2.3.2. Методология структурного анализа и проектирования

Системное проектирование - это дисциплина, определяющая подсистемы, компоненты и способы их соединения, задающая ограничения, при которых система должна функционировать, выбирающая наиболее эффективное сочетание людей, машин и программного обеспечения для реализации системы.

SADT (Structured Analysis and Design Teqnique) - методология структурного анализа и проектирования, которая является предшественницей стандарта IDEF0 и в наиболее поздних редакциях практически полностью с ней совпадает. До широкого распространения ООП большинство сложных систем были построены на принципах структурного подхода, суть которого состоит в декомпозиции системы на ряд модулей, процедур, функций и структур данных, связанных общим алгоритмом функционирования.

SADT - одна из самых известных и широко используемых систем проектирования, включающая графические обозначения (нотации) и подход к описанию систем. Долгосрочное и стратегическое планирование, автомати­зированное производство и проектирование, конфигурация компьютерных систем, обучение персонала, управление финансами и материально-техническим снабжением - вот некоторые из областей эффективного применение SADT.

Широкий спектр областей указывает на универсальность и мощь методологии SADT. В программе интегрированной компьютеризации производства (ICAM) Министерства обороны США была признана полезность SADT, что привело к стандартизации и публикации ее части, называемой IDEF0. В форме стандарта IDEF0 SADT применялась тысячами специалистов в военных и промышленных организациях.

В коммерческом мире SADT используется для определения требований. В этом качестве она конкурирует с методами, ориентированными на потоки данных, - структурного проектирования Е.Иордана, структурного анализа Т.ДеМарко, структурного системного анализа С. Гейна и Т. Сарсона, а также с методами структуризации данных - методами М.Джексона, Лж.Д. Варнира и К. Орра.

В отличие от этих методов структурного анализа, истоки которых нужно искать в проектировании программного обеспечения, SADT создана для описания системы и ее среды до определения требований к программному обеспечению. Иными словами, поставив своей целью описание системы в общем, создатели SADT изобрели графический язык, набор процедур анализа для понимания системы, которые используются прежде, чем можно представить себе воплощение системы. Таким образом, SADT, как правило, применяется на ранних этапах процесса создания системы, входящих в ЖЦ.

SADT - это способ уменьшить количество дорогостоящих ошибок за счет структуризации на ранних этапах создания системы, улучшения контактов между пользователями и разработчиками и сглаживания перехода от анализа к проектированию.

SADT-модели

Описание системы с помощью SADT назы­вается моделью. В SADT-моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графическо­го языка - сама методология SADT. Графический язык SADT обеспечивает структуру и точную семантику естественному языку модели. Графический язык SADT организует естественный язык вполне определенным и однозначным образом, за счет чего SADT и позволяет описывать системы, кото­рые до недавнего времени не поддавались адек­ватному представлению.

Цель моделирования (purpose)

SADT-модель дает полное, точное и адек­ватное описание системы, имеющее конкретное назначение. Это назначение, называемое целью модели, вытекает из формального определения модели в SADT:

М есть модель системы S, если М может быть использована для получения ответов на вопросы относительно S с точностью А.

Таким образом, целью модели является получение ответов на некоторую совокупность вопросов. Эти вопросы неявно присутствуют (подразумеваются) в процессе анализа и, следо­вательно, они руководят созданием модели и направляют его. Это означает, что сама модель должна будет дать ответы на эти вопросы с за­данной степенью точности. Если модель отвечает не на все вопросы или ее ответы недостаточно точны, то мы говорим, что модель не достигла своей цели. Определяя модель таким образом, SADT закладывает основы практического моде­лирования.

Субъект моделирования (scope)

Модель является некоторым толкованием системы. Поэтому субъектом моделирования слу­жит сама система. Однако моделируемая система никогда не существует изолированно: она всегда связана с окружающей средой. Причем зачастую трудно сказать, где кончается система и начина­ется среда. По этой причине в методологии SADT подчеркивается необходимость точного определения границ системы. SADT-модель всег­да ограничивает свой субъект, т.е. модель уста­навливает точно, что является и что не является субъектом моделирования, описывая то, что входит в систему, и подразумевая то, что лежит за ее пределами. Ограничивая субъект, SADT-модель помогает сконцентрировать внимание именно на описываемой системе и позволяет избежать включения посторонних субъектов. Поэтому SADT-модель должна иметь единственный субъект.

Точка зрения (viewpoint)

У модели может быть только одна точка зрения. С определением модели тесно связана позиция, с которой наблюдается система и соз­дается ее модель. Поскольку качество описания системы резко снижается, если оно не сфокуси­ровано ни на чем, SADT требует, чтобы модель рассматривалась все время с одной и той же позиции. Эта позиция называется "точкой зре­ния" данной модели.

"Точку зрения" лучше всего представлять себе как место (позицию) человека или объекта, в которое надо встать, чтобы увидеть систему в действии. С этой фиксированной точки зрения можно создать согласованное описание системы так, чтобы в модель не смешивались бы несвязанные описа­ния и взгляды. Иногда только одна из множества возмож­ных точек зрения может дать описание, удовлет­воряющее цели модели.

Обычно используется точка зрения заказчика.

 Модели как взаимосвязанные наборы диаграмм

 После того как определены субъект, цель и точка зрения модели, начинается первая интегра­ция процесса моделирования по методологии SADT. Субъект определяет, что включить в мо­дель, а что исключить из нее. Точка зрения диктует автору модели выбор нужной информа­ции о субъекте и форму ее подачи. Цель стано­вится критерием окончания моделирования. Конечным результатом этого процесса является набор тщательно взаимоувязанных описаний, начиная с описания самого верхнего уровня всей системы и кончая подробным описанием деталей или операций системы.

Каждое из таких взаимосогласо­ванных описаний называется диаграммой. SADT-модель объединяет и организует диаграммы в иерархические структуры, в которых диаграммы наверху модели менее детализированы, чем диаграммы нижних уровней. Другими словами, модель SADT можно представить в виде древо­видной структуры диаграмм, где верхняя диа­грамма является наиболее общей, а самые ниж­ние наиболее детализированы.

Методология SADT создана специально для представления сложных систем путем построения моделей. SADT-модель - это описание системы, у которого есть единственный субъект, цель и одна точка зрения. Целью служит набор вопросов, на кото­рые должна ответить модель. Точка зрения - позиция, с которой описывается система. Цель и точка зрения - это основополагающие понятия SADT.

Описание модели SADT организовано в виде иерархии взаимосвязанных диаграмм. Вершина этой древовидной структуры представляет собой самое общее описание систе­мы, а ее основание состоит из наиболее дета­лизированных описаний.

В значительной мере успех методологии SADT объясняется ее графическим язы­ком, хотя не менее ценным является сам процесс моделирования. Процесс моделиро­вания в SADT включает сбор информации об ис­следуемой области, документирование получен­ной информации и представление ее в виде мо­дели и уточнение модели посредством итератив­ного рецензирования. Кроме того, этот процесс подсказывает вполне определенный путь выпол­нения согласованной и достоверной структурной декомпозиции, что является ключевым моментом в квалифицированном анализе системы. SADT уникальна в своей способности обеспечить как графический язык, так и процесс создания не­противоречивой и полезной системы описаний.

SADT является мето­дологией в полном смысле, потому что она объе­диняет:

• итеративный процесс создания модели,

• нотации, управляющие конфигурацией модели,

• язык ссылок для диаграмм, язык функций моде­лей с графическим языком описания системы,

• рекомендации по реализации аналитичес­ких проектов.

Нотации, управляющие конфигу­рацией, гарантируют, что новые диаграммы будут корректно встроены в иерархическую структуру модели. Язык ссылок в SADT, правила сокраще­ний для ссылок, адресованных к отдельным час­тям диаграммы, облегчают оформление замечаний при рецензировании модели. Язык функций позволяет декларативно определять правила работы системы, что часто является особенно важным завершающим шагом в описании системы.