CASE-технологии проектирования автоматизированных информационных систем

   4. Принцип концептуальной общности  — заключается в следовании  единой философии на всех этапах  ЖЦ (структурный анализ — структурное проектирование — структурное программирование — структурное тестирование).

   5. Принцип полноты — заключается  в контроле присутствия лишних элементов.

   6. Принцип непротиворечивости —  заключается в обоснованности и согласованности элементов.

   7. Принцип логической независимости  — заключается в концентрации внимания на логическом проектировании для обеспечения независимости от физического проектирования.

   8. Принцип независимости данных  — заключается в том, что  модели данных должны быть  проанализированы и спроектированы независимо от процессов их логической обработки, а также от их физической структуры и распределения.

   9. Принцип структурирования данных  — заключается в том, что  данные должны быть структурированы  и иерархически организованы.

   10. Принцип доступа конечного пользователя  — заключается в том, что пользователь должен иметь средства доступа к базе данных, которые он может использовать непосредственно (без программирования).

   Соблюдение  указанных принципов необходимо при организации работ на начальных этапах ЖЦ независимо от типа разрабатываемого ПО и используемых при этом методологий. Руководствуясь всеми принципами в комплексе, можно на более ранних стадиях разработки понять, что будет представлять собой создаваемая система, обнаружить промахи и недоработки, что, в свою очередь, облегчит работы на последующих этапах ЖЦ и понизит стоимость разработки.

   В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой, и  отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются следующие:

   ♦ SADT (Structured Analysis and Design Technique) — модели и соответствующие функциональные диаграммы;

   ♦ DFD (Data Flow Diagrams) — диаграммы потоков данных;

   ♦ ERD (Entity-Relationship Diagrams) — диаграммы"сущ-ность—связь";

   ♦ STD (State Trasition Diagrams) — диаграммы переходов состояний.

   На  стадии проектирования ИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения: архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм.

   Перечисленные модели в совокупности дают полное описание АИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом конкретном случае зависит от необходимой полноты описания системы.

   Методология SADT

   Методология SADT разработана Дугласом Россом, на ее основе разработана, в частности, известная методология IDEFO (Icam Definition), которая является основной частью программы Icam (Интеграция компьютерных и промышленных технологий), проводимой по инициативе США. Методология SADT представляет собой совокупность методов, 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 этой методологии 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 входящими в блок и выходящими 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 достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика.

   Правила SADT включают:

   ♦ ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3—б блоков);

   ♦ связность диаграмм (номера блоков);

   ♦ уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен);

   ♦ синтаксические правила для графики (блоков и дуг);

   ♦ разделение входов и управлений (правило  определения роли данных);

   ♦ отделение организации от функции, т. е. исключение влияния организационной  структуры на функциональную модель.

   Методология SADT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем SADT может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются.

   Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы — главные компоненты модели, все функции ИС и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты выхода показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рис. 1.6.1).

   Одной из наиболее важных особенностей методологии  SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель.

   Построение  SADT-модели начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты — одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок представляет всю систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг — они также представляют полный набор внешних интерфейсов системы в целом.

   Затем блок, который представляет систему  в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых представлена как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфункций может быть декомпозирована подобным образом для более детального представления.

   Во  всех случаях каждая подфункция может  содержать только те элементы, которые  входят в исходную функцию. Кроме  того, модель не может опустить какие-либо элементы, т. е., как уже отмечалось, так называемый родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено.

   Модель  SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией, разбивающих сложный объект на составные части, которые представлены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. На каждом шаге декомпозиции более общая диаграмма называется родительской для более детальной диаграммы.

   Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы.

   Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы  обоими концами, у других же один конец остается неприсоеди-ненным. Неприсоединенные дуги соответствуют входам, управлениям и выходам родительского блока. Источник или получатель этих пограничных дуг может быть обнаружен только на родительской диаграмме. Неприсоединенные концы должны соответствовать дугам на исходной диаграмме. Все граничные дуги должны продолжаться на родительской диаграмме, чтобы она была полной и непротиворечивой.

   На  SADT-диаграммах не указаны явно ни последовательность, ни время. Обратные связи, итерации, продолжающиеся процессы и перекрывающиеся (по времени) функции могут быть изображены с помощью дуг. Обратные связи могут выступать в виде комментариев, замечаний, исправлений и т. д.

   Как было отмечено, механизмы (дуги с нижней стороны) показывают средства, с помощью  которых осуществляется выполнение функций. Механизм может быть человеком, компьютером или любым другим устройством, которое помогает выполнять данную функцию.

   Каждый  блок на диаграмме имеет свой номер. Блок любой диаграммы может быть далее описан диаграммой нижнего уровня, которая, в свою очередь, может быть далее детализирована с помощью необходимого числа диаграмм. Таким образом, формируется иерархия диаграмм. Для того чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм

   Моделирование потоков данных (процессов)

   Основным  средством моделирования функциональных требований АИС являются диаграммы  потоков данных (DFD:— Data Flow Diagrams). С их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной потоками данных. Главная цель таких средств — продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

   В соответствии с методологией модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных (ДПД, или DFD), описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее ввода в систему до выдачи пользователю. Диаграммы верхних уровней иерархии (контекстные диаграммы) определяют основные процессы или подсистемы ИС с внешними входами и выходами. Они детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня. Такая декомпозиция продолжается, создавая многоуровневую иерархию диаграмм, до тех пор, пока не будет достигнут такой уровень декомпозиции, на котором процессы становятся элементарными и детализировать их далее невозможно.

   Источники информации (внешние сущности) порождают информационные потоки (потоки данных), переносящие информацию к подсистемам или процессам. Те, в свою очередь, преобразуют информацию и порождают новые потоки, которые переносят информацию к другим процессам или подсистемам, накопителям данных или внешним сущностям — потребителям информации. Таким образом, основными компонентами диаграмм потоков данных являются:

   ♦ внешние сущности;

   ♦ системы/подсистемы;

   ♦ процессы;

   ♦ накопители данных;

   ♦ потоки данных.

   Внешняя сущность представляет собой материальный предмет или физическое лицо, представляющее собой источник или приемник информации, например, заказчики, персонал, поставщики, клиенты, склад. Определение некоторого объекта или системы в качестве внешней сущности указывает на то, что она находится за пределами границ анализируемой АИС.

   Процесс представляет собой преобразование входных потоков данных в выходные в соответствии с определенным алгоритмом. Физически процесс может быть реализован различными способами: это может быть подразделение организации (отдел), выполняющее обработку входных документов и выпуск отчетов, программа, аппаратно реализованное логическое устройство и т. д. В различных нотациях процесс может изображаться на диаграммах по-разному. Номер процесса служит для его идентификации. В поле имени вводится наименование процесса в виде предложения с активным недвусмысленным глаголом в неопределенной форме (вычислить, рассчитать, проверить, определить, создать, получить), за которым следуют существительные в винительном падеже, например:

   ♦ "Ввести сведения о клиентах";

   ♦ "Выдать информацию о текущих  расходах";

   ♦ "Проверить кредитоспособность клиента".

   Использование таких глаголов, как "обработать","модернизировать" или "отредактировать" означает, как правило, недостаточно глубокое понимание данного процесса и требует дальнейшего анализа.

   В последнее время принято использовать еще и поле физической реализации, информация в котором показывает, какое подразделение организации, программа или аппаратное устройство выполняет данный процесс.