4.1.4. Особенности системного анализа и моделирования при проектировании информационных и программных систем
Системный анализ старше, чем ООП и ООАП, и у него собственный предмет исследования. Как уже отмечалось, у системы возникают новые свойства, которых нет у ее элементов. Примеров систем можно привести достаточно много - это персональный компьютер, автомобиль, человек, биосфера, программа и др. Можно сказать также, что любой объект является системой.
Структура системы – стабильное во времени множество взаимосвязей между ее элементами; она связывает элементы, препятствуя распаду системы. Структура системы может задавать и вложенность элементов одной системы в другую (подсистему в метасистему). При функционирования системы ее свойства изменяются, а характеризует систему состояние, т.е. совокупность свойств, в каждый момент времени отражающих существенные особенности ее поведения. Процесс функционирования системы описывается ее последовательным переходом между состояниями, при этом переход – это совокупность признаков изменения состояний.
Для информационной системы модель – это описание наиболее существенных закономерностей ее структуры и функционирования. Общее свойство моделей - их подобие исходной системе, что позволяет получить из них информацию о свойствах системы-оригинала.
Наиболее общей является так называемая модель "черного ящика", изображаемая в виде прямоугольника со скрытым или неизвестным внутренним устройством. Система не полностью изолирована от внешней среды, они информационно или материально взаимодействуют – с точки зрения системы это входные и выходные воздейсивия., (рисунок 4.1.5). В дальнейшем такая общая модель конкретизируется.
Рисунок 4.1.5. Модель системы как "черный ящик".
Создание и применение адекватных моделей приводит к использованию языков для моделирования и документирования, использующих специальные формальные и графические нотации. Понятно, что нужна унификация языка моделирования для его широкой применимости.
4.2. Базовые элементы языка uml
4.2.1. Общие сведения
Общецелевой язык визуального моделирования UML используют для спецификации, визуализации, проектирования и документирования бизнес-процессов, программного обеспечения и т.д. Это простое, но мощное средство моделирования, эффективное для создания концептуальных, логических и графических моделей различных сложных систем.
Использование языка UML основано на общих принципах моделирования сложных систем и объектно-ориентированном анализе. При этом исключительно важен принцип абстрагирования, предписывающий включать в модель только аспекты проектируемой системы, которые имеют непосредственно относятся к функциям или целевому предназначению системы. Второстепенные детали опускаются для упрощения анализа и исследования модели.
В свою очередь, согласно принципу многомодельности, нет единственной модели, достаточно адекватно описывающей все аспекты сложной системы. Это означает, что модель системы допускает ряд взаимосвязанных представлений (views), каждое из которых соответствует одному из аспектов структуры или поведения системы. Самыми общими считаются статическое и динамическое представления, которые могут подразделяться на более частные представления.
Модели сложных систем строятия по иерархическому принципу, когда модель строится на разных уровнях абстрагирования при фиксированных представлениях, а исходная модель имеет наиболее общее представление (метапредставление).
Принцип иерархического построения моделей сложных систем предписывает создание связанных моделей на разных уровнях детализации.
Уровень представления (layer) — способ организации и рассмотрения модели на одном уровне абстракции, который представляет горизонтальный срез архитектуры модели, в то время как разбиение представляет ее вертикальный срез.
При этом исходная или первоначальная модель сложной системы имеет наиболее общее представление и относится к концептуальному уровню. Такая модель, получившая название концептуальной, строится на начальном этапе проектирования и может не содержать многих деталей и аспектов моделируемой системы. Последующие модели конкретизируют концептуальную модель, дополняя ее представлениями логического и физического уровня.
В целом же процесс ООАП является последовательным переходом от создания общих моделей концептуального уровня к более детальным представлениям логического и физического уровня. На каждом этапе ООАП модели последовательно детализируются с более адекватным отражаением конкретной реализации системы.
Взаимосвязи моделей ООАП представлеы на рис. 4.2.1.
Рис. 4.2.1. Взаимосвязи моделей и представлений системы в объектно-ориентированном анализе и проектировании.
Все разновидности элементов графической нотации языка UML организованы в пакеты.Язык UML описан собственными средствами, причем в роли единого целого выступают произвольные сущности, отнесенные к одному пакету.