Формализация, обеспечивающая однозначное описание структуры предметной области

ЛЕКЦИЯ №6. МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ.
Методологии моделирования предметной области. Структурная модель предметной области. Объектная структура. Функциональная структура. Структура управления. Организационная структура. Функционально-ориентированные и объектно-ориентированные методологии описания предметной области. Функциональная методика IDEF. Функциональная методика потоков данных. Объектно-ориентированная методика. Сравнение существующих методик. Синтетическая методика.

Структурная модель предметной области

В основе проектирования ИС лежит моделирование предметной области. Для того чтобы получить адекватный предметной области проект ИС в виде системы правильно работающих программ, необходимо иметь целостное, системное представление модели, которое отражает все аспекты функционирования будущей информационной системы. При этом под моделью предметной области понимается некоторая система, имитирующая структуру или функционирование исследуемой предметной области и отвечающая основному требованию – быть адекватной этой области.

Предварительное моделирование предметной области позволяет сократить время и сроки проведения проектировочных работ и получить более эффективный и качественный проект. Без проведения моделирования предметной области велика вероятность допущения большого количества ошибок в решении стратегических вопросов, приводящих к экономическим потерям и высоким затратам на последующее перепроектирование системы. Вследствие этого все современные технологии проектирования ИС основываются на использовании методологии моделирования предметной области.

К моделям предметных областей предъявляются следующие требования:

· 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 модели предметной области на основе определенных методов и вычисляемых показателей.

Для реализации перечисленных требований, как правило, строится система моделей, которая отражает структурный и оценочный аспекты функционирования предметной области.

Структурный аспект предполагает 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 структурного аспекта моделей предметных областей в основном используются графические методы, которые должны гарантировать представление информации о компонентах системы. Главное требование к графическим методам документирования — простота. Графические методы должны обеспечивать возможность структурной декомпозиции спецификаций системы с максимальной степенью детализации и согласований описаний на смежных уровнях декомпозиции.

С моделированием непосредственно связана проблема выбора языка представления проектных решений, позволяющего как можно больше привлекать будущих пользователей системы к ее разработке. Язык моделирования – это нотация, в основном графическая, которая используется для описания проектов. Нотация представляет собой совокупность графических объектов, используемых в модели. Нотация является синтаксисом языка моделирования. Язык моделирования, с одной стороны, должен делать решения проектировщиков понятными пользователю, с другой стороны, предоставлять проектировщикам средства достаточно формализованного и однозначного определения проектных решений, подлежащих реализации в виде программных комплексов, образующих целостную систему программного обеспечения.

Графическое изображение нередко оказывается наиболее емкой формой представления информации. При этом проектировщики должны учитывать, что графические методы документирования не могут полностью обеспечить декомпозицию проектных решений от постановки задачи проектирования до реализации программ ЭВМ. Трудности возникают при переходе от этапа анализа системы к этапу проектирования и в особенности к программированию.

Главный критерий адекватности структурной модели предметной области заключается в функциональной полноте разрабатываемой ИС.

Оценочные аспекты моделирования предметной области связаны с разрабатываемыми показателями эффективности автоматизируемых процессов, к которым относятся:

· время решения задач;

· стоимостные затраты на обработку данных;

· надежность процессов;

· косвенные показатели эффективности, такие, как объемы производства, производительность труда, оборачиваемость капитала, рентабельность и т.д.

Для расчета показателей эффективности, как правило, используются статические методы функционально-стоимостного анализа (ABC) и динамические методы имитационного моделирования.

В основе различных методологий моделирования предметной области ИС лежат принципы последовательной детализации абстрактных категорий. Обычно модели строятся на трех уровнях: на внешнем уровне (определении требований), на концептуальном уровне (спецификации требований) и внутреннем уровне (реализации требований). Так, на внешнем уровне модель отвечает на вопрос, что должна делать система, то есть определяется состав основных компонентов системы: объектов, функций, событий, организационных единиц, технических средств. На концептуальном уровне модель отвечает на вопрос, как должна функционировать система? Иначе говоря, определяется характер взаимодействия компонентов системы одного и разных типов. На внутреннем уровне модель отвечает на вопрос: с помощью каких программно-технических средств реализуются требования к системе? С позиции жизненного цикла ИС описанные уровни моделей соответственно строятся на этапах анализа требований, логического (технического) и физического (рабочего) проектирования. Рассмотрим особенности построения моделей предметной области на трех уровнях детализации.

Объектная структура

На внешнем уровне детализации модели выделяются основные виды материальных объектов (например, сырье и материалы, полуфабрикаты, готовые изделия,… На концептуальном уровне построения модели предметной области уточняется… Далее концептуальная модель на внутреннем уровне отображается в виде файлов базы данных, входных и выходных документов…

Функциональная структура

Функция может быть представлена одним действием или некоторой совокупностью действий. В последнем случае каждой функции может соответствовать… На внешнем уровне моделирования определяется список основных бизнес-функций… На концептуальном уровне выделенные функции декомпозируются и строятся иерархии взаимосвязанных функций.

Структура управления

Каждое событие описывается с двух точек зрения: информационной и процедурной. Информационно событие отражается в виде некоторого сообщения,… На внешнем уровне определяются список внешних событий, вызываемых… На концептуальном уровне устанавливаются бизнес-правила, определяющие условия вызова функций при возникновении событий…

Организационная структура

На внешнем уровне строится структурная модель предприятия в виде иерархии подчинения организационных единиц или списков взаимодействующих… На концептуальном уровне для каждого подразделения задается… На внутреннем уровне определяются требования к правам доступа персонала к автоматизируемым функциям информационной…

Техническая структура

На внешнем уровне модели определяются типы технических средств обработки данных и их размещение по структурным подразделениям. На концептуальном уровне определяется способы коммуникаций между техническими… На внутреннем уровне строится модель «клиент-серверной» архитектуры вычислительной сети.

Функционально-ориентированные и объектно-ориентированные методологии описания предметной области

Объектные методики рассматривают моделируемую организацию как набор взаимодействующих объектов – производственных единиц. Объект определяется как… Функциональные методики, наиболее известной из которых является методика IDEF,… С точки зрения бизнес-моделирования каждый из представленных подходов обладает своими преимуществами. Объектный подход…

Функциональная методика IDEF0

Целью методики является построение функциональной схемы исследуемой системы, описывающей все необходимые процессы с точностью, достаточной для… В основе методологии лежат четыре основных понятия: функциональный блок,… Функциональный блок (Activity Box) представляет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы.…

Функциональная методика потоков данных

При создании диаграммы потоков данных используются четыре основных понятия: потоки данных, процессы (работы) преобразования входных потоков данных в… Потоки данных являются абстракциями, использующимися для моделирования… Назначение процесса (работы) состоит в продуцировании выходных потоков из входных в соответствии с действием,…

Объектно-ориентированная методика

Концептуальной основой объектно-ориентированного подхода является объектная модель, которая строится с учетом следующих принципов: · абстрагирование; · инкапсуляция;

Сравнение существующих методик

Несомненным достоинством функциональных моделей является реализация структурного подхода к проектированию ИС по принципу «сверху-вниз», когда каждый… При функциональном подходе объектные модели данных в виде ER-диаграмм «объект… Главный недостаток функциональных моделей заключается в том, что процессы и данные существуют отдельно друг от друга —…

Синтетическая методика

Функциональные методики в целом лучше дают представление о существующих функциях в организации, о методах их реализации, причем чем выше степень… На уровне общего описания системы функциональные методики допускают… Технология потоков данных, исторически возникшая первой, легко решает проблему границ системы, поскольку позволяет за…