD - удобное средство для формирования контекстной диаграммы, то есть диаграммы, показывающей разрабатываемую АИС в коммуникации с внешней средой. Это - диаграмма верхнего уровня в иерархии диаграмм DFD. Ее назначение - ограничить рамки системы, определить, где заканчивается разрабатываемая система и начинается среда.

Стандарт описания бизнес-процессов DFD - Data Flow Diagram переводится как диаграмма потоков данных и используется для описания процессов верхнего уровня и для описания реально существующих в организации потоков данных.

Созданные модели потоков данных организации могут быть использованы при решении таких задач, как:

---

1) определение существующих хранилищ данных (текстовые документы, файлы, система управления базой данных -- СУБД);

2) определение и анализ данных, необходимых для выполнения каждой функции процесса;

3) подготовка к созданию модели структуры данных организации, так называемой ERD-модели (IDEF1X);

4) выделение основных и вспомогательных бизнес-процессов организации.

Диаграммы потоков данных показывают, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, и выявляют отношения между этими процессами. DFD представляет моделируемую систему как сеть связанных работ.

При построении DFD-схемы бизнес-процесса нужно помнить, что данная схема показывает потоки материальных и информационных потоков и ни в коем случае не говорит о временной последовательности работ, хотя в большинстве случаев временная последовательность работ и совпадает с направлением движения потоков в бизнес-процессе.

Глава 2. Функциональный анализ деятельности организации

Объектом анализа является дилер продаж по каталогу. Для построения оптимальной информационной системы его работы, необходимо учесть спектр нормативных актов в сфере торговли и защиты прав потребителей.

Помимо самого процесса продаж, к деятельности дилера также относятся:

1) работа с поставщиками;

2) обеспечение безопасности интернет ресурсов;

3) сервисное обслуживание продаваемой техники.

Рассмотрим диаграмму А0, представленную на рисунке 1. Основной деятельностью является «продажа товара».

Входные данные: информация о покупателях, информация о товаре.

Управляющей информацией являются закон о правах потребителей и устав магазина, управляющим механизмом - обслуживающий персонал. Выходные данные представляются в виде сопроводительной документации.

Рис. 1. Диаграмма А0

Теперь проведем декомпозицию полученной диаграммы.

Деятельность «продажа товара» можно представить как последовательность следующих действий (рис. 2):

1) предподготовка;

2) оформление;

3) получение;

4) постсервис.

Рис. 2. Декомпозиция диаграммы А0

Проведем дальнейшую декомпозицию. Деятельность «предподготовка» включает следующие действия (рис. 3):

---

1) консультация;

2) выбор товара;

3) проверка наличия на складе.

Рис. 3. Декомпозиция деятельности «предподготовка»

Проведем декомпозицию «оформление». Деятельность «оформление» включает следующие действия (рис. 4):

1) оплата;

2) заявка на склад;

3) оформление документации.

Рис. 4. Декомпозиция деятельности «оформление»

В «получение» входят функции (рис 5):

1) передача товара;

2) оформление гарантии;

3) выдача сопроводительной документации.

Рис. 5. Декомпозиция деятельности «получение»

В «постсервис» входят функции (рис. 6):

1) проверка наличия неисправностей;

2) осуществление ремонта;

3) проверка гарантии;

4) выдача товара.

Рис. 6. Декомпозиция деятельности «постсервис».

После построения информационной модели сформируем древо целей (рис. 7):

Рис. 7. Древо целей информационной системы.

Глава 3. Практическая часть

Разработка логической и физической модели начинается с проведения процесса системного моделирования для предметной области с помощью инструментальной среды CA Erwin Process Modeler.

Процесс построения информационной модели состоит из следующих шагов:

1) определение сущностей;

2) определение атрибутов сущностей;

3) задание первичных и альтернативных ключей;

4) определение зависимостей между сущностями;

5) приведение модели к требуемому уровню нормальной формы;

6) переход к физическому описанию модели: назначение соответствий имя сущности - имя таблицы, атрибут сущности - атрибут таблицы; задание триггеров, процедур и ограничений;

7) генерация базы данных.

CA Erwin Process Modeler создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения как части документации, необходимой в цикле разработки. Однако CA Erwin Process Modeler далеко не только инструмент для рисования. CA Erwin Process Modeler автоматически создает базу данных (таблицы, индексы, хранимые процедуры, триггеры для обеспечения ссылочной целостности и другие объекты, необходимые для управления данными).

Разработка ПО основана на модели ВХОД-ОБРАБОТКА-ВЫХОД: данные входят в систему, обрабатываются или преобразуются и выходят из системы. Такая модель используется во всех структурных методологи­ях. При этом важен порядок построения модели. Традиционный проце­дурно-ориентированный подход регламентирует первичность проектиро­вания функциональных компонент по отношению к проектированию структур данных: требования к данным раскрываются через функцио­нальные требования. При подходе, ориентированном на данные, вход и выход являются наиболее важными - структуры данных определяются первыми, а процедурные компоненты являются производными от данных. Информационно-ориентированный подход, как часть IE-дисциплины, от­личается от подхода, ориентированного на данные, тем, что позволяет работать с неиерархическими структурами данных.

---

Основная особенность систем реального времени заключается в том, что они контролируют и контролируются внешними событиями; реа­гирование на эти события во времени - основная и первоочередная функ­ция таких систем.

Во всех перечисленных методологиях проектирования информационных систем в различных комбинациях используются.

Необходимо отметить что для проектирования систем реального времени используются специальные типы структурных диаграмм: диа­граммы потоков управления, диаграммы переходов состояний, контекст­ные графы, матрицы состояний/событий, таблицы решений и др. Однако многие из них являются вариациями структурных диаграмм для проектирования информационных систем. Более того, известные ме­тодологии проектирования систем реального времени (в частности, мето­дологии Хатли и Уорда-Меллора) базируются на перечисленных методо­логиях проектирования информационных систем, расширяя их соответствующими диаграммными техниками.

Основные компоненты диаграммы CA Erwin Process Modeler - это сущности, атрибуты и связи. Каждая сущность является множеством подобных индивидуальных объектов, называемых экземплярами. Каждый экземпляр индивидуален и должен отличаться от всех остальных экземпляров. Построение модели данных предполагает определение сущностей и атрибутов.

Сущность можно определить как объект, событие или концепцию, информация о которых должна сохраняться.

Сущности должны иметь наименование с четким смысловым значением, именоваться существительным в единственном числе, не носить "технических" наименований и быть достаточно важными для того, чтобы их моделировать. Именование сущности в единственном числе облегчает в дальнейшем чтение модели. Фактически имя сущности дается по имени ее экземпляра.

Сущность должна обладать некоторым набором атрибутов. Атрибуты представляют собой факты, которые служат для идентификации, характеристики отнесения к категории, числового представления или другого вида описания состояния экземпляра сущности.

SE является нисходящим поэтапным подходом к разработке ПО, начинающейся с общего взгляда на его функционирование. Затем про изводится декомпозиция на подфункции и процесс повторяется для подфункций до тех пор пока они не станут достаточно малы для их реализациикодированием. В результате получается иерархическая, структурированная, модульная программа. SE является универсальной дисциплиной разработки ПО, успешно применяющейся как при разработке систем реального времени, так и при разработке информационных систем.

---