Лекция 5x - Ставропольский государственный аграрный

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Экономический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
________________________
«___»_____________201_ г.
ЛЕКЦИЯ №5
по дисциплине «Инструментальные средства информационных систем»
Диаграммы потоков данных
для студентов
направления
080500.62
«Бизнес-информатика»
шифр
Наименование направления
(специальности)
Рассмотрено УМК
" " ___________ 201_ года
протокол N ______________
Ставрополь – 201_ г.
Учебные и воспитательные цели:
1. Сформировать информационно-наглядное представление
Инструментальные средства проектирования информационной системы
о
2. Показать место дисциплины в подготовке по направлению «Бизнесинформатика».
Учебные вопросы:
1. Назначение стандарта IDEF3
2. Компоненты диаграммы IDEF3
Время: 2 часа
1. Назначение стандарта IDEF3
IDEF3 является стандартом документирования технологических
процессов, происходящих на предприятии, и предоставляет инструментарий
для наглядного исследования и моделирования их сценариев.
При помощи графической нотации IDEF3 описывается логика
выполнения работ, очередность их запуска и завершения. Т.о. IDEF3
предоставляет инструмент для моделирования сценариев действий
сотрудников организации, отделов, цехов и т.п., например порядок обработки
заказа или события, на которые необходимо реагировать за конечное время,
выполнение
действий
по
производству
товара
им
т.д.
IDEF3 рассматривает поведенческие аспекты существующих или
проектируемых систем. Знания о процессах структурированы в виде
контекстных сценариев, что делает IDEF3 удобным инструментом сбора
данных для описания системы. IDEF3 аккумулирует в себе временные
зависимости и связи между процессами, происходящими на предприятии. В
результате создается структурированная база знаний для построения
аналитических и проектировочных моделей. В отличие от других языков
моделирования (таких, как SIMAN, SLAM, GPSS, WITNESS), которые строят
прогностические математические модели, IDEF3 позволяет создавать
структурные описания. Эти описания содержат информацию о том, что на
самом деле происходит или будет происходить в системе, а также отражают
точки зрения различных пользователей.
Описание процесса по нотации IDEF3 представляет собой
структурированную базу знаний, которая состоит из набора диаграмм
описания процесса, объектных диаграмм изменения состояний объектов и
уточняющих форм. Цель такого описания может состоять как в
документальном оформлении и распространении знаний о процессе, так и в
идентификации противоречивости или несовместимости выполнения
отдельных операций.
Для эффективного управления любым процессом, необходимо иметь
детальное представление о его сценарии и структуре сопутствующего
документооборота. Средства документирования и моделирования IDEF3
позволяют выполнять следующие задачи:

документировать имеющиеся данные о технологии
выполнения процесса, выявленные, в процессе опроса специалистов
предметной области, ответственных за организацию рассматриваемого
процесса или участвующих в нем;

анализировать существующие процессы и разрабатывать
новые;

определять и анализировать точки влияния потоков
сопутствующего документооборота на сценарий технологических
процессов;

определять ситуации, в которых требуется принятие
решения, влияющего на ЖЦ процесса, например изменение
конструктивных, технологических или эксплуатационных свойств
конечного продукта;

содействовать принятию оптимальных решений при
реорганизации процессов;

разрабатывать имитационные модели технологических
процессов, по принципу "как будет, если...".
Моделирование в стандарте IDEF3 производится с использованием
графического представления процесса, материальных и информационных
потоков в этом процессе, взаимоотношений между операциями и объектами
в процессе. Нотация визуального моделирования IDEF3 позволяет создать
графическое описание логики взаимодействия информационных потоков,
взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов,
являющихся частью этих процессов, очередность их запуска и завершения.
IDEF3 предоставляет инструмент моделирования сценариев действий
сотрудников организации, отделов, и т.п. Например, на машиностроительном
предприятии с помощью нотации IDEF3 можно описать порядок обработки
заказа или события, на которые необходимо реагировать за конечное время,
выполнение действий по производству товара и т.д.
IDEF3-ДИАГРАММА (диаграмма потока, process flow diagram,
IDEF3-diagram, workflow) - основная единица описания в IDEF3, являющаяся
графическим представлением назначения системы или процесса и
применяются для анализа завершенности процесса обработки информации
(проверка модели ИС на целостность). Обычно IDEF3-диаграммы являются
дополнением к IDEFO-диаграммам, т.к. содержат все необходимые сведения
для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы
для имитационного анализа. С помощью диаграмм IDEF3 можно
анализировать сценарии из реальной жизни, например, как закрывать
магазин в экстренных случаях или какие действия должны выполнить
менеджер и продавец при закрытии. Каждый такой сценарий содержит в себе
описание процесса и может быть использован, что бы наглядно показать или
лучше задокументировать бизнес-функции организации.
СЦЕНАРИЙ (Scenario) - описание последовательности изменений
свойств объекта, в рамках рассматриваемого процесса (например, описание
последовательности этапов обработки детали в цеху и изменение её свойств
после прохождения каждого этапа). Метод IDEF3 использует сценарии для
упрощения структуры описаний сложного многоэтапного процесса.
Сценарии определяют граничные условия описания и представляют собой
повторяющуюся последовательность ситуаций или действий, которые
описывают типичный класс проблем, присутствующих в организации или
системе, описание последовательности изменений свойств объекта, в рамках
рассматриваемого процесса (например, описание последовательности
обработки менеджером заявки). Использование сценариев упрощает
структуру описаний сложного многоэтапного процесса.
На основе IDEF3-диаграмм создаются сценарии действий
сотрудников предприятия/организации, например последовательность этапов
конструкторско-технологической
подготовки
производства
машиностроительного изделия или иного события, которые необходимо
обработать за конечное время. Каждый сценарий сопровождается описанием
процесса и может быть использован для документирования каждой функции.
Исполнение
каждого
сценария
сопровождается
соответствующим
документооборотом, который состоит из двух основных потоков:
документов, определяющих структуру и последовательность процесса
(технологических указаний, описаний стандартов и т.д.), и документов,
отображающих ход его выполнения (результатов тестов и экспертиз, отчетов
о браке, и т.д.).
Для эффективного управления любым процессом, необходимо иметь
детальное представление об его сценарии и структуре сопутствующего
документооборота.
2. Компоненты диаграммы IDEF3
Диаграммы. Диаграмма является основной единицей описания в
IDEF3. Важно правильно построить диаграммы, поскольку они
предназначены для чтения другими людьми (а не только автором).
Единицы работы - Unit of Work (UOW). UOW, также называемые
работами (activity), являются центральными компонентами модели. В
IDEF3 работы изображаются прямоугольниками с прямыми углами и имеют
имя, выраженное отглагольным существительным, обозначающим процесс
действия, одиночным или в составе фразы, и номер (идентификатор); другое
имя существительное в составе той же фразы обычно отображает основной
выход (результат) работы (например, "Изготовление изделия"). Часто имя
существительное в имени работы меняется в процессе моделирования,
поскольку модель может уточняться и редактироваться. Идентификатор
работы присваивается при создании и не меняется никогда. Даже если работа
будет удалена, ее идентификатор не будет вновь использоваться для других
работ. Обычно номер работы состоит из номера родительской работы и
порядкового номера на текущей диаграмме.
Работа в IDEF3 требует более подробного описания, чем работа в
IDEF0. Каждая UOW должна иметь ассоциированный документ, который
включает текстовое описание компонентов работы: объектов (Objects) и
фактов (Facts), связанных с работой, ограничений (Constraints),
накладываемых на работу, и дополнительное описание работы (Description).
Эта информация заносится во вкладку UOW диалога Activity Properties (рис.
1).
Рис. 1. Вкладка UOW диалога Activity Properties
Связи. Связи показывают взаимоотношения работ. Все связи в IDEF3
однонаправленны и могут быть направлены куда угодно, но обычно
диаграммы IDEF3 стараются построить так, чтобы связи были направлены
слева направо. В IDEF3 различают три типа стрелок, изображающих связи,
стиль которых устанавливается во вкладке Style (рис. 2) диалога Arrow
Properties (пункт контекстного меню Style).
Рис. 2. Вкладка Style диалога Arrow Properties
Старшая (Precedence) стрелка - сплошная линия, связывающая
единицы работ (UOW). Рисуется слева направо или сверху вниз.
Показывает, что работа-источник должна закончиться прежде, чем работацель начнется.
Стрелка отношения (Relational Link) - пунктирная линия, использующаяся для изображения связей между единицами работ (UOW), а также
между единицами работ и объектами ссылок.
Потоки объектов (Object Flow) - стрелка с двумя наконечниками,
применяется для описания того факта, что объект используется в двух или
более единицах работы, например когда объект порождается в одной
работе и используется в другой.
Старшая связь и поток объектов. Старшая связь показывает, что
работа-источник заканчивается ранее, чем начинается работа-цель. Часто
результатом работы-источника становится объект, необходимый для
запуска работы-цели. В этом случае стрелку, обозначающую объект,
изображают с двойным наконечником. Имя стрелки должно ясно идентифицировать отображаемый объект. Поток объектов имеет ту же семантику, что
и старшая стрелка.
Перекрестки (Junction). Окончание одной работы может служить
сигналом к началу нескольких работ, или же одна работа для своего запуска
может ожидать окончания нескольких работ. Перекрестки используются
для отображения логики взаимодействия стрелок при слиянии и разветвлении или для отображения множества событий, которые могут или должны
быть завершены перед началом следующей работы. Различают перекрестки
слияния (Fan-in Junction) и разветвления (Fan-out Junction) стрелок.
Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и для
разветвления. Смысл каждого типа приведен в табл. 1.
Таблица 1. Типы перекрестков
Все перекрестки на диаграмме нумеруются, каждый номер имеет
префикс J. В отличие от IDEF0 и DFD в IDEF3 стрелки могут сливаться и разветвляться только через перекрестки. Рис. 3-7 иллюстрируют смысл
перекрестков каждого типа.
Рис.3 Перекрестки для слияния и разветвления типа синхронного
"И". Здесь после завершения работы 1 одновременно запускаются
работы 2 и 4. Для запуска работы 5 требуется одновременное
завершение работ 3 и 4
Рис. 4. Перекрестки для слияния и разветвления типа асинхронного
"И". Здесь после завершения работы 1 запускаются работы 2 и 4
(не обязательно одновременно). Для запуска работы 5 требуется
завершение работ 3 и 4 (не обязательно одновременное)
Рис. 5. Перекрестки для слияния и разветвления типа асинхронного
"ИЛИ". Здесь после завершения работы 1 запускается либо работа 2,
либо работа 3, либо работа 4, либо их сочетание (не обязательно
одновременно). Для запуска работы 5 требуется завершение любой
из работ 2, 3 и 4 или их сочетания (не обязательно одновременное)
Рис. 6. Перекрестки для слияния и разветвления типа синхронного
"ИЛИ". Здесь после завершения работы 1 запускается либо работа 2,
либо работа 3, либо работа 4, либо их сочетание. Если запускается
более одной работы, требуется их одновременный запуск. Для запуска
работы 5 требуется завершение любой из работ 2, 3 и 4 или их
сочетания. Если завершается более чем одна работа, требуется их
одновременное завершение
Рис. 7. Перекрестки для слияния и разветвления типа исключающего
"ИЛИ". Здесь после завершения работы 1 запускается только одна
работа - либо работа 3, либо работа 4. Для запуска работы 5
требуется завершение только одной из работ, 3 или 4.
Пример 1.
Рисунок 8. Диаграмма IDEF3 сценария обработки детали.
На рис.8 изображена диаграмма, являющаяся графическим
отображение сценария обработки детали.
Сценарий, отображаемый на диаграмме, можно описать в следующем
виде:
Деталь поступает в окрасочный цех, подготовленной к окраске. В
процессе окраски наносится один слой эмали при высокой температуре.
После этого, производится сушка детали, после которой начинается этап
проверки качества нанесенного слоя. Если тест подтверждает
недостаточное качество нанесенного слоя (недостаточную толщину,
неоднородность и т.д.), то деталь заново пропускается через цех окраски.
Если деталь успешно проходит контроль качества, то она отправляется в
следующий цех для дальнейшей обработки.
Пример 2.
На Диаграмме декомпозиции в нотации IDEF3. Проверка счетов (на
рис. 9) иллюстрируется ”Проверка счетов”. Эту деятельность мы почти
полностью автоматизируем в нашем клиентском приложении.
Как только счет запрошен, запускаются все последующие за
перекрестком (AND) процессы:

“Формирование счета за тел. переговоры”;

“Формирование счета за услуги”;

запускается “Анализ сроков пребывания” постояльца в
гостинице, по окончании которого запускается процесс “Формирования счета
за проживание”, учитывающий в своей работе “Результаты анализа”.
“Учет” – это стрелка отношения (Relational Link). Мы использовали ее
для изображения связи между процессом “Формирования счета за
проживание” и объектом ссылки “Внесенная предоплата”, учет которого
важен для результатов процесса.
Стрелки с двумя наконечниками: “Счет за проживание”, “Счет за тел.
переговоры” и “Счет за услуги” – обозначают потоки объектов (Object Flow).
В данном случае, мы их применяем для описания того факта, что эти
объекты порождается в одной работе(“Формирование счета…”) и
используется в процессе “Формирования итогового счета”.