Понятие о структурном анализе
Существующие CASE-средства основаны на методологиях структурного или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.
Структурным анализом (структурным подходом) принято называть метод исследования системы, представленной как совокупность взаимодействующих функций или работ, который начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней. Для таких методов характерно разбиение на уровни абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней (обычно от 3 до 6-7); ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали; дуальность данных и операций над ними; использование строгих формальных правил записи; последовательное приближение к конечному результату.
В основе объектно-ориентированного подхода лежит объектная декомпозиция, при этом статическая структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы – в терминах обмена сообщениями между объектами.
В рамках первой части курсовой работы используется методология структурного анализа.
Средства структурного анализа и их взаимоотношения
Для целей моделирования систем вообще, и структурного анализа в частности, используются три группы средств, иллюстрирующих:
функции, которые система должна выполнять (функциональное моделирование);
отношения между данными (информационное моделирование);
зависящее от времени поведение системы (динамическое моделирование).
Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм):
Функциональное моделирование: DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных, IDEF0 (Integrated DEFinition) – функциональная модель;
Информационное моделирование: ERD (Entity Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность – связь»;
Динамическое моделирование: STD (State Transition Diagrams) – диаграммы переходов состояний, IDEF3 (Work Flow Diagrams), IDEF0 PN (Petri Network) – сети Петри.
В рамках первой части курсовой работы рассматриваются IDEF0, DFD, IDEF3–модели и возможность получения ERD-модели по DFD или IDEF0–модели.
Схематически взаимоотношение моделей приведено на рисунке 1.
Рисунок 1 - Взаимоотношение моделей в структурном подходе
3 Проектирование информационной системы с использованием структурного подхода
3.1 Функциональная модель idef0
Функциональная структура системы разрабатывается с использованием методологии IDEF0 реализованной в программном обеспечении ERwin Process Modeler Release 7.3.3.1773, выпускаемого фирмой COMPUTER ASSOCIATIONS.
IDEF0, ранее известная как технология структурированного анализа и разработки (SADT - Structured Analysis and Design Technique), является стандартом технологии моделирования процессов. DFD-модель создавалась как средство проектирования ИС, тогда как назначение модели IDEF0 состоит в документировании и пересмотре назначения и состава функций для повышения эффективности функционирования организации.
Описание системы с помощью IDEF0 называется функциональной моделью. Функциональная модель предназначена для описания бизнес-процессов. Бизнес-процесс определяется как логически завершенный набор взаимосвязанных и взаимодействующих видов деятельности, поддерживающий деятельность организации и реализующий ее политику, направленную на достижение определенного результата, представляющего ценность для потребителя. Бизнес-процесс в узком смысле можно определить как набор связанных процедур. Одной из основных идей IDEF0-моделей является построение двух видов моделей: «как есть» (AS-IS) и «как должно быть» (AS-TO-BE). Это нужно при проведении реинжиниринга бизнес-процессов организации. При проведении сложных проектов обследования предприятий, разработка моделей в стандарте IDEF0 позволяет наглядно и эффективно отобразить весь механизм деятельности предприятия в нужном разрезе. В результате получается IDEF0-модель предприятия по принципу «Как есть». В дальнейшем, эта модель будет передана на анализ и обработку к бизнес-аналитикам, которые будут заниматься поиском «узких мест» в управлении компанией и оптимизацией основных процессов, трансформируя модель «Как есть» в соответствующее представление «Как должно быть». На основании этих изменений и выносится итоговое заключение, которое содержит в себе рекомендации по реорганизации системы управления. Переход от модели «AS-IS» к модели «AS-TO-BE» может выполняться двумя способами:
совершенствованием существующих технологий на основе оценки их эффективности;
радикальным изменением технологий и перепроектированием (реинжинирингом) бизнес-процессов.
Модели проектируемой системы, которые строятся на основе модели «AS-TO-BE», уточняются и детализируются до необходимого уровня.
В IDEF0-технологии проектируемая система представляется иерархически упорядоченным множеством функциональных диаграмм, отображающих на каждом уровне выполняемые функции и информационные связи между функциями, а также между функцией и внешней средой.
В основе методологии лежат четыре основных понятия.
Первым из них является понятие функционального блока (Activity), представленный на рисунке 2.
Рисунок 2 - Функциональный блок IDEF0
Вторым понятием методологии IDEF0 является понятие интерфейсной дуги (Arrow). Она описывает взаимодействие работ с внешним миром и между собой. Графическим отображением интерфейсной дуги является однонаправленная стрелка.
В IDEF0 различают пять видов стрелок:
Вход – информация и материалы, используемые и преобразуемые работой для получения результата (выхода). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа. Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань работы.
Управление – информация, управляющая действиями работы. Обычно управляющие стрелки несут информацию, которая указывает, что должна выполнять работа. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку управления, которая изображается как входящая в верхнюю грань работы.
Выход – информация и материалы, в которые преобразуются входы. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода, которая рисуется как исходящая из правой грани работы.
Механизм – ресурсы, необходимые для выполнения работы. Стрелка механизма рисуется как входящая в нижнюю грань работы. По усмотрению аналитика могут не изображаться на модели.
Вызов – специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Стрелка вызова рисуется как исходящая из нижней грани работы и используется для указания того, что некоторая работа выполняется за пределами моделируемой системы.
Третьим основным понятием стандарта IDEF0 является декомпозиция (Decomposition). Принцип декомпозиции применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции. При этом уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели.
Декомпозиция позволяет постепенно и структурированно представлять модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой.
Последним из понятий IDEF0 является глоссарий (Glossary). Для каждого из элементов IDEF0: диаграмм, функциональных блоков, интерфейсных дуг существующий стандарт подразумевает создание и поддержание набора соответствующих определений, ключевых слов, повествовательных изложений и т.д., которые характеризуют объект, отображенный данным элементом. Этот набор называется глоссарием и является описанием сущности данного элемента. Глоссарий гармонично дополняет наглядный графический язык, снабжая диаграммы необходимой дополнительной информацией.
Покажем пример разработки функциональной модели на примере автоматизации процесса ведения бухгалтерии склада предприятия.
На рисунке 3 представлена диаграмма верхнего уровня - контекстная диаграмма, которая представляет собой описание интерфейса системы.
Рисунок 3 - Описание интерфейса системы
Здесь отражается самое общее описание системы и ее взаимодействие с внешней средой, определяется входная и выходная информация, управляющие данные, и механизм, с помощью которого реализуются функции системы. После описания системы в целом происходит разбиение ее на блоки - декомпозиция. На диаграмме декомпозиции (рисунок 4) более наглядно можно проследить за ходом работы предприятия, и какие функции в него входят.
Рисунок 4 - Общая схема функционирования системы
Описание начнем с третьего блока диаграммы– покупка товара или материального средства. Покупка товара происходит в двух случаях: по требованию, когда предприятию для производства продукции требуется товар (материальное средство), но его нет в наличии на складе, и в процессе плановых закупок, формируемых по результатам отчетности.
Выходными данными этого блока являются платежные документы, которые оформляются в результате покупки. Однако, при выявлении расхождений данных счета (товаров, за которые мы заплатили) с фактически поступившими товарами, составляется акт приемки материалов, целью которого является документирование недостающих материальных средств. Эта информация не является необходимой для функционирования склада, но она важна для таких подразделений предприятия как бухгалтерия и отдел снабжения для выявления причин и принятия решения о поставке недостающих материальных средств.
Функция следующего блока диаграммы – приемка товара, которая происходит при поступлении купленного товара на склад или неучтенного товара в результате инвентаризации.
Суть процесса инвентаризации состоит в определении вида и количества недостающего товара или неучтенного (который физически присутствует на складе, но не зарегистрирован в соответствующих документах) товара. Далее для неучтенного товара оформляется приход, а недостающий товар списывается, инициируя процедуру аналогичную выдаче товара со склада.
Выдача товара происходит в результате инвентаризации, описанной выше или в процессе получения соответствующего требования.
После получения требования происходит поиск соответствующего товара на складе. Если данный товар найден, оформляется его выдача. Если же товар на складе отсутствует, то целесообразно его закупить и тут вступает в силу блок покупки товара.
Важнейшей задачей системы является формирование отчетности, без которой немыслим производственный процесс. Так как качество принятия решения напрямую зависит от полноты и достоверности информации об объекте управления.
Производственный процесс невозможен без управления, который в нашей системе представлен в виде приказов. Так как ответственность за решение, влияющее на материальную базу предприятия должен нести руководитель.
Декомпозиция блока позволяет детально рассмотреть происходящий в нем процесс. Декомпозицию производят до тех пор, пока в рассматриваемом блоке можно выделить три и более связанных между собой функций, которые будут представлять собой подблоки данного декомпозируемого блока.
Н
а
рисунке 5 представлена декомпозиция
блока инвентаризации.
Рисунок 5 - Декомпозиция блока «Инвентаризация»
Он включает три функции:
формирование складской книги, где ведется учет материальных средств
сверка документального и фактического состояния склада, на основе поступающей на вход информации о наличии материальных средств на складе
если расхождение учтенных и фактически присутствующих товаров подтверждается, производится оформление накладных, в которых отражается информация о неучтенном товаре или его недостаче.
В процессе покупки товара (материального средства) выполняются три функции, представленные на рисунке 6. На вход первого блока поступает информация о виде и количестве товара, которого необходимо приобрести. На основе этой информации формируются платежные документы, представленные в виде счета. В счете отражается информация о наименовании, количестве и цене товара.
Рисунок 6 - Декомпозиция блока «Покупка товара»
Счет поступает на входы блоков «Оплата товара» и «Сверка полученного товара с оплаченным».
Фактически при оплате на основании счета переводятся денежные средства от покупателя к поставщику. После оплаты в банке покупателю выдается платежное поручение, которое подтверждает факт перевода денежных средств их количество и наименование покупки.
Данный документ предоставляется продавцу, после чего продавцом возможен отпуск оговоренных в счете товаров или услуг. В случае расхождений данных счета с фактически поступившими товарами, составляется акт приемки материалов.
В результате выдачи товара (рисунок 7) производится:
оформление расходных документов, для которых необходима информация о наименовании и количестве товара;
фактическая выдача материальных средств со склада предприятия;
учет произведенных операций.
Рисунок 7 - Декомпозиция блока «Выдача товара»
Информация о товаре поступает на блок выдачи товара со склада. На выходе блока получаем информацию о выдаче.
Вся эта информация поступает на вход блока «Учет выданных товаров», в результате чего формируется информация о выданном товаре, которая является результатом функционирования блока «Выдача товара».
Функциональная схема процесса приемки товара (рисунок 8) в принципе аналогична схеме выдачи товара.
Она содержит три блока:
оформление приходных материалов
размещение на складе
учет прихода товара
Здесь информация поступает на вход блока «Размещение на складе». На выходе блока получаем информацию о размещении товара.
Вся эта информация поступает на вход блока «Учет прихода товара», в результате чего формируется информация о принятом товаре, которая является результатом функционирования блока «Размещение на складе».
Рисунок 8 - Декомпозиция блока «Приёмка товара»
Формирование отчетности (рисунок 9) включает:
учет остатков материальных средств (информация об их движении),
формирование отчетных документов,
планирование закупок для производственных целей.
Рисунок 9 - Декомпозиция блока «Формирование отчётности»
На рисунке 10 представлена диаграмма, описывающая иерархию зависимости объектов функциональной структуры системы.
Рисунок 10 - Диаграмма дерева узлов