Сучасні методи і засоби проектування інформаційних систем

Модель SADT представляє собою серію діаграм із супровідною документацією, розбивають складний об'єкт на складові частини, які представлені у вигляді блоків. Деталі кожного з основних блоків показані у вигляді блоків на інших діаграмах. Кожна детальна діаграма є декомпозицією блоку з більш загальної діаграми. На кожному кроці декомпозиції більш загальна діаграма називається батьківського для більш детальної діаграми.

Дуги, що входять в блок і виходять з нього на діаграмі верхнього рівня, є точно тими ж самими, що і дуги, що входять в діаграму нижнього рівня і виходять з неї, тому що блок і діаграма представляють одну і ту ж частину системи.

Рис. 2.2. Структура SADT-моделі. Декомпозиція діаграм

На малюнках 2.3 - 2.5 представлені різні варіанти виконання функцій і з'єднання дуг з блоками.

Рис. 2.3. Одночасне виконання

Рис. 2.4. Відповідність має бути повним і несуперечливим

Деякі дуги приєднані до блоків діаграми обома кінцями, а в інших один кінець залишається неприєднання. Неприєднання дуги відповідають входам, управлінням та виходів батьківського блоку. Джерело або одержувач цих прикордонних дуг може бути виявлений лише на батьківській діаграмі. Неприєднання кінці повинні відповідати дуг на вихідної діаграмі. Всі граничні дуги повинні продовжуватися на батьківській діаграмі, щоб вона була повною і несуперечливою.

На SADT-діаграмах не вказані явно ні послідовність, ні час. Зворотні зв'язки, ітерації, що тривають процеси і перекриваються (за часом) функції можуть бути зображені з допомогою дуг. Зворотні зв'язки можуть виступати у вигляді коментарів, зауважень, виправлень і т.д. (Рисунок 2.5).

Рис. 2.5. Приклад зворотного зв'язку

Як було відзначено, механізми (дуги з нижнього боку) показують засоби, за допомогою яких здійснюється виконання функцій. Механізм може бути людиною, комп'ютером або будь-яким іншим пристроєм, що допомагає виконувати цю функцію (малюнок 2.6).

Рис. 2.6. Приклад механізму

Кожен блок на діаграмі має свій номер. Блок будь діаграми може бути далі описаний діаграмою нижнього рівня, яка, у свою чергу, може бути далі деталізована за допомогою необхідного числа діаграм. Таким чином, формується ієрархія діаграм.

Для того, щоб вказати положення будь-якої діаграми чи блоку в ієрархії, використовуються номери діаграм. Наприклад, А21 є діаграмою, яка деталізує блок 1 на діаграмі А2. Аналогічно, А2 деталізує блок 2 на діаграмі А0, яка є самої верхньої діаграмою моделі. На малюнку 2.7 показано типове дерево діаграм.

Рис. 2.7. Ієрархія діаграм 2.2.3. Типи зв'язків між функціями

Одним з важливих моментів при проектуванні ІС за допомогою методології SADT є точна узгодженість типів зв'язків між функціями. Розрізняють принаймні сім типів зв'язування:

Нижче кожен тип зв'язку коротко визначено і проілюстрований за допомогою типового прикладу з SADT.

(0) Тип випадкової зв'язності: найменш бажаний.

Випадкова зв'язність виникає, коли конкретна зв'язок між функціями мала або повністю відсутня. Це відноситься до ситуації, коли імена даних на SADT-дугах в одній діаграмі мають малу зв'язок один з одним. Крайній варіант цього випадку показаний на малюнку 2.8.

Рис. 2.8. Випадкова зв'язність

(1) Тип логічної зв'язності. Логічне зв'язування відбувається тоді, коли дані і функції збираються разом внаслідок того, що вони потрапляють у загальний клас або набір елементів, але необхідних функціональних відносин між ними не виявляється.

(2) Тип тимчасової зв'язності. Пов'язані за часом елементи виникають внаслідок того, що вони представляють функції, пов'язані в часі, коли дані використовуються одночасно або функції включаються паралельно, а не послідовно.

(3) Тип процедурної зв'язності. Процедурно-зв'язані елементи з'являються згрупованими разом внаслідок того, що вони виконуються протягом однієї і тієї ж частини циклу або процесу. Приклад процедурно-зв'язаної діаграми наведено на малюнку 2.9.

Рис. 2.9. Процедурна зв'язність

(4) Тип комунікаційної зв'язності. Діаграми демонструють комунікаційні зв'язки, коли блоки групуються внаслідок того, що вони використовують одні і ті ж вхідні дані та / або роблять одні й ті ж вихідні дані (рисунок 2.10).

(5) Тип послідовної зв'язності. На діаграмах, що мають послідовні зв'язку, вихід однієї функції служить вхідними даними для наступної функції. Зв'язок між елементами на діаграмі є більш тісною, ніж на розглянутих вище рівнях зв'язок, оскільки моделюються причинно-наслідкові залежності (рисунок 2.11).

(6) Тип функціональної зв'язаності. Діаграма відображає повну функціональну зв'язність, за наявності повної залежності однієї функції від іншої. Діаграма, яка є чисто функціональної, не містить чужорідних елементів, що відносяться до послідовного або слабшому типу зв'язності. Одним із способів визначення функціонально-зв'язаних діаграм є розгляд двох блоків, пов'язаних через управляючі дуги, як показано на малюнку 2.12.

У математичних термінах необхідна умова для найпростішого типу функціональної зв'язності, показаної на малюнку 2.12, має наступний вигляд: C = g (B) = g (f (A))

Нижче в таблиці представлені всі типи зв'язків, розглянуті вище. Важливо відзначити, що рівні 4-6 встановлюють типи зв'язності, які розробники вважають найважливішими для одержання діаграм хорошої якості.

Рис. 2.12. Функціональна зв'язність

2.3. Моделювання потоків даних (процесів)

В основі даної методології (методології Gane / Sarson [11]) лежить побудова моделі аналізованої ІС - проектованої чи реальною. Відповідно до методології модель системи визначається як ієрархія діаграм потоків даних (ДПД або DFD), що описують асинхронний процес перетворення інформації від її введення в систему до видачі користувачеві. Діаграми верхніх рівнів ієрархії (контекстні діаграми) визначають основні процеси або підсистеми ІС з зовнішніми входами і виходами. Вони деталізуються за допомогою діаграм нижнього рівня. Така декомпозиція триває, створюючи багаторівневу ієрархію діаграм, до тих пір, поки не буде досягнутий такий рівень декомпозиції, на якому процес стають елементарними і деталізувати їх далі неможливо.

Джерела інформації (зовнішні сутності) породжують інформаційні потоки (потоки даних), які переносять інформацію до підсистем або процесів. Ті в свою чергу перетворюють інформацію і породжують нові потоки, які переносять інформацію до інших процесів або підсистем, накопичувачів даних або зовнішнім сутностей - споживачам інформації. Таким чином, основними компонентами діаграм потоків даних є:

зовнішні сутності;

системи / підсистеми;

процеси;

накопичувачі даних;

потоки даних. 2.3.1. Зовнішні сутності

Зовнішня сутність являє собою матеріальний предмет або фізична особа, яка представляє собою джерело або приймач інформації, наприклад, замовники, персонал, постачальники, клієнти, склад. Визначення деякого об'єкта або системи в якості зовнішньої суті вказує на те, що вона знаходиться за межами кордонів аналізованої ІВ. У процесі аналізу деякі зовнішні сутності можуть бути перенесені всередину діаграми аналізованої ІВ, якщо це необхідно, або, навпаки, частина процесів ІВ може бути винесена за межі діаграми і представлена ​​як зовнішня сутність.

Зовнішня сутність позначається квадратом (рисунок 2.13), розташованим як би "над" діаграмою і кидають на неї тінь, для того, щоб можна було виділити цей символ серед інших позначень:

Рис. 2.13. Зовнішня сутність 2.3.2. Системи і підсистеми

При побудові моделі складної ІС вона може бути представлена ​​у найзагальнішому вигляді на так званої контекстної діаграмі у вигляді однієї системи як єдиного цілого, або може бути декомпозирована на ряд підсистем.

Підсистема (або система) на контекстній діаграмі зображується наступним чином (рисунок 2.14).

Рис. 2.14. Підсистема

Номер підсистеми служить для її ідентифікації. У центрі імені вводиться найменування підсистеми у вигляді пропозиції з підметом і відповідними визначеннями і доповненнями. 2.3.3. Процеси

Процес є перетворення вхідних потоків даних у вихідні відповідно до певного алгоритму. Фізично процес може бути реалізований різними способами: це може бути підрозділ організації (відділ), що виконує обробку вхідних документів і випуск звітів, програма, вбудоване логічне пристрій і т.д.

Процес на діаграмі потоків даних змальовується, як показано на малюнку 2.15.

Рис. 2.15. Процес

Номер процесу служить для його ідентифікації. У полі імені вводиться найменування процесу у вигляді пропозиції з активним недвозначним дієсловом у формі (обчислити, розрахувати, перевірити, визначити, створити, отримати), за яким слідують іменники в знахідному відмінку, наприклад:

"Ввести відомості про клієнтів";

"Видати інформацію про поточні витрати";

"Перевірити кредитоспроможність клієнта".

Використання таких дієслів, як "обробити", "модернізувати" або "відредагувати" означає, як правило, недостатньо глибоке розуміння даного процесу і вимагає подальшого аналізу.

Інформація в полі фізичної реалізації показує, який підрозділ організації, програма або апаратний пристрій виконує даний процес. 2.3.4. Накопичувачі даних

Накопичувач даних являє собою абстрактне пристрій для зберігання інформації, яку можна в будь-який момент помістити в накопичувач і через деякий час отримати, причому способи приміщення та вилучення можуть бути будь-якими.

Накопичувач даних може бути реалізований фізично у вигляді мікрофіші, скриньки в картотеці, таблиці в оперативній пам'яті, файлу на магнітному носії і т.д. Накопичувач даних на діаграмі потоків даних змальовується, як показано на малюнку 2.16.

Рис. 2.16. Накопичувач даних

Накопичувач даних ідентифікується буквою "D" і довільним числом. Ім'я накопичувача вибирається з міркування найбільшою інформативності для проектувальника.

Накопичувач даних в загальному випадку є прообразом майбутньої бази даних і опис зберігаються в ньому даних повинне бути пов'язане з інформаційною моделлю. 2.3.5. Потоки даних

Потік даних визначає інформацію, передану через деякий з'єднання від джерела до приймача. Реальний потік даних може бути інформацією, що передається по кабелю між двома пристроями, що пересилають поштою листами, магнітними стрічками або дискетами, які переносяться з одного комп'ютера на інший і т.д.

Потік даних на діаграмі зображується лінією, що кінчається стрілкою, яка вказує напрям потоку (рисунок 2.17). Кожен потік даних має ім'я, що відображає його зміст.

Рис. 2.17. Потік даних 2.3.6. Побудова ієрархії діаграм потоків даних

Першим кроком при побудові ієрархії ДПД є побудова контекстних діаграм. Зазвичай при проектуванні відносно простих ІС будується єдина контекстна діаграма із зіркоподібною топологією, в центрі якої знаходиться так званий головний процес, сполучений з приймачами та джерелами інформації, за допомогою яких з системою взаємодіють користувачі та інші зовнішні системи.

Якщо ж для складної системи обмежитися єдиною контекстної діаграмою, то вона буде містити занадто велику кількість джерел і приймачів інформації, які важко розташувати на аркуші паперу нормального формату, і крім того, єдиний головний процес не розкриває структури розподіленої системи. Ознаками складності (в сенсі контексту) можуть бути:

наявність великої кількості зовнішніх сутностей (десять і більше);

розподілена природа системи;

багатофункціональність системи з вже сформованій чи виявленої угрупованням функцій в окремі підсистеми.

Для складних ІС будується ієрархія контекстних діаграм. При цьому контекстна діаграма верхнього рівня містить не єдиний головний процес, а набір підсистем, з'єднаних потоками даних. Контекстні діаграми наступного рівня деталізують контекст і структуру підсистем.