Файл: Лабораторная работа 5 Функциональное моделирование предметной области в нотации idef0 с помощью ms visio.pdf

Лабораторная работа №5
Функциональное моделирование предметной области в нотации
IDEF0 с помощью MS Visio
ВВЕДЕНИЕ
Много организаций сегодня постоянно пересматривают свою бизнес-стратегию (BPR - Business Process Reengineering). Исследование существующих на текущий день процессов и полнофункциональное вовлечение служащих фирмы - важный шаг в улучшение эффективности компании в целом.
Простой процесс документирования работы указывает области, где усовершенствование необходимо. Если вырисовываются глобальные изменения в бизнесе на уровне корпораций, модель текущего состояния бизнеса позволяет
Вам лучше оценить воздействие этих изменений.
Моделирование процесса включает выбор только той информации, которая является подходящей и действительно понятной с точки зрения того, какие действия она за собой несет.
Процесс описывается на множестве связанных уровней, которые детализируются все больше и больше при более глубоком погружении в суть модели. При использовании этого подхода процесс может просматриваться как в целом, так и в подробностях по желанию просматривающего модель.
Для моделирования процесса диалоговые языки типа Английского,
Русского языков слишком неоднозначны, чтобы быть эффективными.
Формальные языки, включая языки программирования, могут быть менее неоднозначны, но будут непонятными большинству экспертов. Между этими двумя вариантами должны быть найдены точки соприкосновения — требуются и стандартный диалоговый язык, чтобы устранить неоднозначность и облегчать диалог, и обычный хорошо понятный язык для широких пользователей.
Результатом этой программы явилась методология IDEF0 с базисными понятиями, являющимися графическим, кратким и точным представлением делового процесса.
Одним из этапов технологической подготовки производства является разработка математических моделей технологических, технических или организационных процессов изготовления изделий. Необходимость постоянного сокращения сроков изготовления изделий и повышения их качества в общем цикле подготовки производства ставит задачу поиска путей решения рассматриваемой проблемы. Одним из таких путей является разработка и

широкомасштабное использование CASE-технологий (в нашем случае рассматривается использование программы MS Visio).
Лабораторная работа познакомит студентов, изучающих дисциплину "Основы информационных процессов и систем", с особенностью построения функциональных моделей IDEF0.
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью работы является изучение принципов разработки и формализации предметной области в виде функциональной модели (IDEF0) для построения информационных управляющих систем.
Продолжительность лабораторной работы – 4 часа. Первые два часа отводятся на ознакомление с методическими указаниями (п. 2-4) и [1]. На третьем и четвертом часе занятий необходимо теоретически решить задачи, представленные в п. 2-4, и оформить отчет по проделанной лабораторной работе
– п. 4.
Результаты, полученные при выполнении работы, могут быть использованы для решения задачи по декомпозиции систем в курсовом и дипломном проектировании.
2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Методология IDEF0 (более известная как методология SADT-Structure
Analysis and Design Technique) предназначена для представления функций системы и анализа требований к системам и является одной из самых известных и широко используемых методологий проектирования автоматизированных систем управления.
В терминах IDEF0 система представляется в виде комбинации блоков и дуг. Блоки используются для представления функций системы и сопровождаются текстами на естественном языке. Кроме функциональных блоков другим ключевым элементом методологии является дуга. Дуги представляют множества объектов (как физических, так и информационных) или действия, которые образуют связи между функциональными блоками. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющие выполнением функции данные входят в блок сверху, в то время как информация, которая подвергается воздействию функции, показана с левой стороны блока; результаты выхода показаны с правой стороны. Механизм (человек или

автоматизированная система), который осуществляет функцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рис. 1).
Функциональный блок
А0
Управление
Исполнители
Выход
Выход
Рис.1. Функциональная модель процесса
В основе методологии IDEF0 лежат следующие правила:

Функциональный блок (или Функция) преобразует Выходы_(т.е._входную_информацию_в_выходную),_Управление'>Входы в Выходы
(т.е. входную информацию в выходную), Управление определяет, когда и как это преобразование может или должно произойти
Исполнители непосредственно осуществляют это преобразование.

С дугами связаны надписи (или метки) на естественном языке, описывающие данные, которые они представляют.

Дуги показывают, как функции между собой взаимосвязаны, как они обмениваются данными и осуществляют управление друг другом.

Выходы одной функции могут быть Входами, Управлением или
Исполнителями для другой.

Дуги могут разветвляться и соединяться.

Функциональный блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных между собой интерфейсными дугами.

Эти блоки представляют основные подфункции (подмодули) единого исходного модуля.

Данная декомпозиция выявляет полный набор подмодулей, каждый из которых представлен как блок, границы которого определены интерфейсными дугами.


Каждый из этих подмодулей может быть декомпозирован подобным же образом для более детального представления.
Модель может содержать 4 типа диаграмм:
‒ контекстную (в каждой модели может быть только 1 контекстная диаграмма);
‒ декомпозиции;
‒ дерева узлов;
‒ только для экспозиции (FEO).
Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой.
После описания системы в целом проводится разбиение ее на крупные фрагменты. Этот процесс называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов – диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие и т.д., до достижения нужного уровня подробности описания.
Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи между работами.
Диаграммы для экспозиции (FEO) строятся для иллюстрации отдельных фрагментов модели, для иллюстрации альтернативной точки зрения либо для специальных целей.
Все диаграммы имеют нумерацию. Контекстная диаграмма имеет номер
А-0, декомпозиция контекстной диаграммы – номер А), остальные диаграммы-декомпозиции – номера по соответствующему узлу (например, А1,
А2, А21 и т.д.).
3. ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ РАБОТЫ С ПАКЕТОМ BPWIN
Для построения функциональной модели бизнес-процесса, используя MS
Visio, необходимо запустить программу.
В открывшейся программе выбрать: Файл – Фигуры – Блок-схема –
Фигуры схемы IDEF0.
Используемые блоки для построения функциональной модели:
Блок заголовка – рамка, которую необходимо установить на весь лист и оформить в соответствии с правилами оформления диаграмм в нотации IDEF0.
Блок текста необходим для описания точки зрения и цели на контекстной диаграмме. Блок действия – для описания работ, рассматриваемых в процессе.
Одностороннее соединение – элемент изображения интерфейсных дуг, таких как вход/выход, механизм/управление.
Соединительная линия IDEF0 – объект для изображения интерфейсных дуг между работами в модели.
В качестве примера рассматривается процесс выполнения студентом

курсовой работы (курсового проекта).
Создание контекстной диаграммы
1. Запустите MS Visio.
2. На закладке выбора шаблона выберите категорию Блок-схема и в ней элемент Схема IDEF0. Нажмите кнопку Создать в правой части экрана.
3. Окно программы примет вид, подобный рис. 2.
Рисунок 2. Окно программы с выбранным шаблоном
4. Создание мастерской страницы.
4.1. Для удобства переведите страницу в альбомный вид: Конструктор –
Параметры страницы – Ориентация – Альбомная;
4.2. Перетащите Блок заголовка на пустую страницу, удерживая нажатой правую кнопку мыши;
4.3. Заполнить поле «Заголовок» (рисунок 3), предложенное в открывшемся окне: внести номер контекстной диаграммы и имя рассматриваемого процесса, в данном случае: А-0 Выполнить курсовую работу;

Рисунок 3. Мастерская страница
4.4. Далее, имя заголовка фигуры «Блок заголовка» должно соответствовать номеру и названию задачи, декомпозиция которой будет изображена в данной области. Например: А1 Получить задание.
5. Определение цели и точки зрения.
5.1. С помощью кнопки Блока текста внесите текст в поле диаграммы – точку зрения и цель (рис. 4).
Рисунок 4. Цель и точка зрения

6. В область диаграммы (поле Блока заголовка) внесите Блок действия. В открывшемся окне «Данные фигуры» внесите имя процесса и идентификатор процесса (рис. 5).
Рисунок 5 – Блок действия
7. С использованием блока Односторонняя соединительная линия
создайте стрелки на контекстной диаграмме (табл. 1). Чтобы добавить текст необходимо дважды щелкнуть по стрелке.
Таблица 1
Стрелки контекстной диаграммы
Имя стрелки
(Arrow Name)
Определение стрелки
(Arrow Definition)
Тип стрелки
(Arrow Type)
График
График консультаций и сроки сдачи
Input
Список литературы
Источники информации для выполнения курсовой работы
Input
Варианты заданий
Список заданий на курсовую работу, подлежащий распределению между студентами
Input
Методические указания Документ, содержащий указания по выполнению курсовой работы, описывающий содержание ее частей и основные требования
Control
Положение о курсовом проектировании
Документ, отражающий организационные требования по выполнению и сдаче курсовой работы
Control
Курсовая работа
Документ, являющийся основанием для получения оценки
Output
Оценка за курсовую работу
Результат выполнения курсовой работы
Output
Студент
Тот, кто выполняет курсовую работу
Mechanism

8. Результат выполнения предыдущих пунктов представлен на рис. 6.
Рисунок 6. Контекстная диаграмма
5. Создание диаграммы декомпозиции:
1. Для построения декомпозиции диаграммы создайте новую страницу путем нажатия правой кнопкой мыши в нижнем левом углу окна на ярлык
Страница 1. Выбрать пункт Добавить страницу (рис. 7).
Рисунок 7. Добавление страницы
2. Переименуйте страницы в соответствии с уровнем декомпозиции, например: A-0, А1 и т.д.
3. Распределите работы диаграммы декомпозиции в области Блока заголовка в соответствии с табл. 2.
Таблица 2

Работы диаграммы декомпозиции А0
Имя работы (Activity Name)
Определение (Definition)
Получить задание
Выбрать задание из списка, согласовать его с преподавателем
Подобрать литературу
Выбрать из списка литературы подходящие источники
Сделать расчеты
Выполнить (если необходимо) расчетную часть курсовой работы согласно заданию
Сделать графическую часть
При необходимости сделать графики и чертежи
Оформить пояснительную записку
Оформить текстовую часть и объединить все сделанные части в единое целое
Получить консультацию
Получить консультацию у преподавателя перед защитой, выявить неточности и недостатки
Защитить курсовую работу
Сдать готовую курсовую работу и ответить на вопросы преподавателя
4. Распределите стрелки для диаграммы декомпозиции в соответствии с контекстной диаграммой. Для этого «перенесите» входные и выходные стрелки, связанные с декомпозируемой работой, в поле декомпозиции.
Итог выполнения вышеописанных шагов представлен на рис. 8.
Рисунок 8. Диаграмма декомпозиции
Разветвление стрелок. График (расписание) необходимо для того, чтобы прийти на консультацию и на защиту, .е. необходимо подвести одноименную стрелку к 2 работам. Для разветвления стрелки необходимо от фрагмента трелки до сегмента работы провести стрелку, состоящую из нескольких блоков
Однонаправленное соединение.
Слияние стрелок. Для слияния двух стрелок выхода необходимо провести работы аналогичные разветвлению.

ICOM-метки. Используя блок текста, расставьте ICOM метки.
Результат выполнения предыдущих пунктов представлен на рисунке
(рис. 9).
Рисунок 9. Диаграмма декомпозиции блока А0
6. Создание дерева узлов
Дерево узлов – это диаграмма, отображающая иерархию работ процесса
(рис. 10).
Рисунок 10. Диаграмма узлов

Для построения диаграммы:
‒ создайте новую страницу;
‒ присвойте имя странице: дерево узлов;
‒ постройте дерево узлов, используя фигуры схемы IDEF0.
7. Создание глоссария
Глоссарий – это словарь ключевых слов, повествований, изложений, используемых при описании процесса (рис. 11, 12).
Для построения глоссария:
‒ создайте документ Microsoft Office Word;
‒ создайте 2 таблицы: описание работ процесса, описание интерфейсных дуг процесса;
‒ наименование столбцов таблиц: имя (работы/дуги, описание);
‒ заполните таблицы в соответствии с ранее разработанной моделью процесса.
Рисунок 11. Словарь работ
Рисунок 12 – Словарь стрелок

4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Лабораторная работа выполняется в следующей последовательности:
1. Изучить методику составления модели с помощью пакета MS Visio.
2. Составить схему функциональной модели в соответствии с заданным вариантом.
3. Принять в качестве гипертекста вариант задания, привязанный к нулевому уровню модели. Данные для вариантов приведены в таблице. Для декомпозированных и новых функциональных блоков получить данные у преподавателя.
4. Записать модель на диск с именем файла – Фамилия студента.
5. ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ
Отчет по лабораторной работе представляется в виде файла с именем в соответствии с п.4. В состав файла входят:

собственно модель согласно варианта, приведенного в табл. 3;

гипертекст;

глоссарий с данными ФСА.
6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какое назначение имеет функциональная модель в процессе проектирования автоматизированной системы управления?
2. Перечислите основные составляющие функциональной модели.
3. Опишите правила формирования функциональных блоков (иерархия, нумерация, обозначение).
4. Опишите правила создания стрелок (направление, тип интерфейса, обозначение).
5. Объясните принцип работы и порядок создания гипертекста.
6.
Как выполняется функционально-стоимостной анализ по функциональной модели IDEF0 (принципы, порядок, интерпретация)?

Таблица 3
Задания для выполнения лабораторной работы
Вариант
Нулевой уровень модели
1
Обучение в университете
А0
Студент
Курс
Семестр
Учебник
Лектор
Закон о высшей школе
Посещения
Абонемент
Читальный зал
Почасовик
Приемная комиссия
Кафедра
Бюро расписаний
Деканат
Библиотекарь
2
Функциональная модель работы аппаратуры системного блока
3
Функциональная схема работы графической подсистемы компьютера
4
Функциональная модель операционной системы
5
Функциональная модель вычислительных алгоритмов
6
Функциональная модель вычисления интеграла
7
Функциональная модель нахождения производных функций
8
Функциональная модель решения дифференциальных уравнений
9
Функциональная модель решения экстремальных задач