Методология функционального моделирования работ SADT

Методология SADT (Structured Analisys and Design Technique - технология структурного анализа и проектирования) разработана Дугласом Т. Россом в 1969-1973 годах. Технология изначально создавалась для проектирования систем более общего назначения по сравнению с другими структурными методами, выросшими из проектирования программного обеспечения. SADT - одна из самых известных и широко используемых методик проектирования. Новое название методики, принятое в качестве стандарта - IDEF0 (Icam DEFinition) - часть программы ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing - интегрированная компьютеризация производства), проводимой по инициативе ВВС США.

Процесс моделирования в SADT включает сбор информации об исследуемой области, документирование полученной информации и представление ее в виде модели и уточнение модели. Кроме того, этот процесс подсказывает вполне определенный путь выполнения согласованной и достоверной структурной декомпозиции, что является ключевым моментом в квалифицированном анализе системы. SADT уникальна в своей способности обеспечить как графический язык, так и процесс создания непротиворечивой и полезной системы описаний.

В IDEF0 система представляется как совокупность взаимодействующих работ (или функций). Связи между работами определяют технологический процесс или структуру взаимосвязи внутри организации. Модель SADT представляет собой серию диаграмм, разбивающих сложный объект на составные части.

Каждый блок IDEF0-диаграммы может быть представлен несколькими блоками, соединенными интерфейсными дугами, на диаграмме следующего уровня. Эти блоки представляют подфункции (подмодули) исходной функции. Каждый из подмодулей может быть декомпозирован аналогичным образом. Число уровней не ограничивается, зато рекомендуется на одной диаграмме использовать не менее 3 и не более 6 блоков.

Работы (activity) обозначают поименованные процессы, функции или задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты (изображается в виде прямоугольников). Каждая из работ на диаграмме может быть впоследствии декомпозирована.

Как отмечалось выше, в терминах IDEF0 система представляется в виде комбинации блоков и дуг. Блоки представляют функции системы, дуги представляют множество объектов (физические объекты, информация или действия, которые образуют связи между функциональными блоками). Взаимодействие работ с внешним миром и между собой описывается в виде стрелок или дуг. С дугами связываются метки на естественном языке, описывающие данные, которые они представляют. Дуги показывают, как функции системы связаны между собой, как они обмениваются данными и осуществляют управление друг другом. Дуги могут разветвляться и соединяться. Ветвление означает множественность (идентичные копии одного объекта) или расщепление (различные части одного объекта). Соединение означает объединение или слияние объектов. Пять типов стрелок допускаются в диаграммах:

Вход (Input) - материал или информация, которые используются работой для получения результата (стрелка, входящая в левую грань).

Управление (Control) - правила, стратегии, стандарты, которыми руководствуется работа (стрелка, входящая в верхнюю грань). В отличии от входной информации управление не подлежит изменению.

Выход (Output) - материал или информация, которые производятся работой (стрелка, исходящая из правой грани). Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода, т.к. работа без результата не имеет смысла и не должна моделироваться.

Механизм (Mechanism) - ресурсы, которые выполняют работу (персонал, станки, устройства - стрелка, входящая в нижнюю грань).

Вызов (Call) - стрелка, указывающая на другую модель работы (стрелка, исходящая из нижней грани).

Различают в IDEF0 пять типов связей работ.

Связь по входу (input-output), когда выход вышестоящей работы направляется на вход следующей работы.

Связь по управлению (output-control), когда выход вышестоящей работы направляется на управление следующей работы. Связь показывает доминирование вышестоящей работы.

Обратная связь по входу (output-input feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на вход вышестоящей. Используется для описания циклов.

Обратная связь по управлению (output-control feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей. Является показателем эффективности бизнес-процесса.

Связь выход-механизм (output-mechanism), когда выход одной работы направляется на механизм другой и показывает, что работа подготавливает ресурсы для проведения другой работы.

Из перечисленных блоков, как из отдельных кирпичиков, строится диаграмма. Пример SADT-диаграммы:

Диаграммы потоков данных DFD (Data Flow Diagrams)

Диаграммы потоков данных используются для описания движения документов и обработки информации как дополнение к IDEF0. В отличие от IDEF0, где система рассматривается как взаимосвязанные работы и стрелки представляют собой жесткие взаимосвязи, стрелки в DFD показывают лишь то, как объекты (включая данные) движутся от одной работы к другой. DFD отражает функциональные зависимости значений, вычисляемых в системе, включая входные значения, выходные значения и внутренние хранилища данных. DFD - это граф, на котором показано движение значений данных от их источников через преобразующие их процессы к их потребителям в других объектах.

DFD содержит процессы, которые преобразуют данные, потоки данных, которые переносят данные, активные объекты, которые производят и потребляют данные, и хранилища данных, которые пассивно хранят данные.

Процессы. Процесс преобразует значения данных. Процессы самого нижнего уровня представляют собой функции без побочных эффектов (примерами таких функций являются вычисление суммы двух чисел, вычисление комиссионного сбора за выполнение проводки с помощью банковской карточки и т.п.). Весь граф потока данных тоже представляет собой процесс (высокого уровня). Процесс может иметь побочные эффекты, если он содержит нефункциональные компоненты, такие как хранилища данных или внешние объекты. На DFD процесс изображается в виде эллипса, внутри которого помещается имя процесса; каждый процесс имеет фиксированное число входных и выходных данных, изображаемых стрелками.

Потоки данных. Поток данных соединяет выход объекта (или процесса) с входом другого объекта (или процесса). Он представляет промежуточные данные вычислений. Поток данных изображается в виде стрелки между производителем и потребителем данных, помеченной именами соответствующих данных. Дуги могут разветвляться или сливаться, что означает, соответственно, разделение потока данных на части, либо слияние объектов.

Активные объекты. Активным называется объект, который обеспечивает движение данных, поставляя или потребляя их. Активные объекты обычно бывают присоединены к входам и выходам DFD.

Хранилища данных. Хранилище данных - это пассивный объект в составе DFD, в котором данные сохраняются для последующего доступа. Хранилище данных допускает доступ к хранимым в нем данным в порядке, отличном от того, в котором они были туда помещены. Агрегатные хранилища данных, как, например, списки и таблицы, обеспечивают доступ к данным в порядке их поступления, либо по ключам.

Потоки управления. DFD показывает все пути вычисления значений, но не показывает в каком порядке значения вычисляются. Решения о порядке вычислений связаны с управлением программой, которое отражается в динамической модели. Эти решения, вырабатываемые специальными функциями, или предикатами, определяют, будет ли выполнен тот или иной процесс, но при этом не передают процессу никаких данных, так что их включение в функциональную модель необязательно. Тем не менее, иногда бывает полезно включать указанные предикаты в функциональную модель, чтобы в ней были отражены условия выполнения соответствующего процесса. Функция, принимающая решение о запуске процесса, будучи включенной в DFD, порождает в DFD поток управления и изображается пунктирной стрелкой.

Первым шагом при построении иерархии DFD является построение контекстных диаграмм. Обычно при проектировании относительно простых информационных систем строится единственная контекстная диаграмма со звездообразной топологией, в центре которой находится так называемый главный процесс, соединенный с приемниками и источниками информации, посредством которых с системой взаимодействуют пользователи и другие внешние системы.

Если же для сложной системы ограничиться единственной контекстной диаграммой, то она будет содержать слишком большое количество источников и приемников информации, которые трудно расположить на листе бумаги нормального формата, и, кроме того, главный единственный процесс не раскрывает структуры распределенной системы.

Для сложных информационных систем строится иерархия контекстных диаграмм. При этом контекстная диаграмма верхнего уровня содержит не главный единственный процесс, а набор подсистем, соединенных потоками данных. Контекстные диаграммы следующего уровня детализируют контекст и структуру подсистем.

При построении иерархии DFD переходить к детализации процессов следует только после определения содержания всех потоков и накопителей данных, которое описывается при помощи структур данных. Структуры данных конструируются из элементов данных и могут содержать альтернативы, условные вхождения и итерации. Условное вхождение означает, что данный компонент может отсутствовать в структуре. Альтернатива означает, что в структуру может входить один из перечисленных элементов. Итерация означает вхождение любого числа элементов в указанном диапазоне. Для каждого элемента данных может указываться его тип (непрерывные или дискретные данные). Для непрерывных данных может указываться единица измерения (кг, см и т.п.), диапазон значений, точность представления и форма физического кодирования. Для дискретных данных может указываться таблица допустимых значений.

Ниже приведена диаграмма потоков данных верхнего уровня с ее последующим уточнением:

 

21. Проектирование ИС [J]

№	Билет №	Формулировка ответа	Преподаватель	Кто делает ответ	Состояние
	29.3., 30.3., 43.2.	Проектирование информационных систем. Особенности методологии UML. Основные виды диаграмм. Особенности применения.	Алексеев Пётр Сергеевич	Наташа Горловская	ОПЛ (Ден), ОПЛ (Мадина), готовый ответ Наташи

 

Готовый ответ Наташи