Информационное обеспечение управляющих систем реального времени

цесс может быть реализован различными способами: это может быть подразделение организации (отдел), выполняющее обработку входных документов и выпуск отчетов, программа, аппаратно реализованное логическое устройство и т.д.

Основными компонентами диаграмм потоков данных являются: внешние сущности, накопители данных или хранилища, процессы, потоки данных, системы/подсистемы

[8].

Внешняя сущность обозначается прямоугольником с тенью, внутри которого указывается ее имя (рис. 5). При этом в качестве имени рекомендуется использовать существительное в именительном падеже. Иногда внешнюю сущность называют также терминатором.

Рис. 5. Изображение внешней сущности на диаграмме потоков данных

Процесс часто представляет собой программу. Процесс на диаграмме потоков данных изображается прямоугольником с закругленными вершинами, разделенным на три секции или поля горизонтальными линиями. Поле номера процесса служит для идентификации последнего. В среднем поле указывается имя процесса. В качестве имени рекомендовано использовать глагол в неопределенной форме с необходимыми дополнениями. Нижнее поле содержит указание на способ физической реализации процесса (рис. 6).

31

Рис. 6. Изображение процесса на диаграмме потоков данных

Рис. 7. Изображение подсистемы на диаграмме потоков данных

Информационная модель системы строится как некоторая иерархическая схема в виде так называемой контекстной диаграммы, на которой исходная модель последовательно представляется в виде модели подсистем соответствующих процессов преобразования данных. При этом подсистема или система на контекстной диаграмме DFD (рис. 7) изображается, так же как и процесс, прямоугольником с закругленными вершинами.

Накопитель данных или хранилище представляет собой абстрактное устройство или способ хранения информации, перемещаемой между процессами. Накопитель дан-

32

ных чаще реализуется в электронном виде на магнитных носителях. Накопитель данных на диаграмме потоков данных изображается прямоугольником с двумя полями (рис. 8). Первое поле служит для указания номера или идентификатора накопителя, который начинается с буквы D. Второе поле служит для указания имени. При этом в качестве имени накопителя рекомендуется использовать существительное, которое характеризует способ хранения соответствующей информации [8].

Рис. 8. Изображение накопителя на диаграмме потоков данных

Поток данных – это информация, передаваемая через некоторое соединение от источника к приемнику. Реальный поток данных может передаваться по сети. Поток данных изображается линией со стрелкой на одном из ее концов, при этом стрелка показывает направление потока данных. Каждый поток данных имеет свое собственное имя, отражающее его содержание.

В качестве примера рассмотрим упрощенную модель процесса получения некоторой суммы наличными по кредитной карточке клиентом банка (рис. 9). Внешними сущностями данного примера являются клиент банка и, возможно, служащий банка, который контролирует процесс обслуживания клиентов. Накопителем данных может быть база данных о состоянии счетов отдельных клиентов банка. Отдельные потоки данных отражают характер передаваемой информации, необходимой для обслуживания клиента банка. Соответствующая модель для данного примера может быть представлена в виде диаграммы потоков данных.

33

Рис. 9. Пример диаграммы DFD для процесса получения некоторой суммы наличными по кредитной карточке

В настоящее время диаграммы потоков данных используются в некоторых CASE-средствах для построения информационных моделей систем обработки данных. Основной недостаток этой методологии также связан с отсутствием явных средств для объектно-ориентированного представления моделей сложных систем, а также представления сложных алгоритмов обработки данных.

Диаграммы функционального моделирования IDEF. Контекстная диаграмма АИС.

IDEF (ICAM – Integrated Computer-Aided Manufacturing) для решения задач моделирования сложных систем. В рамках программы ICAM было разработано несколько графических языков моделирования, которые получили следующие названия:

•Нотация IDEF0 – для документирования процессов производства и отображения информации об использовании ресурсов на каждом из этапов проектирования систем.

•Нотация IDEF1 – для документирования информации

опроизводственном окружении систем.

34

•Нотация IDEF2 – для документирования поведения системы во времени.

•Нотация IDEF3 – специально для моделирования бизнес-процессов.

Нотация IDEF2 никогда не была полностью реализована. Методология IDEF-SADT нашла применение в правительственных и коммерческих организациях, поскольку на тот период времени вполне удовлетворяла различным требованиям, предъявляемым к моделированию широкого класса систем.

1.2.4. Методология IDEF0.

Контекстная диаграмма АИС

IDEF0 – Function Modeling – методология функцио-

нального моделирования и графическая нотация, предназначенная для формализации и описания бизнес-процессов. Отличительной особенностью IDEF0 является соподчиненность объектов и логические отношения между работами, а не их временная последовательность (WorkFlow) [8].

Методология IDEF-SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели системы какойлибо предметной области. Функциональная модель SADT отображает структуру процессов функционирования системы и ее отдельных подсистем. Исходными блоками модели IDEF0 процесса являются деятельность (activity) и

стрелки (arrows).

Деятельность (процесс) представляет собой некоторое действие или набор действий, которые имеют фиксированную цель и приводят к некоторому конечному результату. На диаграммах деятельность или процесс изображается прямоугольником, который называется блоком. Функциональные блоки (работы) происходят в течение определенного времени и имеют результаты. Имя работы должно

35

быть выражено отглагольным существительным, обозначающим действие. Стрелки обозначают воздействие на другой процесс, производство деятельности, потребляемые ресурсы.

При этом различают стрелки четырех видов:

•I (Input) – вход, т.е. все, что поступает в процесс или потребляется процессом;

•С (Control) – управление или ограничение на выполнение операций процесса;

•О (Output) – выход или результат процесса;

•М (Mechanism) – механизм, который используется для выполнения процесса.

Стрелка Вход (Input) выходит из левой стороны рамки рабочего поля и входит слева впрямоугольник процесса. Стрелка Управление (Control) входит и выходит сверху. Стрелка Выход (Output) выходит из правой стороны процесса и входит в правую сторону рамки. Стрелка Механизм (Mechanism) входит в прямоугольникпроцессаснизу(рис. 10).

Рис. 10. Обозначение процесса и стрелок ICOM на диаграммах IDEF0

Построение модели IDEF-SADT начинается с построения простейшей диаграммы, состоящей из одного блока процесса и стрелок ICOM, служащих для изображе-

36

ния основных видов взаимодействия с объектами вне системы (контекстная диаграмма). Далее постепенно вводятся более детальные представления модели системы, т.е. происходит декомпозиция (диаграммы декомпозиции).

В качестве примера методологии рассматривается деятельность по оформлению кредита в банке (процесс). Входом данного процесса является заявка от клиента на получение кредита, а выходом – соответствующий результат, т.е. непосредственно кредит. При этом управляющими факторами являются правила оформления кредита, которые регламентируют условия получения соответствующих финансовых средств в кредит. Механизмом данного процесса является служащий банка, который уполномочен выполнить все операции по оформлению кредита. Пример исходного представления процесса оформления кредита в банке приведен на рис. 11 [8].

Рис. 11. Пример исходной диаграммы IDEF-SADT для процесса оформления кредита в банке

В конечном итоге модель IDEF-SADT представляет собой серию иерархически взаимосвязанных диаграмм с сопроводительной документацией, которая разбивает исходное представление сложной системы на отдельные составные части. Детали каждого из основных процессов

37

представляются в виде более детальных процессов на других диаграммах.

Вметодологии IDEF0 требуется только пять типов взаимодействий между блоками для описания их отношений: управление, вход, обратная связь по управлению, обратная связь по входу, выход-механизм [8].

Отношение управления возникает, когда есть выход из блока к блоку с меньшим доминированием. Обратная связь по управлению и обратная связь по входу представляют собой итерацию или рекурсию. Обратная связь по управлению возникает, когда есть выход из блока с большим доминированием к меньшему. Связи «выход – механизм» отражают ситуацию, когда выход одной функции становится средством достижения цели для другой. Связи «выход – механизм» характерны при распределении источников ресурсов.

ВIDEF0 дуги могут разветвляться и соединяться различными способами. Вся дуга или ее часть может выходить из одного или нескольких блоков и заканчиваться в одном или нескольких блоках. Разветвление дуг, изображаемое в виде расходящихся линий, означает, что все содержимое дуг или его часть может появиться в каждом ответвлении. Дуга может помечаться до разветвления и дает название всему набору. Каждая ветвь дуги может быть помечена.

Количество блоков на диаграммах нижних уровней должно быть меньше количества блоков в родительских диаграммах. Нужно стремиться к упрощению и уменьшению количества блоков по мере декомпозиции модели.

Диаграммы должны быть сбалансированы, т.е. количество входящих и выходящих стрелок для работ в диаграмме должно быть продумано и равномерно.

Для наименования блоков составляется словарь элементарных (тривиальных) функций моделируемой системы. Фактически в данный словарь должны попасть функции нижнего уровня декомпозиции диаграмм. Например,

38

для модели БД элементарными могут являться функции «найти запись», «добавить запись в БД», в то время как функция «регистрация пользователя» требует дальнейшего описания.

Методология IDEF3. Контекстная диаграмма АИС

Документооборот позволяют отобразить не только диаграммы DFD, но и IDEF3 (workflow dia-gramming). IDEF3 графически отображают ИП, взаимодействие между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов.

Диаграммы Workflow могут быть использованы для моделирования бизнес-процессов и анализа завершенных процедур обработки информации. С их помощью описывают сценарии действия сотрудников организации. Диаграмма IDEF3 – это метод, позволяющий описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также объекты, совместно участвующие в одном процессе. Техника описания IDEF3 является частью структурного анализа и может быть использована для имитации процессов.

Каждая работа в IDEF3 описывает какой-либо сценарий бизнес-процесса и может быть составляющей другой работы. Поскольку сценарий описывает цель и рамки модели, важно, чтобы работы именовались отглагольным существительным, обозначающим процесс действия, или фразой, содержащей такое существительное. Должна быть документирована точка зрения на модель и цель модели [8].

Диаграмма является единицей описания в IDEF3. Еди-

ницы работы Unit of Work (UOW) – работы (activity) являют-

ся центральными компонентами диаграммы, изображаются прямоугольниками и имеют имя (отглагольное существительное в составе фразы, обозначающее процесс действия) и номер (идентификатор). Выход из работы (результат) обо-

39

значается другим именем, в составе той же фразы («Изготовление изделия»). Номер работы состоит из родительского идентификатора и порядкового номера диаграммы.

Связи показывают взаимоотношения работ. Связи однонаправлены и могут быть направлены куда угодно, желательно слева направо. В IDEF3 различают три типа стрелок, стиль которых устанавливается через меню Edit/Arrow Style:

1.Старшая (Precedence) – сплошная линия, связывающая работы (UOW). Показывают, что работа-источник должна закончиться прежде, чем начнется работа-цель.

2.Отношения (Relational Link) – пунктирная линия для связей между работами, работами и объектами ссылок.

3.Потоки объектов (Object Flow) – стрелка с двумя наконечниками для обозначения того, что объект используется в двух и более работах или когда объект порождается одной работой и используется в другой.

Вместо старшей связи может быть использована стрелка с двумя наконечниками, если результатом работыисточника становится объект, необходимый для запуска работы-цели.

Отношение показывает, что стрелка является альтернативой старшей стрелке в отображении последовательности работ. Работа-цель может закончиться прежде, чем закончится работа-источник.

Для отображения логики взаимодействия стрелок при слиянии и разветвлении или для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы, используются перекрестки

(Junction). Различают перекрестки слияния (Fan-in Junction)

иразветвления стрелок (Fan-out Junction). Перекресток не может одновременно использоваться для слияния и разветвления. Для внесения перекрестка есть кнопка (добавить в диаграмму перекресток – Junction). Далее необходимо

40