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

В состав DFD также входят словари данных (каталоги всех элементов данных в DFD, включая групповые и индивидуальные потоки данных, хранилища и процессы и их атрибуты) и мини спецификации (описывают DFD-процессы нижнего уровня, то есть представляют собой алгоритмы описания задач, выполняемых процессами).

Процесс построения DFD начинается с создания так называемой основной диаграммы типа «звезда», на которой представлен моделируемый процесс и все внешние сущности, с которыми он взаимодействует. В случае сложного основного процесса он сразу представляется в виде декомпозиции на ряд взаимодействующих процессов. Для всех внешних сущностей строится таблица событий, описывающая их взаимодействие с основным потоком. После декомпозиции основного процесса для каждого под процессом строится аналогичная таблица внутренних событий.

Пример построения диаграммы предметной области в нотации DFD показан на рисунках приложения 3.

2.4 Диаграммы переходов состояний (SDT)

Диаграммы переходов состояний моделируют поведение системы во времени в зависимости от происшедших событий.

SDТ (State Transition Diagrams) – диаграммы переходов состояний, предназначена для моделирования аспектов функционирования системы, зависящих от времени или реакции на события.

С помощью диаграмм перехода состояний можно моделировать последующее функционирование системы исходя из предыдущих и текущего состояний.

В SDT-диаграммах узлы соответствуют состояниям ди­намической системы, а дуги — переходу системы из одного со­стояния в другое. Узел, из которого выходит дуга, является на­чальным состоянием, узел, в который дуга входит, — следующим. Дуга помечается именем входного сигнала или события, вызы­вающего переход, а также сигналом или действием, сопровож­дающим переход.

Применяются 2 способа построения модели STD. Первый заключается в идентификации всех возможных состояний и дальнейшем исследовании всех не бессмысленных связей (то есть переходов) между ними. По второму способу строится сначала начальное состояние, затем следующее за ним и т.д.

Основными элементами данной модели служат понятия начальное (терминальное) состояние, переход, условие и действие, описывающие поведение системы во времени в контексте наступающих событий.

На рисунке 7 представлены условные обозначения в SDT-диаграммах.

Рисунок 7. Условные обозначения диаграмм переходов состояний:

---

а – терминальное состояние; б – промежуточное; в - переход

На рисунке 8 представлена диаграмма переходов состояний для программы, активно не взаимодействующей с окружающей сре­дой, имеющей простой интерфейс, которая производит неко­торые вычисления и выводит простой результат.

Рисунок 8. Пример SDT-диаграммы

Диаграммы переходов состояний обычно используются для описания отношения между входными и выходными управляющими потоками на управляющем процессе-предке и позволяют осуществлять декомпозицию управляющих процессов.

Глава 3. Сравнительный анализ и оценка средств реализации структурных методов анализа и проектирования информационных систем

В настоящее время известно около 90 разновидностей методологий структурного системного анализа, которые можно классифицировать по отношению к школам (для моделирования программных систем или вообще систем), по порядку построения модели (декларирующие первичность функционального или информационного моделирования), по типу целевых систем (информационные системы или системы реального времени). Несмотря на такое обилие методов, практически во всех используются 3 группы средств:

1) DFD (Dаta Flоw Diagrams) - диаграммы потоков данных или SАDT-диаграммы, иллюстрирующие функции, которые должна выполнять система;

2) ЕRD (Entity-Relationship Diagrams) - диаграммы "сущность-связь", моделирующие отношения между данными;

3) SТD (State Transition Diagrams) - диаграммы переходов состояний, моделирующие зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).

Так как в настоящее время практически нет альтернативы методологиям ЕRD и STD, используемых для, соответственно, информационного и поведенческого моделирования, интерес представляет сравнительный анализ средств функционального моделирования, а именно, DFD и SАDT-диаграмм.

С этой точки зрения все разновидности структурного системного анализа могут быть разбиты на две группы - применяющие методы и технологию DFD (в различных нотациях) и использующие SADT-методологию.

---

Сравнительный анализ данных методов структурного анализа проводится по следующим параметрам.

1. Адекватность средств решаемым задачам. Модели SАDT (IDEF0) используются традиционно для моделирования организационных систем (бизнес-процессов). С другой стороны, не существует принципиальных ограничений на использовании модели DFD в качестве средства моделирования бизнес-процессов.

Практически любой класс систем успешно моделируется при помощи DFD-ориентированных методов, а SADT-диаграммы оказываются значительно менее выразительными и удобными при моделировании ПО.

2. Выразительные средства. В SАDT отсутствуют вообще выразительные средства для моделирования особенностей ИС, а DFD с самого начала создавались как средства проектирования ИС (тогда как SADT — как средство моделирования систем вообще) и имеют более богатый набор элементов, более адекватно отражающих специфику таких систем (к примеру, хранилища данных являются прообразами файлов или баз данных, внешние сущности отражают взаимодействие моделируемой системы с внешним миром).

В модели SADT жестко типизированы дуги (вход, выход, управление, механизм), однако применительно к программам смысловое различие между входами и выходами стирается. При этом анализ системы при помощи потоков данных и процессов, их преобразующих, является более прозрачным и недвусмысленным.

3. Согласованность с другими средствами структурного анализа. Так как SADT-диаграммы предназначены для моделирования систем общего класса, в них отсутствуют средства описания данных и событий, то согласование модели, к примеру, с моделями ЕRD- или SТD практически невозможно.

 В свою очередь, модели DFD-, ERD- и STD- дополняют взаимно друг друга и по сути являются согласованными представлениями различных аспектов одной и той же модели.

Интеграция DFD→STD может быть осуществлена за счет расширения классической DFD специальными средствами проектирования систем реального времени (потоками, управляющими процессами, хранилищами данных). Интеграция DFD→ЕRD осуществляется с использованием отсутствующего объекта в SADT - хранилища данных, структура которого описывается в модели ЕRD и согласуется в DFD по соответствующим потокам и другим хранилищам.

4. Интеграция с последующими этапами. Важная характеристика любой методологии - ее совместимость с последующими этапами применения результатов анализа. DFD могут быть легко преобразованы в модели проектирования (структурные карты) - это близкие модели.

5. Ограничения модели. Жесткие ограничения SADT, запрещающие использовать более 6—7 блоков на диаграмме, в ряде случаев вынуждают искусственно детализировать процесс, что затрудняет понимание модели заказчиком, резко увеличивает ее объем и, как следствие. В качестве примера можно рассмотреть модель операций по снятию денег с вклада физического лица в банке. Для моделирования этих операций целесообразно использовать единственную диаграмму DFD, так как все операции без исключения имеют одни и те же входы (сберегательная книжка и расходный ордер) и выходы (сберегательная книжка и наличные деньги), различаются лишь механизмами начисления процентов. Если попытаться структурировать данные операции в соответствии с ограничениями SADT путем группирования по какому-либо признаку (срочные, пенсионные и т.п.), то получится минимум 6 диаграмм, сложность каждой из которых не меньше сложности единственной DFD диаграммы.

---

Таким образом, метод SADT успешно работает только при описании хорошо специфицированных и стандартизованных бизнес-процессов. К примеру, он четко работает в зарубежных корпорациях, поэтому этот метод и принят в СШA в качестве типового.

В большинстве российских организаций бизнес-процессы начали формироваться и развиваться сравнительно недавно, они слабо типизированы, поэтому разумнее ориентироваться на модели, основанные на потоковых диаграммах.

DFD-диаграммы можно применять при проектировании любых программных систем, тогда как SADT-диаграммы лучше применять при моделировании систем - бизнес-процессов предприятий.

Рассмотрим достоинства и недостатки рассмотренных средств реализации структурных методов анализа и проектирования информационных систем в таблице 6.

			Таблица 6.
Сравнительная характеристика структурных методологий
Название методики	Достоинства	Недостатки		Сфера применения
IDEF0	- полнота описания бизнес-процесса (управление, информацион­ные и материальные потоки, обратные связи); - комплексность декомпозиции; - возможность агрегирования и детализации потоков данных и информации (разделение и слияние дуг); - наличие жестких требований, обеспечивающих получение моде­лей стандартного вида; - простота документирования	- сложность восприятия (большое число дуг на диаграммах); - большое число уровней декомпозиции; - трудность увязки нескольких процессов, представленных в раз­личных моделях одной и той же организации		В наибольшей степени подходит для описания процес­сов верхнего уровня управления, для моделирования бизнес-процессов организации
IDEF3	- позволяет точно показать порядок действий, разветвления и параллельные процессы; - не ограничивает аналитика чрезмерно жесткими рамками синтаксиса, что может привести к созданию неполных или противо­речивых моделей; - содержит все необходимое для постро­ения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа	- отсутствие переноса и контроля стрелок на детализацию; - отсутствие возможности расщепления и слияния модели		Диаграммы DDEF3 удобно использовать, где нет документов (например, в описании действий автомата), IDEF3 может быть использован в дополнении к диаграмме IDEF0
DFD	- возможность однозначно определить внешние сущности, анализируя потоки информации внутри и вне системы; - возможность проектирования сверху вниз, что облегчает построение «как должно быть»; - наличие спецификаций процессов нижнего уровня, что позволяет преодолеть незавершенность функциональной модели	- необходимость искусственного ввода управляющих процессов, поскольку управляющие воздействия (потоки) и управляющие процессы в DFD ничем не отличаются от обычных; - отсутствие понятия времени (анализа временных промежутков)		Используется для описания документооборота и обработки информации. DFD-диаграмма легко преоб­разуется в UML-документ

---

С точки зрения бизнес-моделирования информационных систем каждый из представленных структурных подходов обладает своими преимуществами. Функциональное модели­рование на основе SADT хорошо показывает себя в тех случаях, когда организационная структура находится в процессе изменения или вообще слабо оформлена. Подход от выполняемых функций интуитивно лучше понимается исполнителями при получении от них информации об их текущей работе. При этом функциональная модель IDEF0 отображает производимые действия над объектом и связи между ними, IDEF3 – методика моделирования процессов служит для создания таких моделей, в которых важно понять последовательность выполнения действий и взаимозависимостей между ними. Средства построения моделей SADT целесообразно использовать на ранних этапах жизненного цикла ИС для понимания системы до ее вопло­щения. SADT позволяет сократить дорогостоящие ошибки на ранних эта­пах создания системы, улучшить контакт между пользователями и разра­ботчиками, сгладить переход от анализа к проектированию.

Моделирование на основе диаграмм DFD следует применять к системам обработки информации, а не к системам вообще, как это предполагается в SADT. Практически любой класс систем успешно моделируется при помощи DFD-ориентированных методов: в этом случае вместо реаль­ных объектов рассматриваются отношения, описывающие свойства этих объектов и правила их поведения. Примерами таких систем служат систе­мы документооборота, управления и другие системы, богатые разнооб­разными отношениями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В основе проектирования информационных систем лежит моделирование предметной области, которое позволяет сократить время и сроки проведения проектировочных работ и получить более эффективный и качественный проект.

Процесс бизнес-моделирования предметной области может быть реализован в рамках различных методик, отличающихся, прежде всего, своим подходом к тому, что представляет собой моделируемая организация. В соответствии с различными представлениями об организации методики принято делить на объектные и структурные (или функциональные).

Структурное моделирование хорошо показывает себя в тех случаях, когда организационная структура находится в процессе изменения или вообще слабо оформлена. Подход от выполняемых функций интуитивно лучше понимается исполнителями при получении от них информации об их текущей работе.

---