Проектирование информационных систем. Часть 2. Методологии моделирования предметной

Проектирование информационных систем. Часть 2. Методологии моделирования предметной области. Захаров Андрей Павлович Пермский государственный педагогический университет, каф. прикладной информатики

Структурная модель Требования к моделям предметных областей (МПО) • формализация, обеспечивающая однозначное описание структуры предметной области • понятность для заказчиков и разработчиков на основе применения графических средств отображения модели • реализуемость, подразумевающая наличие средств физической реализации модели предметной области в ИС • обеспечение оценки эффективности реализации МПО на основе определенных методов и вычисляемых показателей строится СИСТЕМА МОДЕЛЕЙ Структурный аспект Оценочный аспект 2

Структурная модель Структурный аспект Построение: • объектной структуры, , отражающей состав взаимодействующих в процессах материальных и информационных объектов предметной области • функциональной структуры, отражающей взаимосвязь функций (действий) по преобразованию объектов в процессах • структуры управления, отражающей события и бизнес правила, которые воздействуют на выполнение процессов • организационной структуры, отражающей взаимодействие организационных единиц предприятия и персонала в процессах • технической структуры, описывающей топологию расположения и способы коммуникации комплекса технических средств Для отображения используются графические методы. 3

Структурная модель Оценочный аспект Основан на показателях эффективности автоматизируемых процессов: • время решения задач • стоимостные затраты на обработку данных • надежность процессов • косвенные показатели эффективности (объемы производства, производительность труда, оборачиваемость капитала, …) Для расчета показателей используются • статические методы функционально стоимостного анализа (ABC) • динамические методы имитационного моделирования 4

Уровни построения моделей • Внешний уровень (определение требований) Что должна делать система? • определяется состав основных компонентов системы: объектов, функций, событий, организационных единиц, технических средств • Концептуальный уровень (спецификация требований) Как должна функционировать система? • определяется характер взаимодействия компонентов системы одного и разных типов • Внутренний уровень (реализация требований) С помощью каких программно технических средств реализуются требования к системе? 5

Объектная структура Объект — это сущность, которая используется при выполнении некоторой функции или операции (преобразования, обработки, формирования и т. д. ). Внешний уровень: выделяются основные виды материальных объектов и основные виды информационных объектов или документов Концептуальный уровень: уточняется состав классов объектов, определяются их атрибуты и взаимосвязи Внутренний уровень: ИС отображается в виде файлов базы данных, входных и выходных документов ЭИС 6

Функциональная структура Функция (операция) некоторый преобразователь входных объектов в выходные. Последовательность взаимосвязанных по входам и выходам функций составляет бизнес процесс. Функция бизнес процесса может порождать объекты любой природы (материальные, денежные, ин формационные). Внешний уровень: определение списка основных бизнес функций или видов бизнес процессов. Концептуальный уровень: функции декомпозируются и строятся иерархии взаимосвязанных функций. Внутренний уровень: отображается структура информационного процесса в компьютере. 7

Структура управления Внешний уровень: определяется список внешних событий, вызываемых взаимодействием предприятия с внешней средой, и список целевых установок, которым должны соответствовать бизнес процессы. Концептуальный уровень: устанавливаются бизнес правила, определяющие условия вызова функций при возникновении событий и достижении состояний объектов. Внутренний уровень: выполняется формализация бизнес правил в виде триггеров или вызовов программных модулей. 8

Организационная структура Внешний уровень: строится структурная модель предприятия в виде иерархии подчинения организационных единиц или списков взаимодействующих подразделений. Концептуальный уровень: для каждого подразделения задается организационно штатная структура должностей (ролей персонала). Внутренний уровень: определяются требования к правам доступа персонала к автоматизируемым функциям информационной системы. 9

Техническая структура Внешний уровень: определяются типы технических средств обработки данных и их размещение по структурным подразделениям. Концептуальный уровень: определяется способы коммуникаций между техническими комплексами структурных подразделений: физическое перемещение документов, машинных носителей, обмен информацией по каналам связи и т. д. Внутренний уровень: строится модель "клиент серверной"архитектуры вычислительной сети. 10

Структурный анализ Общий обзор Иерархическая структура Особенности: • разбиение на уровни абстракции с ограниченным числом элементов • ограниченный контекст • использование строгих формальных правил записи • последовательное приближение к результату Принципы: • "разделяй и властвуй" • принцип иерархической упорядоченности Ключевые понятия: операция, функция, бизнес процесс, подпроцесс, бизнес модель 11

Методики бизнес-моделирования • Объектные § Рассматривают моделируемую организацию как набор взаимодействующих объектов производственных единиц § Объект определяется как осязаемая реальность предмет или явление, имеющие четко определяемое поведение § Целью применения данной методики является выделение объектов, составляющих организацию, и распределение между ними ответственностей за выполняемые действия. + Позволяет построить более устойчивую к изменениям систему, лучше соответствует существующим структурам организации. • Функциональные (структурные) § рассматривают организацию как набор функций, преобразующий поступающий поток информации в выходной поток + Хорошо показывает себя в тех случаях, когда организационная структура находится в процессе изменения или вообще слабо оформлена. 12

Функциональная методика IDEF 0 ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing) 1981 г. IDEF (Icam DEFinition) Основные понятия: Типы диаграмм: • Функциональный блок (Activity Box) • Контекстная диаграмма • Интерфейсная дуга (Arrow) • Диаграммы декомпозиции • Декомпозиция (Decomposition) • Диаграммы дерева узлов • Глоссарий (Glossary). • Диаграммы только для экспозиции (FEO) Контекстная диаграмма Цель: (н р описание бизнес процессов фирмы) Управление Вход Функциональный блок Выход А 0 Механизм Точка зрения: (н р директор) 13

Диаграммы декомпозиции Туннелирование 14

Функциональная методика потоков данных (DFD) Основные понятия: • потоки данных (стрелки) • процесс (работа) преобразования входных потоков данных в выходные • внешняя сущность • накопители данных (хранилища) 15

Построение DFD 1. Создание диаграммы типа «звезда» . 2. Для всех внешних сущностей строится таблица событий. 3. Декомпозиция основного процесса на набор взаимосвязанных процессов, обменивающихся потоками данных. 4. Для каждого подпроцесса строится аналогичная таблица внутренних событий. 5. Выделяются потоки данных, которыми обмениваются процессы и внешние сущности. 6. Проверка на полноту и непротиворечивость Преимущества DFD • возможность однозначно определить внешние сущности, анализируя потоки информации внутри и вне системы; • возможность проектирования сверху вниз • наличие спецификаций процессов нижнего уровня Недостатки DFD • необходимость искусственного ввода управляющих процессов • отсутствие понятия времени 16

Объектная методика Основные понятия: объект и класс. Свойства: полиморфизм и наследование Язык моделирования: UML (Unified Modeling Language) Диаграмма классов 17