Файл: Компьютерное моделирование контрольная работа.doc

- принцип непротиворечивости;

- принцип структурирования данных.

В структурном подходе используется в основном две группы средств, описывающих функциональную структуру системы и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные типы моделей (диаграмм), наиболее распространенными из которых являются:

- DFD – диаграммы потоков данных;

- SADT (метод структурного анализа и проектирования) – функциональные модели (диаграммы);

- ERD – диаграммы «Сущность - связь».

Метод SADT представляет собой совокупность правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой – либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Основные элементы этого метода основываются на следующих концепциях.

- Графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT – диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа – выхода представляются дугами, соответственно входящим в блок и выходящим из него. Взаимодействие блоков друг с другом описывается посредством интерфейсных дуг, выражающих «ограничения», которые, в свою очередь, определяют когда и каким образом функции выполняются и управляются.

- Строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточно строгости и точности, не накладывая в тоже время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают: ограничения количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3 – 6 блоков), связанность диаграмм (номера блоков), уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имён), синтаксические правила для графики (блоков и дуг), разделение входов и управлений (правило определения роли данных).

- Отделение организации от функций, т.е. исключение влияния административной структуры организации на функциональную модель.

Метод SADT может использоваться для моделирования самых разнообразных систем и определения требований и функций с последующей разработкой АИС, удовлетворяющей этим требованиям и реализующей эти функции. В существующих системах метод SADT может применяться для анализа функций, выполняемых системой, и указания механизмов, посредством которых они осуществляются.

Основными компонентами SADT – моделей являются диаграммы, все функции информационной системы (подсистемы) и интерфейсы на которых представлены как блоки и дуги соответственно. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как входная информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны, а результирующая информация – справа. Механизм (человек или прикладная программа), который выполняет функцию, представляется дугой, входящей в блок снизу. Элемент SADT – диаграммы показан на рис. 22.

Рис. 23. Функциональный блок и интерфейсные дуги

Одним из важных моментов при моделировании бизнес – процессов организации с помощью метода SADT является точная согласованность типов связей между функциями. Различают по крайней мере связи семи типов: случайные, логические, временные, процедурные, коммуникационные, последовательные, функциональные.

Построение SADT – диаграммы некоторой предметной области начинается с запуска программного продукта BPwin v 4.1 (Computer Associates), для этого необходимо выполнить поиск и запуск соответствующего программного продукта. При стандартной установке CASE – средства в среде операционной системы Windows’ 2000 (XP) ярлык BPwin v 4.1 находится по схеме: «Пуск» - «Программы» - «Computer Associates» - «Allfusion» - «Process Modeler» - «BPwin» (см. рис. 24).

Рис. 24. Запуск CASE – средства BPwin v 4.1 (Computer Associates)

После запуска программного продукта BPwin v 4.1 в случае, если его пользователю необходимо создать новую SADT – модель, необходимо выбрать опцию «File» закладку «New» после чего в появившемся окне ввести имя будущей модели после слова «Name» и выбрать её тип после слова «Туре». За словом «Туре» следует последовательность поддерживаемых CASE – средством BPwin v 4.1 типов диаграмм: IDEF0, IDEF3, DFD (см. рис. 25). При создании SADT – модели тип диаграммы должен быть IDEF0. После определения имени и типа модели можно приступить к созданию SADT – модели верхнего иерархического уровня.

Допустим, необходимо построить функциональную модель системы ведения кадрового учёта предприятия. В соответствии с данным заданием на SADT - диаграмме первого уровня необходимо создать единственный функциональный блок «Система ведения кадрового учёта предприятия» нажатием инструмента «Прямоугольник» на панели инструментов BPwin v 4.1. Далее нажатием инструмента «» построить стрелки, символизирующие входную, выходную, информацию, управляющее воздействие, механизм (см. рис. 23).

Рис. 25. Выбор типа модели при создании SADT - диаграммы

Функциональная диаграмма первого уровня для системы ведения кадрового учёта на предприятии представлена на рис. 26.

Диаграмма первого иерархического уровня не даёт представление о функциях, реализуемых исследуемой системой или предметной областью, поэтому необходимо произвести декомпозицию построенной диаграммы. Декомпозицию функционального блока имеющейся диаграммы можно выполнить нажатием символа «». После чего появляется окно «Activity Box Count» (рис. 27), на котором необходимо определить тип дочерней диаграммы и предполагаемое количество функциональных блоков на ней, в рассматриваемой задаче тип диаграммы второго уровня будет также как и родительской IDEF0, количество функциональных блоков – 6.

На функциональной SADT – диаграмме второго уровня можно более подробно ознакомиться с функциями, реализуемыми системой, в рассматриваемом примере – это система ведения учёта кадров на предприятии. Количество функциональных блоков на диаграмме второго уровня должно быть 4-7, больше 7 блоков размещать не рекомендуется, т.к. возникнут сложности при рассмотрении диаграммы.

Рис. 26. IDEF0 – диаграмма системы ведения кадрового учёта

При создании IDEF0 (SADT)- диаграмм второго уровня используют инструмент декомпозиции, указанный на рис. 27 (правый крайний треугольник).

Рис. 27. Окно, позволяющее определить количество функциональных блоков в дочерней SADT – диаграмме

На основе SADT - диаграммы второго уровня можно определить основные функции, реализуемые системой учёта кадров:

- ведение личных карточек и личных дел работников;

- учёт рабочего времени;

- формирование распорядительной документации;

- ведение трудовых книжек;

- формирование организационных документов;

- регистрация организационной, распорядительной документации (см. рис. 28).

Декомпозицию диаграмм различных иерархических уровней можно выполнять до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень детализации функций системы и количество функциональных блоков на диаграмме очередного иерархического уровня будет более двух. В рамках задания настоящей курсовой работы студентам рекомендуется разработать иерархические SADT – диаграммы не ниже второго уровня для исследуемой системы.

Рис. 28. SADT - диаграмма второго иерархического уровня

ЗАДАНИЕ 4

Тема: Моделирование поведения динамических систем. Диаграммы переходов состояний (STD).

Варианты заданий

Задание: Исследовать поведение динамической системы. Результаты исследования представить в виде диаграмм переходов состояний (STD). Выполнить задание курсовой работы можно с помощью CASE – средства Pacestar UML Diagrammer (взять инсталляцию можно в лабораториях кафедры «Информатизации и управления ВФ МГУТУ»), или построение STD можно выполнить с помощью MS Visio или MS Word, соблюдая нотации диаграмм переходов состояний.

Использовать варианты, указанные в задании № 3.

Для правильного выполнения настоящего задания прежде, чем строить диаграмму переходов состояний, следует описать все или некоторые состояния системы, условия переходов из них в другие состояния, действия, выполняемые системой при переходе из одного состояния в другое. Результаты такого описания представить в виде таблицы (см. пример табл. 6, рассмотренный ниже). Если исследуемая система имеет множество состояний, то на STD представить не все, а некоторые из них, не менее 8.

Краткие теоретические сведения

Спецификации управления предназначены для моделирования и документирования аспектов систем, зависящих от времени или реакции на событие. Они позволяют осуществлять декомпозицию управляющих процессов и описывают отношения между входными и выходными управляющими потоками на управляющем процессе – предке. Для этой цели обычно используются диаграммы переходов состояний (STD).

С помощью STD можно моделировать последующее функционирование системы на основе предыдущего и текущего функционирования. Моделируемая система в любой заданный момент времени находится точно в одном из конечного множества состояний. С течением времени она может изменить своё состояние, при это переходы между состояниями должны быть точно определены.

Диаграммы переходов состояний состоят из следующих элементов.

СОСТОЯНИЕ - может рассматриваться как условие устойчивости для системы. Находясь в определённом состоянии, имеется достаточно информации о прошлой истории системы, чтобы определить очередное состояние в зависимости от текущих входных событий. Имя состояния должно отражать реальную ситуацию, в которой находится система, например, «Ввод информации», «Обработка информации» и т.д.

НАЧАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ – узел STD, являющийся стартовой точкой для начального системного перехода. STD имеет ровно одно начальное состояние, соответствующее состоянию системы после её инсталляции, но перед началом реальной работы, а также любое (конечное) число завершающих событий.

ПЕРЕХОД определяет перемещение моделируемой системы из одного состояния в другое. При этом имя перехода идентифицирует событие, являющееся причиной перехода и управляющее им. Это событие обычно состоит из управляющего потока (сигнала), возникающего как во внешнем мире, так и внутри моделируемой системы при выполнении некоторого условия. Следует отметить, что, вообще говоря, не все события обязательно вызывают переходы из отдельных состояний. С другой стороны, одно и то же событие не всегда вызывает переход в то же самое состояние.