Структурный подход к проектированию информационных систем

 

 

     ▼ - анализ 

     ∆ - проектирование

     Типовое проектирование – этап анализа сводится к сбору информации и  утверждении ее полноты и адекватности у заказчика для настройки системы, для этого замечательно подходят средства объектно-ориентированного подхода. Проектирование - непосредственно проработка настроек системы, т.е. реализация бизнес-процессов Заказчика в рамках внедряемой системы. Использование структурных нотаций или моделей АРИС нецелесообразно и избыточно. Примером такого проекта может служить внедрение системы «Галактика» или «1С».

     Оригинальное  проектирование – этап анализа  имеет классический вид, необходимо качественное и полное построение бизнес-процессов организации с проведением их реинжиниринга. Для правильного и точного выявления и формализации требований хорошо подходят  нотации структурного подхода и ARIS. Выбор будет обуславливаться:

     1.  Потребностями и целями проекта (либо это комплексное обследование и моделирование с масштабными преобразованиями, либо качественный сбор информации и небольшие изменения), аспектами анализа и требованиями к информации;

     2.  Предпочтениями аналитиков и наличием инструментальных средств.

     Главной целью формирования моделей ИС является обеспечение перехода от моделей описания организации к системе моделей, описывающих конкретные компоненты проекта, такие как приложения, базы данных, при котором обеспечивается отображение задач организации в функции и компоненты ИС (этап проектирования ИС). Этап проектирования в обоих случаях основан на использовании языка UML и наиболее удачной методики Лармана.

     Смешанное проектирование –  новые модули разрабатываются по схеме оригинального проектирования,  в остальном  - типового проектирования.

     Проведенный анализ сильных и слабых сторон структурного, объектно-ориентированного подходов и  методологии ARIS является основой технологии проектирования ИС с использованием CASE – технологий.

     Предложенная  схема использования подходов к  проектированию ИС обеспечивает снижение сложности процесса создания ИС, существенно повышает эффективность проекта и помогает избежать ненужных, избыточных действий благодаря оптимальному выбору инструментов в зависимости от типа проекта. [12][14] 
 
 
 
 
 

     Глава 2. Сетевые и SADT-модели

     2.1. Метод SADT. Общие сведения и состав функциональной модели

       Метод SADT разработан Дугласом Россом в 1969 г. для моделирования искусственных систем средней сложности. Данный метод успешно использовался в военных, промышленных и коммерческих организациях США для решения широкого круга задач, таких, как долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, разработка ПО для оборонных систем, управление финансами и материально-техническим снабжением и др. Метод SADT поддерживается Министерством обороны США, которое было инициатором разработки семейства стандартов IDEF. Метод SADT реализован в одном из стандартов этого семейства — IDEFO, который был утвержден в качестве федерального стандарта США в 1993 г. [3]

       Метод SADT представляет собой совокупность 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 этого метода основываются на следующих концепциях: [18]

     • 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.

     Метод SADT может использоваться для моделирования  самых разнообразных процессов  и систем. В существующих системах метод SADT может быть использован  для анализа функций, выполняемых  системой, и указания механизмов, посредством  которых они осуществляются.[13]

     Состав  функциональной модели.

     Результатом применения метода SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих  ссылки друг на друга. Диаграммы —  главные компоненты модели, все функции  организации и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги соответственно. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как входная информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты (выход) показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рис. 4). Одной из наиболее важных особенностей метода SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель. На рис. 2, где приведены четыре диаграммы и их взаимосвязи, показана структура SADT-модели. Каждый компонент модели может быть декомпозирован на другой диаграмме. Каждая диаграмма иллюстрирует «внутреннее строение» блока на родительской диаграмме. [8]

     

     Рис. 2. Функциональный блок и интерфейсные дуги 
 
 
 
 
 

     2. 2. Иерархия диаграмм

       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. [16]

     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. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из более общей диаграммы. 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 (рисунок 2).

     

     Рис.2. Структура SADT-модели. Декомпозиция диаграмм

     На  рисунке 3 представлены различные варианты выполнения функций и соединения дуг с блоками.

       
 
 
 

     Рис. 3а) параллельное выполнение функций 
 

     

     

     Рис. 3 б) Варианты соединения дуг с блоками

     Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы  обоими концами, у других же один конец остается неприсоединенным. 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. (рисунок 4 а).

     

     Рис. 4 ). Пример обратной связи

     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 (рисунок 4 б).

     

     Рис. 4 б). Пример механизма

     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. Например, А21 является диаграммой, которая детализирует блок 1 на диаграмме А2. Аналогично, А2 детализирует блок 2 на диаграмме А0, которая является самой верхней диаграммой модели. На рисунке 5 показано типичное дерево диаграмм.

     

     Рис. 5. Иерархия диаграмм 

     2.3. Типы связей между функциями 

     Одним из важных моментов при проектировании ИС с помощью методологии SADT является точная согласованность типов связей между функциями. Различают по крайней мере семь типов связывания:

     • случайная;

     • логическая;

     • временная;

     • процедурная;

     • коммуникационная;

     • последовательная;

     • функциональная. 

     Ниже  каждый тип связи кратко определен  и проиллюстрирован с помощью  типичного примера из SADT. [10]

     Тип случайной связности: наименее желательный.

     Случайная связность возникает, когда конкретная связь между функциями мала или  полностью отсутствует. Это относится  к ситуации, когда имена данных на SADT-дугах в одной диаграмме  имеют малую связь друг с другом. Крайний вариант этого случая показан на рисунке 6 а.

     

     Рис. 6 а) Случайная связность 

     Тип логической связности. Логическое связывание происходит тогда, когда данные и функции собираются вместе вследствие того, что они попадают в общий класс или набор элементов, но необходимых функциональных отношений между ними не обнаруживается.

     Тип временной связности. Связанные по времени элементы возникают вследствие того, что они представляют функции, связанные во времени, когда данные используются одновременно или функции включаются параллельно, а не последовательно.

      Тип процедурной связности. Процедурно-связанные элементы появляются сгруппированными вместе вследствие того, что они выполняются в течение одной и той же части цикла или процесса. Пример процедурно-связанной диаграммы приведен на рисунке 6 б .  
 
 
 
 
 

Рис. 6 б) Процедурная связность 

     Тип коммуникационной связности. Диаграммы демонстрируют коммуникационные связи, когда блоки группируются вследствие того, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же выходные данные (рисунок 6 в).

     

     Рис.6 в) Коммуникационная связность

     Тип последовательной связности. На диаграммах, имеющих последовательные связи, выход одной функции служит входными данными для следующей функции. Связь между элементами на диаграмме является более тесной, чем на рассмотренных выше уровнях связок, поскольку моделируются причинно-следственные зависимости (рисунок 13).

     Тип функциональной связности. Диаграмма отражает полную функциональную связность, при наличии полной зависимости одной функции от другой. Диаграмма, которая является чисто функциональной, не содержит чужеродных элементов, относящихся к последовательному или более слабому типу связности. Одним из способов определения функционально-связанных диаграмм является рассмотрение двух блоков, связанных через управляющие дуги, как показано на рисунке 6 г). 

     

Рис. 6 г) Последовательная связность 

     В математических терминах необходимое  условие для простейшего типа функциональной связности, показанной на рисунке 6 д), имеет следующий вид (формула 1):