Файл: Анализ и оценка средств реализации структурных методов анализа и проектирования экономической информационной системы (Структурный подход к проектированию информационных систем).pdf

В рамках технологии SADT было разработано несколько графи­ческих языков моделирования (таблица 2):

		Таблица 2.
Графические нотации методологии SADT
Нотация	Назначение
IDEF0	для документирования процессов производства и отображения информации об использовании ресурсов на каждом из этапов проектиро­вания систем
IDEF1	для документирования информации о производственном окру­жении систем
IDEF2	для отображения поведения систем во времени
IDEF3	для моделирования бизнес-процессов
IDEF4	объектно-ориентированное моделирование
IDEF5	моделирование наиболее общих (онтологических) закономерно­стей системы.

Метод SАDT реализован в одном из стандартов этого семейства — IDЕF. Семейство стандартов IDEF унаследовало свое обозначение от названия программы (IDEF=Icam DEFinition), последняя редакция была выпущена в 1993 г. Национальным Институтом по Стандартам и Технологиям (NIST).

Методология IDEF0 является следующим этапом развития графического языка описания функциональных систем SADT. Исторически IDEF0 был разработан в 1981 году в качестве стандарта в рамках обширной программы автоматизации промышленных предприятий. Вместе со стандартом IDEF0 обычно используют стандарт мо­делирования процессов IDЕF3 и моделирования данных IDЕF1X.

Целью методики IDEF0 является построение функциональной схемы исследуемой системы, описывающей необходимые процессы с точностью, достаточной для однозначного моделирования деятельности.

В основе методологии лежат следующие понятия.

1) Функциональный блок (Activity Box) - представляет собой некоторую конкретную функцию в рамках исследуемой системы и изображается прямоугольником, каждая из его сторон имеет свое определенное значение (рис. 2):

Функция

А0

Управление (Cоntrol)

Выход (Оutput)

Вход (Input)

Механизм (Mеchanism)

Рисунок 2. Функциональный блок и интерфейсные дуги

2) Интерфейсная дуга (Аrrow) - отображает элемент, который обрабатывается функциональным блоком системы или же оказывает другое влияние на функцию, представленную данным функциональным блоком. Интерфейсные дуги называют часто потоками или стрелками. С их помощью отображают различные объекты, определяющие в той или иной степени процессы, в системе: элементы реального мира (детали, сотрудники, товары) или потоки данных и информации (данные, документы, инструкции).

---

3) Декомпозиция (Dеcomposition) - ключевое понятием стандарта IDЕF0. Принцип декомпозиции используется при разбиении сложного процесса системы на составляющие функции. Уровень детализации процесса при этом определяется непосредственно разработчиком модели ИС. Декомпозиция позволяет постепенно и структурировано представлять модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм.

4) Глоссарий (Glossary) подразумевает, что для каждого из элементов IDEF0 (диаграмм, интерфейсных дуг, функциональных блоков) подразумевается создание и поддержание набора соответствующих ключевых слов, определений, характеризующих объект, отображенный элементом.

Построение модели начинается с представления всей си­стемы в виде простейшего компонента (контекстной диаграммы) (рис.3).

А-0

А0

Рисунок 3. Функциональный блок и интерфейсные дуги IDEF0-модели

Затем блок детализируется на другой диаграмме (декомпозиция) с помощью блоков, соединенных интерфейсными дугами (рис. 4).

А0

А1

А2

А3

А4

А4

А41

А42

А43

Верхняя диаграмма является родительской для нижней

Рисунок 4. Структура IDEF0-модели. Декомпозиция диаграмм

Данные блоки определяют основные подфункции исходной функции. Такая декомпози­ция выявляет полный набор подфункций, из которых каждая пока­зана как блок, границы у которого определены интерфейсными дуга­ми. Любая из таких подфункций может быть декомпозирована по­добным образом в целях еще большей детализации.

Одним из важных моментов при моделировании SADT (IDEF0) является точная согласованность типов связей между функциями. Различают следующие связи (в порядке возрастания их относительной значимости), которые описаны в таблице 3:

			Таблица 3.
Типы связей между функциями в методологии IDEF0
Тип связи	Характеристика	Пример изображения на диаграмме
Случайная связь	показывает, что конкретная связь между функциями незначительна или полностью отсутствует
Логическая связь	данные и функции собираются вместе благодаря тому, что они попадают в общий класс или набор элементов, но необходимых функциональных отношений между ними не обнаруживается
Процедурная связь	функции сгруппированы вместе благодаря тому, что они выполняются в течение одной и той же части цикла или процесса
Коммуникационная связь	функции группируются благодаря тому, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же выходные данные
Последовательная связь	выход одной функции служит входными данными для следующей. Связь между элементами на диаграмме является более тесной, чем в рассмотренных выше случаях, поскольку моделируются причинно-следственные зависимости
Функциональная связь	все элементы функции влияют на выполнение одной и только одной функции. Диаграмма, являющаяся чисто функциональной, не содержит чужеродных элементов, относящихся к последовательному или более слабому типу связи

---

Пример построения диаграммы предметной области в нотации IDЕF0 показан на рисунках приложения 1.

Методология IDЕF0 может применяться для моделирования широкого круга информационных систем и определения требований и функций, а затем для разработки программного обеспечения, которое удовлетворяет данным требованиям и реализует такие функции.

В настоящее время появляются десятки новых методологий моделирования деятельности предприятия и взглядов на её архитектуру, IDEF0 сохраняет актуальность для задач усовершенствования предприятий и организаций.

2.2 Метод моделирования процессов IDЕF3

Метод моделирования IDЕF3, являющийся частью семейства стандартов IDEF, был разработан в конце 1980-х г. для закрытого проекта BВС CША. Этот метод предназначен для моделей процессов, в которых важно понять последовательность выполнения действий и взаимозависимости между ними.

Хотя IDEF3 и не достиг статуса федерального стандарта CША, он получил широкое распространение среди системных аналитиков в качестве дополнения к методу функционального моделирования IDЕF0 (модели IDEF3 могут применяться для детализации функциональных блоков IDEF0, которые не имеют диаграмм декомпозиции).

Основой модели нотации IDEF3 служит сценарий процесса, в котором выделяется последовательность действий и под процессами анализируемой системы.

Основной единицей модели IDEF3 является диаграмма. Другой ключевой компонент модели — действие или «единица работы» (Unit of Work - UОW) - отображается в виде прямоугольника.

Действия на диаграмме именуются с использованием глаголов или отглагольных существительных, каждому из действий присваивается уникальный идентификационный номер, который не используется вновь даже в том случае, если действие в процессе построения модели удаляется. В диаграммах IDЕF3 номер действия обычно предваряется номером его родителя (рис. 5).

Обработать заказ клиента

Наименование

действия

Номер действия

1.1

Рисунок 5. Изображение и нумерация действия в диаграмме IDEF3

Нотация IDEF3 использует следующие объек­ты (таблица 4).

			Таблица 4.
Изображения объектов в методологии IDEF0
Наименование	Описание	Графическое представление
Модель работы (UOW)	Объект служит для описания функций (процедур, работ), выполняемых под­разделениями/ сотрудниками предпри­ятия
Ссылочный объект	Объект, используемый для описания ссылок на другие диаграммы модели, циклические переходы, различные комментарии к функциям
Логическое «И»	Логический оператор, определяющий связи между функциями, позволяет описать ветвление	&
Логическое «ИЛИ»	Логический оператор, определяющий связи между функциями, позволяет описать ветвление	O
Логическое исключаю­щее «ИЛИ»	Логический оператор, определяющий связи функциями в рамках процесса. Позволяет описать ветвление процесса	X

---

Существенные взаимоотношения между действиями изображаются с помощью связей. Возможные типы связей:

- сплошная линия, связывающая единицы работ, показывает, что работа-источник должна закончиться прежде, чем начнется работа-цель.

- пунктирная линия, для изображения связей между единицами работ и между единицами работ и объектами ссылок.

- стрелка с двумя наконечниками, для описания того, что объект используется в двух или более единицах работы.

Все соединения на диаграммах должны быть парными, из чего следует, что любое разворачивающее соединение имеет парное себе сворачивающее. Однако типы соединений не должны обязательно совпадать. Соединения могут комбинироваться при создании более сложных ветвлений.

Действия в IDEF3 могут быть декомпозированы или разложены на составляющие для более детального анализа. Метод IDEF3 позволяет декомпозировать действие несколько раз, что обеспечивает документирование альтернативных потоков процесса в одной модели.

Пример построения диаграммы предметной области в нотации IDЕF3 показан на рисунках приложения 2.

IDEF3 фиксирует поведенческие аспекты реальных и проектируемых систем, позволяет описать времен­ную последовательность происходящих событий, связанных причинно-следственными зависимостями. В отличие от языков и систем имитационного моделирования (например, SIMAN, SLAM, GPSS, WITNESS, Dynamo, Pilgrim), позволяющих реализовать математические модели процес­сов, IDEF3 ограничивается структурированным описанием объ­екта и может использоваться как подготовитель­ная стадия разработки.

Существует две разновидности описательных моделей IDEF3:

1) OSTD/OSTN (Object State Transition Description/Network) — описание (сеть) состояний и переходов;

2) PFD/PFDD (Process Flow Description/Diagram) — описание (диаграмма) потока процессов.

2.3 Моделирование потоков данных

Диаграммы потоков данных (Data Flоw Diagrams — DFD) представляют собой иерархию функциональных процессов, связанных друг с другом потоками данных. Цель данного представления — продемонстрировать, каким образом каждый процесс преобразует входные данные в выходные и выявить отношения между этими процессами.

Диаграммы потоков данных являются основным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе.

Для построения диаграммы DFD используются традиционно две различные нотации, соответствующие методам Йордона-ДеМарко и Гейна-Сэрсона. Эти нотации незначительно отличаются друг от друга графическим изображением символов. Рассмотрим особенности методологии DFD в нотации Гейна-Cэрсона.

---

При создании диаграммы потоков данных используются 4 основных понятия:

1) Потоки данных - являются абстракциями, применяемыми для моделирования передачи информации / физических компонент из одной части системы в другую.

2) Внешняя сущность - это материальный объект вне контекста информационной системы, являющийся источником/ приемником системных данных. Ее имя должно содержать существительное, к примеру, «место хранения товаров». Предполагается, что объекты, выделенные как внешние сущности, не должны участвовать ни в какой обработке.

3) Назначение процесса (работы) - продуцирование выходных потоков из входных в соответствии с действиями, задаваемыми именем процесса (имя должно содержать глагол в неопределенной форме с последующим дополнением, к примеру, «получить документы по реализации продукции»). Каждый процесс должен иметь уникальный номер для ссылок на него внутри диаграммы, который может использоваться совместно с номером диаграммы для получения в модели уникального индекса процесса (рис. 6).

а) внешняя сущность

б) процесс

Рисунок 6. Изображение основных понятий в DFD

4) Хранилище (или накопитель) данных позволяет на указанных участках модели определять данные, которые будут сохраняться между процессами в памяти. Хранилище фактически представляет собой «срезы» потоков данных во времени. Информация из хранилища может использоваться в любое время после получения, данные могут выбираться в любом порядке.

Основные элементы диаграммы DFD в нотации Гейна-Сэрсона показаны в таблице 5.

			Таблица 5.
Изображения объектов в методологии DFD в нотации Гейна-Сэрсона
Наименование	Описание	Графическое представление
Функцио­нальный блок	Моделирует некоторую функцию, преобра­зующую вход в выход. Функциональные бло­ки изображаются в виде прямоугольников со скругленными углами
Внешняя сущность	Обеспечивает необходимые входы и (или) выходы для функциональных блоков
Хранилище данных	Механизм, который поддерживает хранение данных для их промежуточной обработки
Потоки данных	Описывают перемещение данных между мас­тями системы. Стрелки, потоков могут быть однонаправленными, двунаправленными, могут начинать­ся и заканчиваться на любой стороне блока

---