Для моделирования, а также для структурного анализа информационной системы используются три группы средств, иллюстрирующих:
- функции, которые система должна выполнять;
- отношения между данными;
- зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).
Среди многообразия средств для решения данных задач наиболее часто и эффективно применяются следующие методологии структурного анализа:
- DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных совместно со словарями данных и спецификациями процессов или миниспецификациями;
- ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность-связь», которые определяют структуру базы данных;
- STD (State Transition Diagrams) – диаграммы переходов состояний.
Все они содержат графические и текстовые средства моделирования: первые – для наглядного представления основных компонентов модели, вторые – для обеспечения точного определения (описания) ее компонентов и связей.
Диаграмма DFD отражает множество функций, которые должна выполнять ИС, и источники данных для функций, идентифицирует логические функции (процессы) и группы элементов данных, к которым осуществляется доступ. Структуры потоков данных и определения их компонентов хранятся и анализируются в словаре данных. Множество взаимосвязанных словарей данных образует хранилище данных или базу данных ИС.
Каждая логическая функция (процесс) может быть детализирована с помощью DFD нижнего уровня; когда дальнейшая детализация перестает быть полезной, переходят к выражению логики функции при помощи спецификации процесса (миниспецификации – алгоритма выполнения элементарных функций). Структура данных ИС раскрывается с помощью ERD – модели, на основе которой создается база данных ИС. В случае наличия реального времени DFD-диаграмма дополняется средствами описания, зависящего от времени поведения системы. Для этого используются STD-модели, в которых указываются условия перехода между функциями (вероятность перехода) и допустимое время перехода. Взаимосвязь моделей показана на рис.9.5.
Перечисленные средства дают полное описание системы независимо от того, является ли она существующей или разрабатывается от нуля. Таким образом строится логическая функциональная спецификация (схема) – подробное описание того, что должна делать система. Это дает проектировщику четкое представление о структуре информационной системы.
Для создания DFD – диаграмм (моделей) используются такие распространенные программные продукты как INCOME Mobile, CPN-AMI, BPWIN, CPNIDEF и другие. Для построения ERD – моделей широко применяются ERWIN, BPWIN, а также встроенные средства СУБД. Интеграция DFD и STD осуществляется за счет расширения классической методологии DFD специальными средствами проектирования систем реального времени. Одним из решений является использование методологии и средств динамического моделирования, основанных, например, на цветных сетях Петри - CPN (Color Petri Nets). В качестве программных средств могут использоваться CPNIDEF, CPN-AMI.
Для ERD и STD методологий (соответственно для информационного и поведенческого моделирования) нет альтернативы. Для средств функционального моделирования DFD существует альтернативная методология SADT (Structured Analysis and Design Technique) - модели и соответствующие функциональные диаграммы. Методология SADT успешно работает только для моделирования хорошо специфицированных и стандартизованных процессов (деятельность в их рамках жестко регламентирована должностными инструкциями, методиками и другими нормативными материалами). В случае слабой типизации производственных процессов, их стихийного появления и развития единственно возможными являются DFD – методологии.
Методология SADT на базе программных средств IDEF0 является в настоящее время одной из наиболее широко применяемых в России. Тем не менее, она поддерживается лишь 10 процентов существующих CASE-пакетов, оставшиеся 90 процентов поддерживают DFD - методологии.
Фрагменты функциональной модели на примере автоматизации учебного процесса показаны ниже на рисунках 9.6, 9.7.
Рис. 9.6. Контекстная диаграмма функциональной модели организации учебного процесса
на отделениях (первый уровень функциональной модели)
Рис. 9.7. Фрагмент функциональной модели для организации учебного процесса
на отделениях (второй уровень декомпозиции)
