Описание предметной области

Описание ПО должно включать:

· краткую характеристику видов деятельности (производство, торгово-закупочная деятельность, выполнение работ, оказание услуг) и их основные параметры (объем производства, номенклатура продукции, товаров и услуг, номенклатура потребителей и поставщиков сырья и материалов и др.);

· функциональную модель ПО, отражающую бизнес-процессы;

· информационную модель, отражающую схему информационных потоков ПО.

Основные характеристики и содержание ПО раскрываются путем указания видов и целей деятельности, значений технико-экономических показателей и специфических особенностей ПО, например:

· численность сотрудников;

· номенклатура выпускаемой продукции, работ и услуг;

· номенклатура сырья и материалов;

· характеристика технологического оборудования;

· характеристика процессов снабжения;

· характеристика процессов сбыта готовой продукции (работ и услуг);

· численность поставщиков и потребителей;

· объемы выпуска продукции в натуральном и стоимостном выражении за год, месяц и т.п.

Для детального описания ПО следует рассмотреть как совокупность бизнес-процессов, представляющих «порядок выполнения работ, направленных на достижение бизнес-целей». Бизнес-процесс охватывает различные стороны деятельности, подразумевает участие исполнителей (независимо от их принадлежности к структурным подразделениям), организует материальные и информационные потоки. Типовыми бизнес-процессами на промышленном предприятии являются:

· производство продукции (включая технико-экономическое и оперативное планирование, техническую подготовку и собственно производство продукции);

· сбыт готовой продукции, работ и услуг потребителям;

· поставка сырья и материалов (материально-техническое обеспечение) для производства продукции;

· управление персоналом;

· бухгалтерский (финансовый) учет затрат на производство и реализацию продукции, выполнение работ и услуг;

· складской учет товарно-материальных ценностей и др.

Для управления ПО создается система управления, в которой выделены функциональные подсистемы и задачи управления. Управление ПО направлено на выполнение определенных целей:

· завоевание рынков сбыта, рост объемов продаж;

· повышение эффективности производства продукции (рост производительности труда, сокращение затрат на производство продукции, улучшение качества выпускаемой продукции, реинжиниринг бизнес-процессов) и др.

Информационные технологии ориентированы на конечных пользователей (управленческий персонал), поддерживаются информационной системой, имеющей определенную организационную структуру. Наиболее часто для реализации информационных технологий используются автоматизированные рабочие места (АРМ) – комплексы технических средств, программного и информационного обеспечения выполнения функций управления для конечного пользователя. Существуют различные типы АРМ: руководителя (директора, управляющего, главного инженера и т.п.), секретаря, специалиста (бухгалтера, экономиста, менеджера и т.п.). Каждый тип АРМ обладает характерными особенностями. Например, АРМ руководителя предназначен для информационной поддержки принятия управленческих решений, организации личной информационной системы руководителя (календарь встреч, записная книжка и т.п.). АРМ секретаря обеспечивает функции делопроизводства, поддержание контактов с внешними организациями, выполнение контроля исполнительской дисциплины и пр. АРМ специалиста ориентирован на выполнение определенных функций управления, возложенных на специалиста.

В курсовом проекте следует указать должности конечных пользователей информационных технологий, тип АРМ, места их установки (например, бухгалтерия, склад, магазин и т.п.).

Функционирование АРМ осуществляется на общей базе данных:

· централизованная база данных (ЦБД), хранится на одном компьютере (на рабочей станции или сервере);

· распределенная база данных (РБД), хранится на нескольких компьютерах, объединенных компьютерной сетью.

АРМ могут использовать и локальные базы данных (ЛБД), доступ к которым в компьютерной сети блокирован.

Информационные связи управленческого персонала изображаются через схему взаимосвязи АРМ и базы данных (рис. 2.1)[2].[Ч1]

 

 

Рис. 2.1. Организация взаимосвязи АРМ

Все АРМы имеют доступ к центральной базе данных (ЦБД); АРМ1 и АРМ2 дополнительно имеют локальные базы данных (ЛБД1 и ЛБД2), доступ к которым для других АРМ блокирован.

Для описания ПО могут применяться различные методы анализа и моделирования. Наиболее традиционными являются:

· IDEF0 – метод структурно-функциональной декомпозиции ПО;

· DFD (Data Flow Diagrams) – метод описания потоков данных ПО;

· IDEF3 – метод моделирования взаимосвязей процессов ПО.

Методология IDEF0 основана на следующих понятиях:

1. Система – совокупность взаимодействующих функций или работ. Система являются частью внешней среды, но отграничена от нее, характеризуется составом и структурой элементов, целями их объединения.

2. Модель – текстовое и графическое описание функций системы, представляется в виде связанных диаграмм различных видов:

· Контекстная диаграмма – определяет границы систему и ее взаимодействие с внешней средой.

· Диаграммы декомпозиции – обеспечивают последовательную детализацию функций системы.

· Диаграмма дерева узлов – представляет иерархическую ветвь работ, входящих в бизнес-процесс.

· Диаграммы для экспозиций (FEO) – фрагмент функциональной модели ПО.

Методология IDEF0 применима для описания как существующей функциональной модели ПО (модель типа AS IS - «КАК ЕСТЬ»), так и функциональной модели ПО с учетом изменений бизнес-процессов за счет информатизации управления (модель типа TO BE - «ДОЛЖНА БЫТЬ»).

Методология IDEF0 позволяет последовательно изучать функции управления ПО, взаимосвязи функций. Диаграмма IDEF0 содержит обозначения:

· работ, которые соответствуют функциям или задачам системы управления ПО; работы являются основой реализации бизнес-процессов. Работы выполняются в течение определенного промежутка времени и имеют распознаваемые результаты. На диаграмме работы изображаются в виде прямоугольников (блоков), имя работы должно быть отглагольным существительным или глаголом (например, "Изготовить деталь", "Принять заказ" и т.д.). На диаграмме декомпозиции работы располагаются по диагонали в направлении от левого верхнего угла к правому нижнему в порядке доминирования (в левом верхнем углу располагается самая важная работа или работа, выполняемая по времени первой, далее вправо вниз располагаются менее важные или выполняемые позже работы и т.д.);

· стрелок,соответствующих информационным или иным ресурсам (материальным, трудовым, финансовым), используемым для выполнения работ. Различают пять типов стрелок:

§ Вход (Input) - материал или информация, которая используется или преобразуется работой (допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа).

§ Управление (Control) - правила, стратегии, процедуры или стандарты, которые регламентируют работу.

§ Выход (Output) - материал или информация, которые производятся работой (работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода).

§ Механизм (Mechanism) - ресурсы, которые используются для выполнения работ, например персонал управления, оборудование, информационные технологии.

§ Вызов (Call) - специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Рисуется как исходящая из нижней грани работы, используется для указания того, что работа выполняется за пределами моделируемой системы.

 

Рис. 2.2. Контекстная диаграмма IDEF0

На рис. 2.2 показаны: стрелка входа - входит в левую грань работы; стрелка управления - входит в верхнюю грань работы; стрелка выхода - исходит из правой грани работы; стрелка механизма - входит в нижнюю грань работы. Стрелки именуются существительными (например, «Документ», «База данных» и т.п.). Стрелки на диаграмме, начинающиеся у границы диаграммы и заканчивающиеся у работы или наоборот, называются граничными. Связи работ между собой представлены с помощью внутренних стрелок (эти стрелки не касаются границы диаграммы, начинаются у одной и кончаются у другой работы).

Модель IDEF0 содержит пять типов связей работ:

§ связь по входу (output-input) – стрелка выхода вышестоящей работы направляется на вход нижестоящей;

§ связь по управлению (output-control) – выход вышестоящей работы направляется на управление нижестоящей. Связь по входу показывает доминирование вышестоящей работы;

§ обратная связь по входу (output-input feedback) – выход нижестоящей работы направляется на вход вышестоящей (используется для описания циклов);

§ обратная связь по управлению (output-control feedback) - выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей;

§ связь выход-механизм (output-mechanism) – выход одной работы направляется на механизм другой.

На рис. 2.3 представлена диаграмма декомпозиции 1 уровня.

Рис.2.3. Диаграмма декомпозиции (1 уровень)

Работа А0 обеспечивает создание на машинном носителе нормативно-справочной базы данных, являющейся основой информационного обеспечения задач. Работа выполняется с учетом требований общероссийских классификаторов технико-экономической информации, на вход поступают различного вида справочники, кодификаторы, документы. Выход данной работы обеспечивает входные данные для других работ. Механизм – АРМ работника планово-экономического отдела (ПЭО). Работа А0 декомпозирована на составляющие уровня 2 (рис.2.4).

 

Рис.4. Диаграмма декомпозиции (для работы А0)

В курсовом проекте выполняется декомпозиция работ верхнего уровня таким образом, чтобы на самом нижнем уровне были представлены работы, однозначно понимаемые всеми участниками бизнес-процессов и имеющие определенный способ реализации в среде инструментальных средств разработки. При создании диаграмм декомпозиции для работ нижнего уровня вновь внесенные граничные стрелки, если они малозначимы, не должны появляться на диаграмме верхнего уровня.

Рис.2.5. Диаграмма дерева узлов (меню)

Диаграмма дерева узлов (рис. 5) позволяет построить иерархию детализированных работ, выделить составные работы. В курсовом проекте с помощью диаграммы дерева узлов представляется структура пользовательского меню функций обработки данных для конечного пользователя.

В курсовом проекте следует представить схему информационных потоков ПО, охватывающую цикл обработки данных. Для представления информационных потоков создаются диаграммы DFD, основными компонентами которых являются:

· внешние сущности;

· процессы;

· накопители данных или хранилища;

· потоки данных;

· системы/подсистемы.

Внешняя сущность - материальный объект или физическое лицо, выступающие в качестве источника или приемника информации. Примерами внешних сущностей могут служить: клиенты организации, заказчики, персонал, поставщики. Внешняя сущность обозначается прямоугольником (рис. 2.5), внутри которого указывается имя сущности. В качестве имени рекомендуется использовать существительное в именительном падеже.

Рис.2.6. Изображение внешней сущности

Бизнес-процесс – совокупность операций (процессов) по преобразованию входных потоков данных в выходные в соответствии с определенным алгоритмом или правилом. Составляющие бизнес-процесса изображаются прямоугольником с закругленными вершинами (рис. 2.7), в качестве имени рекомендовано использовать глагол в неопределенной форме с дополнениями. В верхней части прямоугольника ставится номер процесса, в нижней части – физическая реализация процесса (человек, устройство, программа и т.п.).

 

Рис.2.7. Изображение процесса на диаграмме потоков данных

 

Накопитель данных, «хранилище» - абстрактное устройство для хранения информации. Данные можно в любой момент поместить в накопитель и через некоторое время извлечь, причем физические способы помещения и извлечения данных – произвольные. Накопитель данных на диаграмме потоков данных изображается прямоугольником с двумя полями (рис. 2.8): первое поле служит для указания номера (идентификатора накопителя), начинается с буквы "D"; второе поле служит для указания имени. В качестве имени накопителя рекомендуется использовать существительное, которое характеризует способ хранения информации.

 

Рис.2.8. Изображение накопителя на диаграмме потоков данных

Реальный поток данных может передаваться по сети между двумя компьютерами или любым другим способом, допускающим извлечение данных и их восстановление в требуемом формате. Поток данных на диаграмме DFD изображается линией со стрелкой на одном из ее концов, при этом стрелка показывает направление потока данных. Каждый поток данных имеет свое собственное имя, отражающее его содержание (рис. 2.9).

 

Рис.2.9. Диаграмма DFD

На рис. 2.9 показаны: внешние сущности: ОК ТЭИ (общероссийские классификаторы технико-экономической информации), Производство (источник учетной информации о производстве продукции). Накопитель данных – БД содержит плановую и учетную информацию, обеспечивает формирование аналитических отчетов.

Для описания логики взаимодействия источников, приемников и хранилищ данных чаще всего применяется методология IDEF3, с помощью которой создаются диаграммы потоков работ - Work Flow Diagram,которые позволяют анализировать завершенность процедур обработки данных, описывать сценарии действий людей для документирования функций обработки. Модель IDEF3 включает работы, которые описывают сценарий бизнес-процесса; работы могут быть составляющими других работ. Различают:

· process-centered strategy – описание процесса как последовательности действий; Process Flow Description Diagrams (PFDD) – диаграммы потокового описания процесса;

· object-centered strategy – описание процесса как последовательности изменений состояний объекта; Object State Transition Network (OSTN) – диаграммы последовательности изменений состояний объекта.

.

Диаграммы PFDD являются наиболее известными и широко используемыми. Основные элементы модели:

· единицы работы UOW(Unit of Work);

· связи работ;

· узлы, или «перекрестки»;

· ссылки и примечания.

UOW могут иметь имя, которое содержит указание как на процесс, так и на результат, номер работы. Для UOW указывается содержание работы, объекты обработки (документы, сообщения); ограничения и дополнительные характеристики. Взаимоотношение работ определяется путем установления связей:

§ старшая (Precedence) связь (слева направо, сверху вниз); UOW в начале связи должен закончиться раньше, чем начнется UOW, стоящий в конце связи (изображается в виде сплошной линии);

§ отношение (Relational Link) между UOW и объектом ссылок (Referent), изображается в виде пунктирной линии;

§ потоки объектов (Object Flow), передаваемые между работами (объект используется в двух или более UOW), изображается в виде стрелки с двумя наконечниками.

Специальные конструкции – перекрестки (Junction) обеспечивают отображение логики взаимодействия стрелок при слиянии и разветвлении (табл.2.1). В ряде программных продуктов IDEF3 применяются обозначения перекрестков: - And Gate («И»);
- Or Gate («ИЛИ»); - XOR Gate («ИЛИ»)

Таблица 2.1. Типы перекрестков модели IDEF3

Обозначение	Наименование	Смысл в случае слияния стрелок (Fan-in-Junction)	Смысл в случае разветвления стрелок (Fan-out-Junction)
	Асинхронное «И»	Все предшествующие процессы должны быть завершены	Все следующие процессы должны быть запущены
	Синхронное «И»	Все предшествующие процессы завершены одновременно	Все следующие процессы запускаются одновременно
	Асинхронное «ИЛИ»	Один или более предшествующих процессов должны быть завершены	Один или несколько следующих процессов должны быть запущены
Продолжение таблицы 2.1
Обозначение	Наименование	Смысл в случае слияния стрелок (Fan-in-Junction)	Смысл в случае разветвления стрелок (Fan-out-Junction)
	Синхронное «ИЛИ»	Один или более предшествующих процессов завершены одновременно	Один или несколько следующих процессов запускаются одновременно
	Исключающее «ИЛИ»	Только один предшествующий процесс завершен	Только один следующий процесс запускается

Стрелки могут сливаться или разветвляться только через перекрестки. 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».

3. Перекресток для слияния «И» не может следовать за перекрестком для разветвления типа исключающего «ИЛИ».

4. Перекресток для слияния типа исключающего «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 стороне.

Модель IDEF3 позволяет выразить логику взаимосвязи процессов.

Рис. 2. 10. Модель IDEF3

Для представления информационно-логической модели ПО следует использовать стандарт IDEF1X, реализованный с использованием ППП ER Win (All Fusion Data Modeler).

Стандарт IDEF1X обеспечивает построение графической информационной модели, представляющей структуру и семантику данных ПО.

IDEF1x определяет следующие понятия:

· сущность (Entity) – реальный или воображаемый объект, имеющий существенное значение для ПО. Сущности делятся на независимые (Identifier-Independent Entities) и зависимые (Identifier-Dependent Entities) с учетом структуры данных;

· атрибут (Attribute) – любая характеристика сущности, значимая для ПО; среди прочих атрибутов сущности выделяют: первичные ключи (Primary Keys), альтернативные ключи (Alternate Keys), внешние ключи (Foreign Keys);

· домен(Domain) – набор значений определенного типа, используемых атрибутами;

· связь (Relationship) – поименованная ассоциация между двумя сущностями, значимая для рассматриваемой ПО. Различают: идентифицирующую связь (Identifying Connection Relationships), неидентифицирующую связь (Non-Identifying Connection Relationships), категориальную связь (Categorization Relationships), неспецифическую связь (Non-Identifying Connection Relationships);

· представления(View) – набор сущностей и связанных с атрибутами доменов для определенных целей.

Правила для сущностей:

· каждая сущность имеет уникальное имя;

· сущность состоит из одного или более атрибутов;

· структура данных сущности соответствует требованиям нормализации (см. ниже);

· сущность может имеет произвольное число связей с другими сущностями;

· сущность называется зависимой, если первичный ключ сущности целиком или полностью содержит внешний ключ другой сущности, в противном случае – независимой.

Правила для доменов:

· имеют уникальное имя;

· относятся к определенному типу данных;

· могут иметь ограничения на набор значений (Rule).

Правила для атрибутов:

· имеют уникальное имя;

· могут входить в состав любого числа сущности.

Для связи двух сущностей вводится понятие кардинальности, оценка количественного соответствия связи:

· каждый экземпляр родительской сущности может иметь связь с 0 или более экземпляров связанных дочерних сущностей;

· каждый экземпляр родительской сущности может иметь связь по крайней мере с одним экземпляром дочерней сущностей;

· каждый экземпляр родительской сущности может иметь связь с 0 или одним экземпляром дочерней сущности;

· каждый экземпляр родительской сущности точно связан с заданным числом экземпляров дочерней сущности;

· каждый экземпляр родительской сущности связан с заданным диапазоном экземпляров дочерней сущности.

На рис. 2.11 приведена схема ИЛМ ПО в нотации IDEF1X. В табл. 2.2 приведены условные обозначения для обеспечения ссылочной целостности связи двух сущностей.

Таблица 2.2. Ссылочная целостность связи сущностей

Режимы	Идентифици-рующая связь	Неидентифи-цирующая связь (Nulls Allowed)	Неидентифи-цирующая связь (No Nulls)	Cвязь подтипа
Сhild Delete Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Сhild Delete Режимы по умолчанию	NONE	NONE	NONE	NONE
Сhild Insert Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Сhild Insert Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	RESTRICT
Продолжение таблицы 2.2
Режимы	Идентифици-рующая связь	Неидентифи-цирующая связь (Nulls Allowed)	Неидентифи-цирующая связь (No Nulls)	Cвязь подтипа
Сhild Update Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Сhild Update Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	RESTRICT
Parent Delete Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Parent Delete Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	CASCADE
Parent Insert Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Parent Insert Режимы по умолчанию	NONE	NONE	NONE	NONE
Parent Update Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Parent Update Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	CASCADE

Рис. 2.11. Модель ИЛМ ПО

Для изображения независимых сущностей применяется прямоугольник, для зависимых сущностей – прямоугольник с закруглением. Сущность должна иметь уникальное имя, набор атрибутов, которые либо принадлежат сущности, либо мигрируют из других сущностей при установлении связей.

Для изображения технологических процессов обработки данных, логики вычислительной обработки программ используются стандартные символы машинной графики (табл.3).

Таблица 2.3. Символы машинной графики

Наименование элемента	Графика	Наименование элемента	Графика
Источник, приемник данных (пользователь), АРМ пользователя		Передача данных по каналу связи
Документы ручного заполнения		Любая операция обработки информации на компьютере
Ввод информации документа в компьютер		Документ на магнитном диске (файл базы данных)
Заполнение документа вручную		Сохранение документа в памяти компьютера
Продолжение таблицы 2.3
Наименование элемента	Графика	Наименование элемента	Графика
Печатный документ (листинг)		Документ на дисплее компьютера (видеограмма)
Ввод и вывод информации из компьютера		Принятие решения
Линия потока		Пуск-останов
Группировка		Сортировка