СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И CASE-ТЕХНОЛОГИИ. Лекция 1 Тест на последней лабораторной работе. Введение. 1) Методология структурного или функционального анализа. 2) Методология объектно-ориентированная. Структурным анализом принято называть метод исследования системы который начинается с ее общего обзора и затем детализируется приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровня декомпозиции. В основу структурного подхода положен принцип функциональной декомпозиции при этом структура системы описывается в терминах иерархии ее функций и передачей инфии между отдельными функциональными элементами. Объектно-ориентированный подход основан на объектной декомпозиции предметной области представляемой в виде совокупности объектов взаимодействующих между собой по средством передачи сообщений. При этом структура системы описывается в терминах объектов и связи между ними, а поведении системы описывается в терминах обмена сообщений между объектами. «Основные определения и понятия» Модель- полное описание системы с определенной точки зрения. Модели представляют собой средства для визуализации, проектирования и документирования архитектуры систем. Метод проектирования- организационная совокупность процессов создания ряда моделей которые описывают различные аспекты разрабатываемых систем с использованием четко определенных нотаций. Нотация- это отражение структуры системы, элементов данных, этапов обработки с помощью спец. графических символов, диаграмм, а так же описание проекта системы на естественных языках. Метод проектирования включает в себя: 1) Концепции тех. основы. 2) Нотаций используемых для построения модели статистической структуры и динамики поведения проецированных систем. 3) Процедуры определяющее практическое применение метода. Процедура- последовательность и правило построения модели а так же критерии для оценки результатов. «CASE-технология» - представляет совокупность методов проектирования систем а так же набор инструментальных средств позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех стадиях разработки и сопровождение инф-ых систем, разрабатывать предложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Преимущества применения CASE-технологий: 1) Улучшение начального разработанного программного приложения за счет средств автоматического контроля и генерации. 2) Возможность повторного использования компонентных разработок. 3) Поддержание адаптивности и сопровождение инф-ых систем. 4) Сокращение времени создания системы. 5) Освобождение разработчика от рутиной работы по документированию проекта. 6) Возможность коллективной разработки инф-ых систем. CASE-технологии реализуются через CASE-средства. Инструментальное средство CASE представляет собой спец. программы поддерживающие одну или несколько методологий анализа и проектирования. След. составляющие CASE: 1) Репозиторий. 2) Граф. редактор диаграммы. 3) Верификатор диаграммы. 4) Документатор проекта. 5) Администратор проекта. 6) Сервис. Репозиторий – представляет собой специализированную базу данных предназначенную для отражения состояния проектированной инф-ой системы в каждый момент времени. Репозиторий содержит информацию об объектах и взаимосвязях между ними. Граф. редактор - предназначен для отображения проектируемой системы в граф. виде в заданной нотации. Верификатор диаграммы - служит для контроля правильности построения диаграммы в заданной методологии проектирования. Документатор проекта – позволяет получать инф-ию о его состоянии в виде различных отчетов. Администратор проекта – выполняет след. функции: 1) Инициализация. 2) Задание начальных параметров проекта. 3) Назначение и изменение прав доступа к элементам проекта. 4) Мониторинг выполнения проекта. Сервис - набор процедур по обслуживанию репозитория. Лекция 2 «Классификация CASE-средств» 1) По поддерживанию графической нотации. - с фиксированной нотацией. - с отдельными нотациями. - с наиболее распространенными нотациями. 2) По поддерживанию методологии проектирования. - функционально-ориентированные CASE-средства. - объектно-ориентированные CASE-средства. - CASE-средства комплексные содержат функционально-оринтированные и объектноориентированные CASE-средства. 3) По типу и архитектуре использования техники. - на ПК. - на использование в локальных вычислительных сетях (серверы). - смешанного типа (на ПК и на серверах). 4) По режиму коллективной разработке. - средства не поддерживающие коллективной разработки. - и те которые ориентированы на коллективную разработку(режим реального времени и режим объединяющий). «Мнемосхема» (М.) Это есть граф. модель отображающая динамически изменяющуюся функциональнотехническую схему управляемого объекта или процесса. По сути она представляет исходное изображение с помощью символов(графика,картинки) В М. символы используются с обще принятыми обозначениями электических, технических, транспортных и других схемах. М. применяют тогда когда управляемый объект имеет сложную структуру, а сам бизнес процесс контролируется по большому числу параметров, когда быстро меняющиеся состояния требуют оперативного управления. На М. наглядно показывают бумажные и электронные информационные потоки, потоки сырья, материалов и готовой продукции, движение транспорта, функциональные связи и ритмичность работы отдельных частей и элементов моделируемого процесса. При построении граф. М. в бизнес процессе необходимо придерживаться след. правил: 1. Четко определяется граница системы и внешней среды. 2. Элементы системы располагаются иерархически и изображаются в виде граф. объектов или рисунков. 3. Связи между элементами системы и между системой и внешней средой изображаются стрелками. 4. Необходимо избегать излишних пересечений стрелок. 5. М. должна быть простой и понятной. бумажный поток если много документов материальный поток электронный инф-ый поток Пример Мнемосхемы: «Структурный подход» (С.П.) Сущность структурного подхода. С.П. – заключается в декомпозиции системы на функции т.е. система разбивается сначала на подсистемы которые в свою очередь делятся на подфункции, на задачи и так далее до конкретных процедур. При этом сохраняется целостность представленной системы в которой все компоненты взаимосвязаны. 1. Принцип «разделяй и властвуй» - т.е. разбиваем систему на подсистему. 2. Принцип «Иерархического упорядочивания» - т.е. организация основных частей системы в иерархическую пирамидовидную структуру с добавлением новых деталей на каждом уровне. 3. Принцип Абстрагирования - т.е. выделение существенных аспектов. 4. Прицип Непротиворечивости – т.е. все элементы системы между собой должны быть согласованы. 5. Принцип структурирования данных. Для моделирования систем применяются след. виды: 1.Функциональные. 2.Информационные. 3.Динамические. Нотация IDEF0 – функциональная модель. В основе IDEF0 лежит 4 основных понятия: 1. Функциональный блок (Ф.Б.) – изображается в виде прямоугольника и олицетворяет конкретную функцию или работу в рамках рассматриваемой системы. Название Ф.Б. формируется либо в виде глаголов в неопределенной форме либо существительного в глагольном наклонении имеющий смысл действия. Пример: изучать, изучение. Каждая сторона функционального блока имеет свое значение: Кроме того каждый Ф.Б. имеет уникальный идентификационный номер, который начинается с «А»(префикс). 2. Интерфейсная дуга – представляет собой элементы системы, которые обрабатываются в Ф.Б. или влияют на Ф.Б. Графически изображается однонаправленной стрелкой: (как сказала Тамара Камильевна – «Кто скажет что это стрелка сразу незачет!» ) Каждая интерфейсная дуга должна иметь свое уникальное название отвечающее на вопросы «Кто? Что?», и в зависимости от того к какой стороне Ф.Б. она подходит и выходит она имеет название: «входящая» и «исходящая». Обязательно должно иметься 3 дуги в Ф.Б., это дуги «С»(управление), «М»(механизм), «О»(выход). Интерфейсная дуга вход I – может отсутствовать только в 1-ом случае если интерфейсная дуга «С»(управление) содержит всю необходимую информацию для того чтобы выполнилась работа. 3. Декомпозиция – это есть процесс создания модели детализирующий определенный Ф.Б. и связанные с ним дуги. Декомпозиция применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции, при этом уровень детализации процесса определяется всегда разработчиком. Считается нормальным если модель содержит не более 5-6 уровней детализации если более она становится нечитаемой. Модель IDEF0 всегда начинается с представления системы как единого целого т.е. на ней изображается только один Ф.Б. с интерфейсными дугами простирающими за пределами рассматриваемой области. Такая диаграмма называется «контекстной» и обозначается идентификатором «А-0». Кроме того на контекстной диаграмме должна быть указана цель построения модели в виде краткого описания и зарегистрированная точка зрения. Лекция 3. Модель состоит из набора диаграмм: Диаграмма 1-го уровня контексная, она декомпозируется на диаграмму след. уровня, которая содержит функциональные блоки отображающие главные подфункции, функционального блока контексных диаграмм. Эта диаграмма называется дочерней по отношению к контексной диаграмме, и наоборот контексная диаграмма является родительской по отношению к диаграмме декомпозиции. …… Диаграммы 2-го уровня. Дерево узлов: А-0 -название модели А0 -название системы А1 – название подсистемы А1.1 название А1.2 название А1.3 название А2 - название подсистемы А2.1 название А2.2 название А2.3 название А3 – название подсистемы А3.1 название А3.1 название А3.3 название На диаграмме рекомендуется минимально отображать 3 Ф.Б., максимально 9, желательно не более 6. Всего 4 стратегии декомпозиции: 1) Функциональная стратегия – она основывается на функциональных взаимоотношений действия системы. 2) С уже известными стабильными подсистемами – она применяется в разделении на составные части, какая была система такая и осталась. 3) Основанная на жизненном цикле системы. 4) По физическому процессу – хорошо применяется для существующих систем. Глоссарий – для каждого из элементов IDEF0 модели создается и поддерживается набор ключевых слов повествований, изложений которые характеризуют этот объект отраженный данным элементом, этот набор называется глоссарий – по сути это является словарь модели. Кроме глоссария в IDEF0 модели может содержаться FEO-диаграммы. FEO-диаграммы(страницы) это диаграммы поясняющие особенности или особо интересные и тонкие места диаграммы, в отличие от других диаграмм они не ограничены синтаксом языка IDEF0. В FEO может содержаться графики, схемы, рисунки, прикладные элементы. «Основные соглашения по рисованию диаграмм IDEF0 формы.» 1) Ф.Б. располагаются в соответствии с их доминированием строго по диагонали, наиболее доминантный блок располагается в верхнем левом углу, наименее доминантный в нижнем правом углу. 2) Интерфейсная дуга на выходе одного Ф.Б. может быть входящей, может быть управлением и может быть механизмом. 3) Ф.Б. могут быть как последовательными так и параллельными. 4) Обратные связи. 5) Интерфейсные дуги могут быть разветвляющимися и соединяющимися. 6) IDEF0 модель допускает использование механизма тунелирования. а) б) Лекция 4. «Стандартный план диаграммы или мастерская диаграмма» План диаграммы имеет стандартный размер, и имеет 3 поля: 1) рабочее поле 2) поле сообщений 3) поле идентификации «Используется в» - обозначает название проекта в котором используется данная модель. «Автор» - для указания Ф.И.О. дано модели. «Проект» - полное название проекта. «Дата» - дата создания данной диаграммы. «Пересмотр» - дата внесения последних изменений в диаграмму. «Замечание 123456789» - сколько замечаний в данной диаграмме есть у читателя. «Статус диаграммы» - Рабочая версия, Эскиз, Рекомендовано, Публикация. «Рабочая версия(статус)» - обозначает что данная диаграмма находиться на стадии разработки и диаграмма имеет большое количество замечаний разных читателей. «Эскиз(статус)» - этот статус свидетельствует о достижении некоторого согласия между читателями. «Рекомендовано(статус)» - выставляется когда между читателями достигается согласие; сделаны сопутствующие тексты и утверждения(глоссарий). «Публикация(статус)» - данный материал готов к публикации. «Читатель, Дата» - Ф.И.О. читателя и дата просмотра этой диаграммы. «Контекст» - когда создают диаграмму записывается вверх значение «ТОР», на всех остальных диаграммах (диаграммах нижнего уровня), там будет схематично отображаться родительская диаграмма с заштрихованным блоком, декомпозиция которого представлена на данной диаграмме. «Поле сообщений» - представляется сама диаграмма или модель. «Поле идентификации»: -«Узел» - содержит идентификационный номер диаграммы. -«Название» - для контекстной здесь название идет своего функционального блока, на всех остальных диаграммах представляется название Ф.Б. декомпозиция которого представлена в поле сообщений. -«Номер» - предназначено для отображения номера страницы. «Пример IDEF0 модели» Рассмотри «Строительство дома». Цель модели: определить действия необходимые для строительства дома. Далее идет декомпозиция «построить дом». (Диаграмму составлять не буду т.к. она слишком большая, хотя она понадобиться). «DFD-модели (Диаграмма потока данных)» Диаграмма потока данных является средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе. С их помощью эти требования представляются в виде: иерархий, функциональных компонентов связанных с потоком данных. Главная цель такого представления продемонстрировать как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а так же выявить отношения между этими процессами. Модель системы определяется как иерархия диаграмм описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее входа в систему до выдачи пользователю. DFD – только для моделирования информационных систем. Основные компоненты: 1) Внешние сущности 2) Система, подсистема 3) Процесс, подпроцессы 4) Накопитель данных 5) Потоки данных 1)«Внешняя сущность» - представляет собой материальный объект или физ. лицо, представляющий источник или приёмник информации. Определение некоторой системы или объекта в качестве внешней сущности указывает на то, что она находиться за пределами границ анализируемой системы. Пример внешней сущности может быть физ. лицо, склад. Графически изображается внешняя сущность: 2)«Системы, Подсистемы» - При построении модели сложной системы она может быть представлена в самом общем виде, на контекстной диаграмме как одна система, либо в виде ряда подсистем. Графически изображается система, подсистема: «Система, Подсистема» - представляется в виде предложения с подлежащим и собственными определениями и дополнениями (это всегда существительное). 3)«Процесс, Подпроцесс» - Процессы представляют собой преобразование входных потоков данных в выходной, в соответствии с определенными алгоритмами. Физический процесс может быть реализован различными способами, это может быть разделение организации выполняющие обработку входных документов, это может быть аппаратно реализующие устройства. Графически «процесс, подпроцесс» изображается аналогично «система, подсистема». Имя «процесса, подпроцесса» представляется в виде предложения с активным не двусмысленным глаголом в неопределенной форме за которым следует существительное в винительном падеже. Лекция 5. 4)«Накопитель данных» - это есть абстрактное устройство для хранения информации, которая может в любой момент быть помещена в накопитель и извлечена из него. Способы извлечения информации из накопителя могут быть различными. Физ. накопитель данных может быть реализован в виде картотеки файлов на магнитных носителях в виде таблицы в оперативной памяти. Где «_» - номер накопителя. Накопитель данных в общем случае является прообразом базы данных , а описание хранящейся в ней информации должно быть увязано с информационной моделью. 5)«Поток данных» - определяет информацию передаваемую через некоторое соединение от источника к приемнику. Реальный поток данных может быть информацией, передаваемой по кабелю между 2-мя устройствами, так же оформленная на бумаге(почта и т.п.), а так же может быть дискетами, дисками и т.п. ,с помощью которых передается от источника информации к приемнику. - Поток данных однонапрвленный. - если имеется команда «ответ» то двунапрвленный. Построение иерархии диаграммы потока данных: Главная цель построения такой иерархии чтобы сделать требования к системе ясными и понятными на каждом уровне этой композиции. Первым шагом при построение диаграммы потока данных является разработка контекстной диаграммы: 1)При простом процессе. Строится 1-ая диаграмма со звездообразной топологией, в центре которой находится процесс, соединяющийся с приемниками и источниками информации по средством которых система взаимодействует с пользователя и др. внешними средствами. Пример: 2)При построение сложных систем, строится иерархия контекстных диаграмм при этом диаграмма верхнего уровня, которая содержит систему или набор подсистем соединенных потоками данных, диаграмму след. уровня детализируют контекстную диаграмму и структуру системы. Декомпозиция должна быть сделана до простых процессов или подпроцессов. Иерархия таких диаграмм определяет взаимодействие основных функциональных подсистем как между собой так и с внешними входными и выходными потоками данных и объектами. Для каждой подсистемы присутствующей на диаграмме выполняется её детализация до уровня подпроцесса. «Информационное моделирование» Информационное моделирование представляет собой анализ логической структуры информации об объектах системы. Логическая структура является необходимым дополнением к функциональной модели, детализируя объекты которыми манипулирует функция системы. IDEF1X –самое большое распространение этой модели.
