Компьютерные технологии в науке и образовании Процессный подход 2016 год
Понятие процесса Процесс (от лат. processus — продвижение): 1) последовательная смена состояний стадий развития. 2) совокупность последовательных действий для достижения какого-либо результата. Процесс - деятельность, использующая ресурсы и управляемая с целью преобразования входов в выходы (международные стандарты качества семейства ISO 9000).
Понятие бизнес-процесса Бизнес-процесс — это цепь логически связанных, повторяющихся действий, в результате которых используются ресурсы предприятия для переработки объекта (физически или виртуально) с целью достижения определенных измеримых результатов или продукции для удовлетворения внутренних или внешних потребителей.
Понятие модели и моделирования МОДЕЛЬ – это идеализированное представление достаточно близко отражающее описываемую систему.
Моделирование бизнес-процессов Моделирование – некоторое толкование рассматриваемой системы с целью получения ее точного описания на основе применения определенных правил пунктуации. Цель моделирования - идентифицировать и документировать все аспекты работы системы (бизнеспроцессы). Языки описания и модели вербальная модель графическая модель математическая модель
Основные сведения о SADTметодологии Методология SADT Structured Analysis and Design Technique методология структурного анализа и проектирования
Семейство стандартов IDEF Термин IDEF (Integrated Definition) - это сокращение от англоязычного словосочетания ICAM Definition Methods. IDEF — методологии семейства ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing) для решения задач моделирования сложных систем, позволяет отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных разрезах (Integrated DEFinition- IDEF).
Частные методологии для моделирования систем IDEF 0 - методология функционального моделирования. IDEF 1 – методология моделирования информационных потоков внутри системы, позволяющая отображать и анализировать их структуру и взаимосвязи; IDEF 1 X (IDEF 1 Extended) – методология построения реляционных структур. IDEF 2 – методология динамического моделирования развития систем. IDEF 3 – методология документирования процессов, происходящих в системе, которая используется, например, при исследовании технологических процессов на предприятиях. IDEF 4 – методология построения объектно-ориентированных систем. IDEF 5 – методология онтологического исследования сложных систем.
Функциональное моделирование - это процесс моделирования функций выполняемых рассматриваемой информационной системой/объектом, путем создания описательного структурированного графического изображения. Функциональная модель сети процессов обработки информации должна создаваться в соответствии со следующим примерным перечнем требований: строится с точки зрения руководства предприятия; содержать процессы, определенные как обязательные в рамках требований соответствую-щей нормативнотехнической документации; охватывать все стадии жизненного цикла продукции, относящиеся к сфере деятельности предприятия.
IDEF 0 - методология функционального моделирования IDEF 0 — Function Modeling. Стандарт IDEF 0 был разработан в 1981 году в рамках обширной программы автоматизации промышленных предприятий ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing), предложенной департаментом Военно. Воздушных Сил США. IDEF 0 -стандарт описывает язык моделирования, правила и методику структурированного графического представления системы или организации.
Ключевые понятия IDEF 0 -методологии IDEF 0 -модель – это искусственный объект, представляющий собой виртуальный образ системы и ее компонентов, в виде функциональной структуры объекта (совокупность диаграмм), отображающих производимые им действия и связи между этими действиями. Система - совокупность взаимодействующих процессов или функций. Целевая функция, согласно стандарту IDEF 0 – это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих видов деятельности, преобразующая входы в выходы, в которой входами к процессу обычно являются выходы других процессов. Декомпозиция - это процесс разделение объекта моделирования на его структурные части – блоки и стрелки, с целью создания диаграммы, детализирующей блок верхней доминантности и связанные с ним стрелки. Диаграмма - часть модели, описывающая декомпозицию блока.
Методы моделирования «как есть» (англ. As-is). «как должно быть» (англ. To-be).
Основные определения (понятия) методологии и языка IDEF 0. Блок прямоугольник, содержащий имя и номер и используемый для описания функции. Имя блока глагол или глагольный оборот, помещенный внутри блока и описывающий моделируемую функцию.
Основные определения (понятия) методологии и языка IDEF 0 Диаграмма часть модели, описывающая декомпозицию блока. Контекстная диаграмма, имеющая узловой номер A-n ( n ≥ 0 ), которая представляет контекст модели, Диаграмма A-0, состоящая из одного блока, является необходимой (обязательной) контекстной диаграммой; диаграммы с узловыми номерами A-1, A-2, . . . - дополнительные контекстные диаграммы.
Основные определения (понятия) методологии и языка IDEF 0. Стрелка направленная линия, состоящая из одного или нескольких сегментов, которая моделирует открытый канал или канал, передающий данные или материальные объекты от источника (начальная точка стрелки), к потребителю (конечная точка с «наконечником» ). Имеется 4 класса стрелок: входная стрелка, выходная стрелка, управляющая стрелка, стрелка механизма (включает стрелку вызова). Имя стрелки существительное, помещенное рядом со стрелкой.
Типы стрелок Вход (input) - материал или информация, которые используются или преобразуется работой для получения результата (выхода). Управление (Control)- правила, стратегии, процедуры или стандарты, которыми руководствуется работа. Выход (Output) - материал или информация, которые производятся работой. Механизм (Mechanism)- ресурсы, которые выполняют работу. Вызов (Call) - специальная стрелка, указывающая на другую модель работы.
Синтаксические правила
Функциональный блок (пример)
Основные определения (понятия) методологии и языка IDEF 0. Цель краткая формулировка причины создания модели. Точка зрения указание на должностное лицо или подразделение организации, с позиции которого разрабатывается модель
Цель и точка зрения (пример)
Основные определения (понятия) методологии и языка IDEF 0 Декомпозиция разделение моделируемой функции на функции - компоненты.
Декомпозиция функциональных блоков
Пример декомпозиции
Пример декомпозиции 1 уровня
Связь работ Связь по входу (output-input), когда стрелка выхода вышестоящей работы (далее - просто выход) направляется на вход нижестоящей.
Связь работ Связь по управлению (output-control), когда выход вышестоящей работы направляется на управление нижестоящей.
Связь работ Обратная связь по входу (output-input feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на вход вышестоящей.
Связь работ Обратная связь по управлению (output-control feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей (стрелка "Рекомендации «)
Связь работ Связь выход-механизм (output-mechanism), когда выход одной работы направляется на механизм другой.
Разветвляющиеся и сливающиеся стрелки. Именование стрелок. Ветвление - разделение стрелки на два или большее число сегментов. Ветвление и слияние стрелок призвано уменьшить загруженность диаграмм графическими элементами (линиями).
Пример именования разветвляющихся стрелок
Пример неправильного именования стрелок Н оп д е ти ус ! о м
Дочерняя и родительская диаграммы ДОЧЕРНЯЯ ДИАГРАММА, создаваемая при декомпозиции, охватывает ту же область, что и родительский блок, но описывает ее более подробно. Таким образом, дочерняя диаграмма как бы вложена в свой родительский блок. РОДИТЕЛЬСКАЯ ДИАГРАММА – та, которая содержит один или более родительских блоков. Каждая обычная (не-контекстная) диаграмма является также дочерней диаграммой, поскольку, по определению, она подробно описывает некоторый родительский блок. Таким образом, любая диаграмма может быть как родительской иаграммой (содержать родительские блоки), так и дочерней (подробно описывать собственный родительский блок).
Пример
Туннелирование стрелок Для уменьшения количества стрелок на диаграммах используется их туннелирование, которое изображается круглыми скобками (тоннель) в начале или конце стрелки. Туннель в месте прикрепления стрелки к блоку обозначает, что данные, выраженные этой стрелкой, не обязательны на следующем уровне декомпозиции. Туннель на свободном конце означает, что эти данные отсутствуют на родительской диаграмме.
Туннелирование стрелок Туннель - круглые скобки в начале и/или окончании стрелки. Туннельные стрелки означают, что данные, выраженные этими стрелками, не рассматриваются на родительской диаграмме и/или на дочерней диаграмме. Стрелка, помещенная в туннель там, где она присоединяется к блоку, означает, что данные, выраженные этой стрелкой, не обязательны на следующем уровне декомпозиции.
Туннелирование стрелок Стрелка, помещаемая в туннель на свободном конце (рис. 23) означает, что выраженные ею данные отсутствуют на родительской диаграмме.
Туннелирование стрелок
Правила построения диаграмм В составе модели должна присутствовать контекстная диаграмма A- 0. Блоки на диаграмме должны располагаться по диагонали – от левого верхнего угла диаграммы до правого нижнего в порядке присвоенных номеров. Неконтекстные диаграммы должны содержать не менее трех и не более шести блоков. Каждый блок неконтекстной диаграммы получает номер, помещаемый в правом нижнем углу; порядок нумерации - от верхнего левого к нижнему правому блоку (номера от 1 до 6). Каждый блок, подвергнутый декомпозиции, должен иметь ссылку на дочернюю диаграмму. Имена блоков (выполняемых функций) и метки стрелок должны быть уникальными. Блоки всегда должны иметь хотя бы одну управляющую и одну выходную стрелку, но могут не иметь входных стрелок.
Диаграммы дерева узлов в FEO Диаграмма дерева узлов показывает иерархию работ в модели и позволяет рассмотреть всю модель целиком, но не показывает взаимосвязи между работами
Методология моделирования процессов DFD ДИАГРАММЫ ПОТОКОВ ДАННЫХ (DFD - Data Flow Diagramming) - это стандарт моделирования, в котором система представляется в виде сети работ, соединенных между собой объектами, взаимодействующими с результатами данных работ.
Состав диаграмм потоков данных Основными компонентами диаграмм потоков данных являются: • внешние сущности; • процессы; • накопители данных (хранилища данных); • потоки данных.
Основные понятия Внешняя сущность представляет сущность вне контекста системы, являющуюся источником или приемником системных данных. Процесс – показывает, каким образом входные данные преобразуются в выходные, т. е. какие действия производятся над потоками данных. Хранилище данных представляет "срезы" потоков данных Потоки данных являются механизмами, использующимися для моделирования передачи информации (или даже физических компонент) из одной части системы в другую. .
Терминология DFD-нотации DFD-БЛОКИ DATA FLOW ДИАГРАММА DATA STORE EXTERNAL REFERENCE
Основные символы DFDдиаграмм
Декомпозиция данных и соответствующие расширения диаграмм потоков данных
Внешняя сущность
Процесс
Накопитель данных
Поток данных
Построение модели Построение DFD-модели базируется на принципе декомпозиции. DFD-модель включает в себя три документа, которые ссылаются друг на друга: Графические диаграммы, Миниспецификация, Словарь данных.
КОНТЕКСТНАЯ ДИАГРАММА И ДЕТАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ
Детализация процесса
Миниспецификация – документ, детально описывающий логику процесса. Она содержит номер процесса, списки входных и выходных данных, тело процесса – подробный алгоритм функции, преобразующий входные потоки данных в выходные.
Словарь данных Тип Атрибуты 1. Простой / групповой (объединяющий несколько потоков) 2. Внутренний/ внешний; 3. Поток данных/ поток управления; 4. Непрерывный (принимающий любые значения в рамках диапазона)/дискретн ый (принимающий конкретные значения) 1. Имена-синонимы потока; 2. В случае группового потока, все потоки которые поток объединяет; 3. Единицы измерения потока; 4. Диапазон значения и типичное значение с информацией по обработке экстремальных ситуаций; 5. Список значений и их смысл для дискретного потока; 6. Список номеров диаграмм, в которых поток встречается; 7. Список потоков, в которые поток входит (если в свою очередь входит в другой групповой поток); 8. комментарии.
Проверка DFD модели Модель считается полной, если все ее объекты (подсистемы, процессы, потоки данных) подробно описаны и детализированы.
Пример:
Пример декомпозиции Слайд 59. Замятина О. М.
Методологии моделирования процессов IDEF 3
IDEF 3 является стандартом документирования технологических процессов, происходящих на предприятии, и предоставляет инструментарий для наглядного исследования и моделирования их сценариев.
Сценарий (Scenario) - описание последовательности изменений свойств объекта, в рамках рассматриваемого процесса.
Сопровождение сценария - документы, определяющие последовательность процесса. структуру - документы, отображающие ход его выполнения. и
Задачи документирования и моделирования в IDEF 3 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; содействовать принятию оптимальных решений при реорганизации процессов; разрабатывать имитационные модели технологических процессов, по принципу "как будет, если. . . ".
Что отражает модель IDEF 3? В общем случае, процесс – это упорядоченная последовательность действий. Следовательно, процессная модель IDEF 3 позволяет: Отразить последовательность процессов Показать логику взаимодействия элементов системы. Цель IDEF 3 - дать возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также объекты, участвующие совместно в одном процессе.
Терминология IDEF 3 МЕТОДОЛОГИЯ IDEF 3 (workflow diagramming) это методология графического моделирования, предназначенная для описания и документирования информационных потоков в системе, в которой процессы выполняются в заданной последовательности, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектами, являющихся частью этих процессов и участвующие совместно в одном процессе.
IDEF 3 как инструмента моделирования объекты, которые участвуют при выполнении сценария; роли, которые выполняют эти объекты (например, агент, транспорт и т. д. ); отношения между работами в ходе выполнения сценария процесса; состояния и изменения, которым подвергаются объекты; время выполнения и контрольные точки синхронизации работ; ресурсы, которые необходимы для выполнения работ.
IDEF 3 -ДИАГРАММА (диаграмма потока, process flow diagram, IDEF 3 -diagram, workflow) - основная единица описания в IDEF 3, являющаяся графическим представлением назначения системы или процесса и применяются для анализа завершенности процесса обработки информации
Пример
IDEF 3 -ДИАГРАММА СЦЕНАРИЯ (scenario diagram) -- это специфический вид диаграммы, которая создается для иллюстрации сценария типа what if – «что будет, если» для декомпозиционных IDEF 3 -диаграмм.
PFDD и OSTN диаграммы Диаграммы Описания Последовательности Этапов Процесса (Process Flow Description Diagrams, PFDD) - стратегия описания процесса как последовательности выполняемых действий. Диаграммы Состояния Объекта в и его Трансформаций Процессе (Object State Transition Network, OSTN) - стратегия описания процесса как последовательности изменений состояний объекта, над которым выполняются действия.
Основные компоненты IDEF 3 диаграммы Основными элементами IDEF 3 -диаграммы являются: 1) единицы работ; 2) связи; 3) перекрестки; 4) объекты ссылок.
Единицы работ Единица работ (UOW, Unit of Work) является центральным компонентом модели. Номер работы является уникальным, присваивается при ее создании и не меняется никогда Словосочетание с отглагольным существительным, изображающим действие (выполнение, изготовление, …) Или Инфинитив глагола (изготовить продукцию)
Связи показывают взаимоотношения работ. Связи однонаправлены и могут быть направлены куда угодно Обычно диаграммы рисуют таким образом, чтобы связи были направлены слева направо Различают 3 типа связей: Старшая стрелка Стрелка отношений Поток объектов.
Связь «старшая стрелка» Связь типа «временное предшествование» - Precedence Соединяет единицы работ Показывает, что работа-источник должна быть закончена прежде, чем начнется работа-цель
Стрелка отношений Связь типа нечеткое отношение - Relational Изображается в виде пунктирной линии, используется для изображения связи между единицами работ, а также между единицами работ и объектами ссылок 1. 1 1. 2 1. 1´ 1. 2´
Поток объектов Стрелка, изображающая поток объектов - Object Flow Применяется для описания того факта, что объект используется в двух и более единицах работ, например, когда объект порождается в одной работе и используется в другой
Перекрестки (соединения) Используются для отображения логики взаимодействия стрелок при их слиянии или разветвлении, для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы. Различают перекрестки для слияния и разветвления стрелок. Перекрестки не могут быть одновременно использованы для слияния и разветвления стрелок. Все перекрестки на диаграммах нумеруются, каждый номер имеет префикс J. В отличие от других методологий (IDEF 0, DFD) стрелки могут сливаться или разветвляться только через перекрестки.
Типы перекрестков Обозначение Наименов ание Смысл в случае слияния стрелок Смысл в случае разветвления стрелок Асинхрон- Все предшествующие Все последующие ное «И» процессы должны быть завершены Синхронное «И» запущены Все предшествующие Все последующие процессы должны процессы запускаются быть завершены одновременно Асинхрон- Один или несколько ное предшествующих процессов должны «ИЛИ» быть завершены Один или несколько следующих процессов должны быть запущены
Типы перекрестков Обозна- Наименов ание чение Смысл в случае слияния стрелок Синхронн Один или несколько ое «ИЛИ» предшествующих процессов должны быть завершены Смысл в случае разветвления стрелок Один или несколько следующих процессов должны быть запущены одновременно Эксклюзи вное (исключа ющее) «ИЛИ» одновременно Только один предшествующий процесс должен Только один следующий процесс быть завершен запускается
Правила создания перекрестков 1. Каждому перекрестку для слияния должен предшествовать перекресток для разветвления. 2. Перекресток для слияния «И» не может следовать за перекрестком для разветвления типа синхронного или асинхронного «ИЛИ»
Правила создания перекрестков 3. Перекресток для слияния «И» не может «И» следовать за перекрестком типа исключительного «ИЛИ»
Правила создания перекрестков 4. Перекресток для слияния типа исключительного «ИЛИ» не может следовать за перекрестком для разветвления типа «И» 5. Перекресток, имеющий одну стрелку на одной стороне, должен иметь более одной стрелки на другой.
Примеры
Примеры
Примеры
Комбинации перекрестков Перекрестки могут комбинироваться для создания сложных соединений
Объект ссылок выражает идею, концепцию данных, которые нельзя связать со стрелкой, перекрестком, работой используется при построении диаграммы для привлечения внимания пользователя к какимлибо важным аспектам модели
Объект ссылок Официальная спецификация IDEF 3 различает 3 стиля объектов ссылок – безусловные (unconditional), синхронные (synchronous), асинхронные (asynchronous). BPWin поддерживает только безусловные объекты ссылок.
Типы объектов ссылок Тип объекта ссылок Назначение 1. Object Используется для описания того, что в действии принимает участие какой-либо заслуживающий отдельного внимания объект 2. Ссылка Используется для реализации цикличности выполнения действий. Этот объект также может относиться к перекрестку GOTO 3. Единица Используется для многократного отображения на действий диаграмме одного и того же действия, но без цикла UOB (Unit of Behavior)
Типы объектов ссылок Тип объекта ссылок 4. Заметка (Note) Назначение Используется для документирования какой-либо важной информации общего характера, относящейся к изображаемому на диаграммах. Служит альтернативой методу помещения текстовых заметок непосредственно на диаграммах 5. Уточнение Для уточнения или более подробного описания Elaboration изображаемого на диаграмме. Обычно (ELAB) используется для детального описания разветвления или слияния стрелок на перекрестках
Декомпозиция работ в IDEF 3 В IDEF 3 декомпозиция используется для детализации работ. Методология IDEF 3 позволяет декомпозировать работу многократно, т. е. работа может иметь множество дочерних работ. Это позволяет в одной модели описать альтернативные потоки Возможность множественной декомпозиции предъявляет дополнительные требования к нумерации работ
Нумерация работ в IDEF 3 Номер работы состоит из номера родительской работы, версии декомпозиции и собственного номера работы на текущей диаграмме Номер родительской работы Версия декомпозиции Собственный номер единицы работ
Структура множественной декомпозиции работ Первая декомпозиция работы 1. 2 Вторая декомпозиция работы 1. 2
Пример построения модели IDEF 3 Рассмотрим на примере построения динамической модели процесса «Выполнение курсовой работы» Начнем с построения контекстной диаграммы Выполнение курсовой работы 1. 1
Пример построения модели IDEF 3 Выполним декомпозицию контекстной диаграммы: Выполнение разделов к/р Получение задания 1. 1. 2 Подбор литературы 1. 1. 3 1. 1. 4 & & J 1 Посещение консультаций J 2 Оформление пояснит. записки 1. 1. 6 1. 1. 5 OBJECT/ Преподаватель Защита 1. 1. 7 Примечание: Обратите внимание на нумерацию единиц работ. Родительской Примечание является работа с собственным номером 1. Она декомпозируется первый раз, следовательно, версия декомпозиции = 1, далее следует собственный номер единицы работ в рамках модели (2 -7).
Пример построения модели IDEF 3 Выполним декомпозицию UOW № 4 – «Выполнение разделов к/р» ELAB/ Если есть ошибки в расчетах – внесение исправлений Выполнение расчетов 4. 1. 9 Написание теор. части 4. 1. 8 Оформление Х J 6 & & J 3 J 4 Построение графиков 4. 1. 10 Х J 5 4. 1. 11
Пример построения модели IDEF 3 Продекомпозируем повторно контекстную диаграмму (в виде сценария IDEF 3 для выполнения курсовой работы по «Информатике и программированию» ) Построение блок-схемы 1. 2. 13 Получение задания 1. 2. 12 & & J 7 Написание программы Математическое моделирование J 8 1. 2. 15 1. 2. 14 GOTO/ При обнаружении ошибок при тестировании возврат к 1. 2. 15 Тестирование и отладка 1. 2. 16 Оформление поясн. записки 1. 2. 17
Скачать презентацию Компьютерные технологии в науке и образовании Процессный подход
КТ в науке и образовании.pptx