- •«Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
- •Теория систем и системный анализ
- •Предисловие
- •Содержание
- •Тема 1. Системные исследования 9
- •Тема 2. Моделирование и анализ систем. Основные подходы 18
- •Тема 3. Технологии системного моделирования 50
- •Тема 4. Технология объектного моделирования и анализа 125
- •4.2. Требования к объектному моделированию бизнес-систем 151
- •4.3. Case-инструментарий объектного моделирования и анализа 170
- •Тема 5. Технология системно-объектного моделирования и анализа 182
- •Тема 6. Графический язык моделирования бизнес-процессов bpmn. 231
- •Тема 1. Системные исследования
- •1.1. Структура самостоятельного научного направления
- •1.2. Структура системных исследований
- •1.3. Эволюция системного подхода
- •Вопросы для повторения
- •Резюме по теме
- •Тема 2. Моделирование и анализ систем. Основные подходы
- •2.1. Традиционный системный подход
- •2.1.1. Особенности и проблемы традиционного системного подхода и системного анализа
- •2.1.2. Причины существования проблем традиционного системного подхода и системного анализа
- •2.2. Объектно-ориентированный подход
- •2.2.1. Особенности объектно-ориентированного подхода
- •2.2.2. Необходимость интеграции объектного и системного подходов
- •2.3. Системология – системный подход ноосферного этапа развития науки
- •2.3.1. Основные понятия
- •2.3.2. Системология – язык теории организации, логистики и инжиниринга бизнеса
- •2.3.3. Системологический и объектно-ориентированный подход
- •Вопросы для повторения
- •Резюме по теме
- •Тема 3. Технологии системного моделирования
- •3.1. Технология системно-структурного моделирования и анализа «3-View Modeling»
- •3.1.1. Диаграммы потоков данных: нормативная система; построение модели; словарь данных; спецификация процесса
- •Нормативная система
- •Построение модели
- •Словарь данных
- •3 {Болт} 7 – от 3 до 7 итераций
- •1 {Болт} – 1 и более итераций
- •Спецификация процесса
- •3.1.2. Диаграммы «сущность-связь»: нотация Чена; нотация Баркера; построение модели
- •Нотация Чена
- •Нотация Баркера
- •Построение модели
- •3.1.3. Диаграммы переходов состояний
- •3.2. Стандарты системного моделирования и анализа серии «Icam deFinition»
- •3.2.1. Стандарт функционального моделирования idef0
- •3.2.2. Стандарт информационного моделирования idef1
- •3.2.3. Стандарт моделирования баз данных idef1x
- •3.2.4. Стандарт моделирования сценариев idef3.
- •3.2.5. Стандарт моделирования онтологий idef5
- •3.3. Case-инструментарий системного моделирования и анализа
- •3.3.1. Назначение и возможности «AllFusion Process Modeler/bPwin»
- •3.3.2. Особенности «bPwin»
- •3.3.3. Недостатки инструментария системного моделирования
- •Вопросы для повторения
- •Резюме по теме
- •Тема 4. Технология объектного моделирования и анализа
- •4.1.1. Сущности: структурные; поведенческие; группирующие; аннотационные
- •Структурные сущности
- •Поведенческие сущности
- •Группирующие сущности
- •Аннотационные сущности
- •4.1.2. Отношения
- •4.1.3. Диаграммы
- •4.1.4. Процесс объектно-ориентированного моделирования/проектирования: начальная фаза; исследование; построение; внедрение; дополнительные средства
- •Начальная фаза проекта (Inception)
- •Исследование (Elaboration)
- •Построение (Construction)
- •Внедрение (Transition)
- •Дополнительные средства
- •4.2. Требования к объектному моделированию бизнес-систем
- •4.2.1. Внешняя модель бизнес-системы
- •4.2.2. Внутренняя модель бизнес-системы
- •4.2.3. Пример uml-модели бизнес-системы
- •4.2.4. Пример модели информационного обеспечения бизнеса
- •4.3. Case-инструментарий объектного моделирования и анализа
- •4.3.1. Назначение и возможности «ibm Rational Software Architect»
- •4.3.2. Интерфейс «ibm Rational Software Architect»
- •4.3.3. Представление модели в «ibm Rational Software Architect»: представление вариантов использования; логическое представление; представление компонент; представление размещения
- •Представление вариантов использования
- •Логическое представление
- •Представление компонент
- •Представление размещения
- •4.3.4. Недостатки инструментария объектного моделирования
- •Вопросы для повторения
- •Резюме по теме
- •Тема 5. Технология системно-объектного моделирования и анализа
- •5.1. Методология системно-объектного моделирования и анализа
- •5.1.1. Системологический подход «Узел-Функция-Объект»
- •5.1.2. Адаптивная нормативная система уфо-анализа
- •5.1.3. Классификация бизнес-систем
- •5.2. Процедура системно-объектного моделирования и анализа
- •5.2.1 Алгоритм уфо-анализа.
- •5.2.2. Примеры уфо-моделей.
- •5.3. Case-инструментарий системно-объектного моделирования и анализа
- •5.3.1. Назначение и возможности «ufo-toolkit»
- •5.3.2. Особенности функционирования «ufo-toolkit»
- •5.3.3 Технология представление моделей в «ufo-toolkit»
- •Торгово-закупочная деятельность
- •Вопросы для повторения
- •Резюме по теме
- •Тема 6. Графический язык моделирования бизнес-процессов bpmn.
- •6.1. Назначение и область применения.
- •6.2. Диаграммы бизнес-процессов (bpd).
- •6.2.1. Элементы потока.
- •6.2.2. Соединяющие элементы.
- •6.2.3. Зоны ответственности и артефакты.
- •6.2.4. Правила соединения Элементов потока.
- •6.3. Соотношение bpmn, xpdl, bpel, bpml.
- •6.3.1. Стандарты sgml и xml
- •6.3.5. Соотношение языков.
- •6.4. Case-инструментарий бизнес-моделирования в нотации bpmn.
- •6.4.1. Назначение и возможности.
- •6.4.2. Особенности функционирования и интерфейса.
- •6.4.3. Примеры моделей в нотации bpmn.
- •6.4.4. Недостатки моделирования в нотации bpmn.
- •Вопросы для повторения
- •Резюме по теме
- •Вместо заключения
- •Представление dfd-диаграммы с помощью уфо-модели
- •Представление idef0-диаграммы с помощью уфо-модели.
- •Представление bpmn-диаграммы с помощью уфо-модели.
- •Глоссарий
- •Список литературы
Тема 5. Технология системно-объектного моделирования и анализа 182
5.1. Методология системно-объектного моделирования и анализа 182
5.1.1. Системологический подход «Узел-Функция-Объект» 182
5.1.2. Адаптивная нормативная система УФО-анализа 187
5.1.3. Классификация бизнес-систем 192
5.2. Процедура системно-объектного моделирования и анализа 196
5.2.1 Алгоритм УФО-анализа. 196
5.2.2. Примеры УФО-моделей. 204
5.3. CASE-инструментарий системно-объектного моделирования и анализа 214
5.3.1. Назначение и возможности «UFO-toolkit» 214
5.3.2. Особенности функционирования «UFO-toolkit» 219
5.3.3 Технология представление моделей в «UFO-toolkit» 223
Вопросы для повторения 229
Резюме по теме 229
Тема 6. Графический язык моделирования бизнес-процессов bpmn. 231
6.1. Назначение и область применения. 231
6.2. Диаграммы бизнес-процессов (BPD). 231
6.2.1. Элементы потока. 232
6.2.2. Соединяющие элементы. 235
6.2.3. Зоны ответственности и артефакты. 236
6.2.4. Правила соединения Элементов потока. 238
6.3. Соотношение BPMN, XPDL, BPEL, BPML. 240
6.3.1. Стандарты SGML и XML 240
6.3.2. XPDL 243
6.3.3. BPEL 247
6.3.4. BPML 252
6.3.5. Соотношение языков. 255
6.4. CASE-инструментарий бизнес-моделирования в нотации BPMN. 259
6.4.1. Назначение и возможности. 260
6.4.2. Особенности функционирования и интерфейса. 263
6.4.3. Примеры моделей в нотации BPMN. 270
6.4.4. Недостатки моделирования в нотации BPMN. 272
Вопросы для повторения 276
Резюме по теме 276
Вместо заключения 277
Глоссарий 287
Список литературы 305
Тема 1. Системные исследования
Цели и задачи изучения темы
Целью изучения данной темы является ознакомление с системными исследованиями как самостоятельным научным направлением.
При этом ставятся следующие задачи:
ознакомление со структурой самостоятельного научного направления;
структурирование системных исследований как самостоятельного научного направления;
изучение эволюции системного подхода и его принципов.
1.1. Структура самостоятельного научного направления
Рассмотрим основные компоненты самостоятельного научного направления и их взаимодействие, обеспечивающее его функциональную целостность.
Схема взаимодействия компонент самостоятельного научного направления представлена на рисунке 1.1. Описание схемы заимствовано из работ Г.П. Мельникова.
Рис. 1.1 - Схема
взаимодействия компонент самостоятельного
научного направления.
На схеме, кроме блоков (компонент научного направления или научной дисциплины), представлено еще два типа связей между этими компонентами. Связи типа «что» или «по данным», по которым осуществляется информационное взаимодействие компонент (обмен знаниями), изображены одинарными стрелками. Связи типа «как» или «по управлению», по которым осуществляется методологическое или методическое управление компонентами, изображены двойными стрелками.
Цель исследовательской деятельности – познание наблюдаемых и потенциальных свойств объекта исследований, являющегося первым необходимым компонентом научного направления. Результат исследовательской деятельности – знания его (объекта) текущего состояния, предыстории становления и умения на достаточно серьезных основаниях прогнозировать его будущее и делать выводы о его поведении, в том числе и в необычных для него условиях.
При рассмотрении научной дисциплины как системы в ее структуре функционально выделяется два вида знаний, обеспечивающих взаимодействия ее компонентов. Во-первых, это феноменологические знания, основанные на учете того, что дано непосредственно в наблюдении за объектом исследования как явлением, феноменом. Во-вторых, это логические знания, вырабатываемые на основе феноменологических, с учетом знания законов, отражающих причинно-следственные связи явлений. При равной степени полноты и достоверности знаний об изучаемом объекте предпочтительнее тот путь исследования, который позволяет обойтись меньшей долей феноменологически получаемых знаний и, соответственно, большую долю знаний об объекте получать логически.
Отработанные приемы наблюдения и эксперимента для получения новых феноменологических, эмпирических знаний об объекте представляют собой методики исследований, также являющиеся необходимым компонентом научной дисциплины.
Получение на основании феноменологических знаний новых логически устанавливаемых (выводных) может быть обеспечено только с помощью опорных, априорных знаний более универсального характера. Накопление, хранение и передачу таких знаний об объекте обеспечивает еще один необходимый компонент научной дисциплины – концепция или теория, обслуживающая данное научное направление.
Выведение на основе новых феноменологических знаний и ранее установленных концептуальных знаний новых логически устанавливаемых знаний о данном объекте обеспечивается следующим компонентом научной дисциплины – методом исследования. Метод представляет собой способ теоретического освоения наблюдаемого и выявленного в эксперименте, ориентированный на определенную феноменологию и концепцию.
Любая самостоятельная научная дисциплина (научное направление), представляя собой определенную целостность конкретно-научных знаний, не существует, тем не менее, сама по себе. Она функционирует в среде общенаучных знаний, которые периодически привлекаются данной дисциплиной, что обеспечивает формирование навыков и приемов философского осмысления и анализа специальных концепций, теорий, методов и методик данной науки. Эти специфические навыки, возникающие из потребностей философского осмысления проблем конкретной науки и конкретно-научного осмысления философских категорий и законов, формируют особый компонент данной науки – методологию. Методология обеспечивает эффективность всей научной деятельности за счет согласования и усовершенствования всех ее компонентов, особенно в «нештатных» ситуациях.
О существовании самостоятельной научной дисциплины (научного направления) можно говорить в тех случаях, когда достаточно четко сформировались границы ее объекта, сложились методики получения новых феноменологических знаний, существует концепция или теория данной дисциплины. Для существования самостоятельной научной дисциплины, кроме того, должен существовать метод (или набор методов) данной научной дисциплины и должна сформироваться определенная методология. Лишь в этом случае возможна эффективная исследовательская деятельность, имеющая в своем составе все необходимые компоненты: объект, методики, метод, теорию или, хотя бы, концепцию и методологию.
Самостоятельная научная дисциплина (научное направление) как система навыков изучения определенного объекта и накопленных данных о нем отражает в себе объект несколькими проекциями в совокупности своей составляющими предмет (концепт) данной науки: объект как носитель некоторой сущности представлен как отражение этой сущности в концептуальном ядре теории; объект как феномен, как явление представлен с помощью средств индикации и фиксации в массиве феноменологических данных актуально и в феноменологической части теории.
При анализе природы научной дисциплины представляется полезным учитывать мнения основоположников системологии о соотношении формального и содержательного.
«С позиций системологии получение выводного знания, то есть главная функция метода, может основываться лишь в частном случае на формально-логических и математических процедурах. В общем случае – это должен быть прежде всего содержательный вывод, учитывающий законы развития, адаптации и эволюции».
«Стремление к сущностному познанию – важнейшая часть системной методологии любой научной дисциплины. Подмена сущностного рассмотрения конструктами и логически оправданными моделями есть отступление от системной методологии».