ТиПиС Теория информационных процессов и систем. Пономарева н.П.

1. Определения системы. Классификация ИС.

Система – целое, не сводимое к сумме частей, ее образующих.

Система – есть нечто целое, отражает фактор существования и целостности.

Система – есть организованное множество

Система – есть множество вещей, свойств и отношений.

Система - есть множество элементов образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях определенной среды.

Система– есть множество входов и выходов, множество состояний характеризуемых оператором переходов и оператором выходов.

Если в последнее определение добавить фактор времени и фактор функциональной связи, то получим определение системы, которым оперируют в теории автоматического управления.

Система – множество элементов находящихся в отношениях и связях друг с другом, но которая образует определенную целостность.

Система – объект, свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его дискретных элементов. (не аддитивность системы)

Система – качественно новое образование о сравнению с составляющими ее частями.

Классификация информационных систем:

ИС – хранилища данных, снабженные процедурами ввода, размещения, поиска и выдачи информации.

АИС – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для хранения, обработки информации и обеспечения ею пользователя.

ИС делятся на:

• Документальные

• Фактографические

  • Системы операционной обработки OLTP

  • Системы, ориентированные на анализ данных и поддержку принятия решений. OLAP

2. Качественные методы описания систем.

В качественных методах основное внимание уделяется организации и постановке задачи, ее формализации, формированию вариантов, выбору подхода к оценке вариантов.

Используется когда отсутствует описание закономерностей системы в аналитическом виде.

1. Метод мозгового штурма. Ограничение – при проведении мозговой атаки необходимо выполнять ряд правил:

-обеспечить как можно большую свободу мышления участникам,

-принимаются любые идеи, даже если они кажутся сомнительными (обсуждение проводится позднее),

-не допускается критика, не объявляется ложной и не прекращается обсуждение ни одной идеи.

-желательно сгенерировать как можно больше идей, особенно нетривиальных.

2. Метод типа сценария – метод подготовки и согласования представления о проблеме или объекте, изложенный в письменном виде. Часто используется для разработки отраслевых прогнозов.

3. Метод экспертных оценок – считается, что мнение группы экспертов более правильное, чем мнение одного эксперта. Все множество проблем делится на два класса:

-те проблемы, в отношении которых имеется достаточное обеспечение информации,

-те проблемы, в отношении которых знаний для уверенности в справедливости указанных гипотез недостаточно. В этом случае надо аккуратно подходить к подготовке результатов подобных измерений.

При обработке материалов коллективные экспертные оценки используются методы теории ранговой корреляции. Для оценки согласованности мнения экспертов используется коэффициент конкордации (W=11d/m2(n3-n))

D=сумме от 1 до n di2 = сумма 1 до n сумма j=2 до m rij - 0,5m(n+1)

m- количество экспертов. n – рассматриваемые свойства. rij – ранг, место, которое заняло I свойство в ранжеровке j экспертом. di – отклонение суммы рангов по I свойству от среднего арифметического сумм рангов по n свойствам.

Считается приемлемой с достоверностью с коэффициентом конкродации 0,7 – 0,8

4. Метод типа Delphi

Суть метода заключается в полном отказе от коллективных обсуждений. Прямые дебаты заменены тщательно разработанной программой индивидуальных опросов, проводимых, как правило, в форме анкетирования. Ответы экспертов обобщаются и вместе с результатами обобщения вновь отправляются экспертам для уточнения их первоначальных ответов. Процедура повторяется несколько раз до достижения приемлемой сходимости. Практика показала, что приемлемая сходимость может наступить после пяти туров или не наступить никогда.

Процедура делфи метода:

1. В упрощенном виде организуется последовательность циклов мозговой атаки

2. В более сложном виде разрабатывается уже упомянутая нами программа последовательных индивидуальных опросов, с уточнением вопросов от тура к туру..

3. В наиболее развитых методиках экспертам присваиваются весовые коэффициенты значимости их мнений, вычисляемые на основе предыдущих опросов, уточняемые от тура к туру, и учитываемые при получении конечного обобщенного результата.

Недостатки:

1. Долго

2. Необходимость эксперта неоднократно пересматривать свои ответы, что может вызвать отрицательную реакцию и отразиться на результате экспертизы.

5. Морфологический метод

Основная идея – найти все «мыслимые» варианты решения проблемы или реализации системы путем комбинирования выделенных элементов или их признаков. В систематизированном виде морфологических подход был разработан и применен швейцарским астрономом Цвикки. Метод Цвикки. Цвикки предложил три метода морфологических исследований.

ММЯ (метод морфологического ящика). Идея ММЯ всех возможных параметров, от которых может зависеть решение проблемы и представление их в виде матриц строк, а затем в определении в этом ящике матрицы всех возможных сочетаний параметров по одному из каждой строки с целью получения наилучшего результата.

6. Метод системного анализа

Эти методики направлены на формализацию процесса формулирования и решения проблемы. Общим, для всех методик системного анализа является формирование вариантов представления системы и выбор наилучшего варианта. Положив в основу эти два этапа, их потом можно разделить на подэтапы.

Первый этап:

1. Отделение или ограничение системы от среды

2. Выбор подхода к представлению системы.

3. Формирование вариантов представления системы

Можно разделить еще:

1. Выбор подхода к оценке вариантов

2. Выбор критериев оценки и ограничений

3. Проведение собственной оценки

4. Обработка результатов оценки

5. Анализ результатов и выбор наилучшего

3. Количественные методы описания систем. Уровни абстрактного описания.

При создании и исследовании сложных систем требуется проводить расчеты, связанные с:

1. Оценкой показателей характеризующие различные свойства систем

2. Выбором оптимальной структуры системы

3. Выбор оптимальных значений ее параметров

Выполнение таких исследований возможно лишь при наличии математического описания функционирования системы, т.е. математической модели (мм). Сложность реальных систем не позволяет строить для них абсолютно адекватное мм. Как правило, мм описывает некий упрощенный процесс, в котором представлены лишь основные явления (функции) реального процесса и лишь главные факторы, действующие на реальную систему.

Так как мм сложной системы может быть сколько угодно много и все они определяются принятым уровнем абстракции, то рассмотрение задачи на одном уровне абстракции позволяет получить ответы на определенную группу вопросов. Для получения ответов на другие вопросы необходимо рассмотреть систему на другом уровне абстракции. Для получения полных сведений о системе ее надо исследовать на всех (или максимальном количестве) уровнях абстракции.

Наиболее пригодными являются следующие уровни абстрактного описания системы:

Высшие:

1. Символический или лингвистический

Из него можно получить другие уровни описания систем более низкого ранга. На этом уровне абстракции существуют два понятия (типа высказывания):

-«термы» - объекты, субъекты – высказывания, с помощью которых обозначаются объекты исследований.

-функторы – высказывания, определяющие отношения между термами.

С помощью термов и функторов можно показать, как из лингвистического уровня абстракции, как частный случай, возникает теоретико-множественный уровень. Если термы – некоторое множество, с помощью которого перечисляют элементы (подсистемы) изучаемой системы, а функторы устанавливают взаимосвязь между этими множествами, то можно перейти на теоретико-множественный уровень описания систем.

2. Теоретико-множественный

Можно получить только общие сведения о системе. Для более конкретных целей нужны другие абстрактные модели. Эти более низкие уровни абстракции в свою очередь считаются частным случаем по отношению к теоретико-множественному уровню формального описания систем.

3. Абстрактно-алгебраический

Если связи между элементами рассматриваемых множеств устанавливаются с помощью некоторых однозначных функций, отображающих элементы множества и само исходное множество, то переходим к 3. В таких случаях говорят, что между элементами множества устанавливаются нульарные, унарные, бинарные, тернарные и др. отношения.

4. Топологический

Если же на элементах рассматриваемых множеств определены некоторые топологические структуры. При этом можно использовать язык общей топологии либо ее ветвей.

Низшие:

5. Логико-математический

Нашел широкое применения для формализации функционирования автоматов.

6. Теоретико-информационный

Информация выступает как свойство объектов и явлений (процессов) порождать многообразие состояний. Которые посредством отражения передаются от одного объекта к другому и запечатлеваются в его структуре (возможно в измененном виде).

Отображение множества состояний источника во множества состояний носителя информации называется способом кодирования. Образ состояния при выбранном способе кодирования – кодом состояния. При таком подходе код информации можно рассматривать как мм, т.е. абстрактное множество с заданными на нем предикатами. Эти предикаты определяют тип элементов кода и расположение их друг относительно друга.

Предикат – условие, сформулированное в терминах точного логичко-математического языка. Содержит обозначение для произвольных объектов некоторого класса (переменных). При замещении переменных именами объекта данного класса предикат задает точно определенное высказывание.

7. Динамический

Связан с представлением системы как некоторого объекта, куда в определенные моменты времени можно вводить вещество, энергию, информацию. А в другие моменты времени выводить. Т.е. динамическая система наделена свойствами иметь входы и выходы. Процессы могут протекать дискретно и непрерывно.

8. Эвристический

Предусматривает поиск удовлетворительного решения задач управления в связи с наличием в сложной системе человека.

Таким образом, обзор уровней абстрактного описания показывает, что вывод подходящего метода формализации является ответственным и трудным шагом в теоретико-системных построениях. Эта часть исследования практически не поддается формализациям и во многом зависит от эрудиции исследователя. Наибольшее значение в настоящее время в теории систем предается теоретико-множественному, абстрактно-алгебраическому и динамическому уровням описанию систем.

4. Фактографические ИС. Сравнение OLTP и OLAP систем.

Online transaction processing- системы операционной обработки – характерно быстрое обслуживание достаточно простых запросов большого числа пользователей. Данные в этих системах как правильно критичны, т.е. требуют защиты и высокой степени нормализации.

Сферы применения – системы платежей, резервирования и продажи, банковские, биржевые и т.д.

Логической единицей функционирования является транзакция. Анализ этих систем как правило тривиален. OLTP-системы предназначены для ввода, структурированного хранения и обработки информации (операций, документов) в режиме реального времени.

Online Analysis Processing– системы, ориентированные на анализ данных и поддержку принятия решений, ориентированы на выполнения более сложных запросов, требующие моделирования процессов предметной области, прогнозирования тех или иных явлений или событий. Для этих систем характерны очень большие объемы информации.

Служит для подготовки бизнес-отчётов по продажам, маркетингу, в целях управления. сновоположник термина OLAP, Эдгар Кодд. Причина использования OLAP для обработки запросов — это скорость. Реляционные БД хранят сущности в отдельных таблицах, которые обычно хорошо нормализованы. OLAP делает мгновенный снимок реляционной БД и структурирует её в пространственную модель для запросов. Заявленное время обработки запросов в OLAP составляет около 0,1 % от аналогичных запросов в реляционную БД.

Специфика этих систем заключается в том, что:

-не всегда можно сформулировать запрос в терминах sql.

-мешает высокая степень нормализации, так как данные не критичны – накапливаются в хронологическом порядке и практически не обновляются

свойство	ОЛТП	ОЛАП
Назначение данных	Оперативный поиск, несложные виды обработки.	Аналитическая обработка, моделирование, прогнозирование
Уровень агрегации (обобщения) данных	Детализированные данные	Агрегированные данные
Вид данных	Текущие, динамические	Исторические, статические
Период хранения	От нескольких месяцев до одного года	От нескольких лет до бесконечности
Частота обновления	Высокая частота – малые порции	Малая частота – большие порции

5. Хранилища данных. Модели данных, используемые для построения хранилищ.

Таким образом, данные, предназначенные для анализа, стали выделять в отдельные базы данных. Отец концепции ХД(хранилище данных) – Билл Инмон.

Концепция ХД – концепция подготовки данных для последующего анализа. Она предполагает выполнение положений:

-интеграция и согласование данных из различных источников: традиционных ОЛТП систем, внешних и внутренних электронных архивов и др.

-разделение наборов данных, используемых ОЛТП и ОЛАП системами.

ХД – предметно-ориентированный, интегрированный, неизменяемый и поддерживающий хронологию набор данных, предназначенный для обеспечения принятия управляющих решений.

По определению Инмона ХД - это предметно ориентированный интегрированный неизменяемый и поддерживающий хронологию набор данных, предназначенный для обеспечения принятие управляющих решений.

Модели данных, используемые для организации ХД

-гиперкуб,

-РМД в качестве ХД, плюсы, минусы, ограничения.

-киоск и схема OLAP в качестве ХД

1. Многомерная модель данных – данные хранятся не в виде плоских двумерных таблиц, а в виде гиперкубов – упорядоченных многомерных массивов, т.е. многомерное представление данных в этом случае реализованных физически. Основные понятие многомерной модели – измерение и значение или ячейка. Измерение – множество, образующее одно из граней гиперкуба (аналог домена). Измерение играет роль индекса.

Значение – подвергаемое анализу данное, которое находится в ячейке гиперкуба. В многомерной модели вводятся следующие операции манипулирования измерением:

• Сечение (пример: одно или более измерений фиксировано). Недостатки – неэффективное использование памяти, т.к. место резервируется для всех значений. сложно или невозможно модифицировать. Плюс – прямой доступ по индексу.

• Вращение

• Детализация

• Свертка

2. РМД, в этом случае многомерность эмулируется средствами СУБД. При использовании РМД для организации ХД предпочтительной является топология звезда.

Схема звезда это логическая структура с таблицей фактов в центре конструкции в окружении таблиц размерности со ссылочными данными. В этом случае для оптимального проектирования БД необходимо учитывать следующие факторы:

1. Найти компромисс между необходимостью использования статистических выборов подмножеств данных и необходимостью обработки детальных сведений.

2. Сокращение размера столбцов таблицы фактов.

3. Определение наилучшего способа применения настраиваемых и не настраиваемых внешних ключей.

4. Определение оптимального подхода для введения в таблицу фактов размерности время.

Плюсы РМД: нет ограничений по объему, эффективно используется память. Минусы РМД: Усложняется доступ.

Схема звезда – логическая структура с таблицей фактов в центре фигуры в окружении таблиц размерностей со ссылочными данными. В этом случае для оптимального проектирования БД необходимо учитывать след факторы:

1. найти компромисс между необходимостью использовать статистических выводов и необходимостью использования детальных сведений.

2. Сокращение размера столбцов таблицы фактов

3. Применение настраиваемых и ненастраиваемых внешних лучей

4. Определение оптимального подхода для введения в таблицу фактов размерности «время»

Для ускорения выполнения запросов может быть произведена денормализация дополнительных данных (размерностей) в единую таблицу.

3. Комбинация многомерного и реляционного подходов. Киоски данных, по определению, специализированные тематические хранилища обслуживающее одно из направления деятельности организации.

Источники информации	OLTP, электронные архивы (внутренние и внешние) и др.
Загрузка данных	Приведение данных к единому формату, агрегирование данных, предобработка (исключение дублирования, исключение null и т.д.)
Центральное хранилище	ХД (РМД)
Киоски	Гиперкубы (многомерные массивы)
Анализ и представление данных	Многомерные запросы, визуализация, статистический анализ, экспертные системы, ИАД (интеллектуальный анализ данных)
Клиентские приложения

6. Документальные информационно-поисковые системы. Общая функциональная структура ДИПС.

Функции подсистем:

На входе документы могут быть представлены как в электронном, так и в бумажном виде.

Подсистема ввода и регистрации решает след задачи:

1. Создание электронных копий бумажных документов

2. Обеспечение подключения к каналу доставке электронных документов

3. Распознавание при необходимости электронных документов (до 3 касается ввода)

4. Присвоение электронному документу уникального идентификатора (регистрация), а так же ведение таблицы синхронизации имен.

Далее документ поступает в подсистемы хранения для сохранения в базе документов. База документов может иметь файловую организацию (много места, низкая скорость доступа при большом количестве файлов). Чаще всего это совокупность стандартных и/или специализированных средств архивации СУБД и тд., обеспечивающих возможности доступа данных по идентификатору.

ПОД сохраняется в индексе. Логически индекс представляет собой таблицу, строки которой соответствуют документам, а столбцы – информационным признакам, на основе которых строится под.

В ячейках хранится 0 и 1. 0 значит нет поискового признака. Такая таблица будет очень разряженной, поэтому на практике используют свертку таблицы по строкам или по столбцам. Такую форму хранения называют прямой или инверсной соответственно. Поскольку при свертке таблицы структура индекса усложняется, для его поддержки, как правило, используются средства СУБД. При поступлении на вход системы запроса, он преобразуется в ПП и передается в подсистему поиска, задачей которой является отыскать в индексе ПОД, удовлетворяющие ПП с точки зрения КСС. Идентификаторы релевантных документов передаются из подсистемы поиска в подсистему хранения, которые осуществляют выдачу самих релевантных документов.

ИПЯ – специализированный искусственный язык , предназначенный для описания основного смыслового содержания, поступающий в систему сообщений с целью обеспечения возможности последующего их поиска. ИПЯ принято разделять на два основных типа:

1. классификационные. Частный случай – рубрикатор – ориентированный граф, где листья -рубрики, а все не листовые вершины являются родово-видовыми обобщениями листовых вершин

2. дескрипторные. Лексические единицы – заранее не связаны между собой никакими текстуальными отношениями. Сложные синтаксические конструкции создаются путем объединения синтаксических единиц во время процедуры представления смыслового содержания документа. Различают дескрипторные языки с грамматикой и без грамматики.

Разница заключается в процедуре построения предложений.

Подсистема обработки переводит текст с ЕЯ на ИПЯ, если ИПЯ дескрипторного типа, операция называется индексированием. При использовании рубрикатора – рубрицированием. Рубрицирование бывает:

-основанное на знаниях

-основанное на обучении по примеру

Как правило, используется заранее сформированная база знаний – тезаурус – иерархическая сеть понятий и отношений между ними.

Существуют след показатели эффективности документальных систем:

-коэффициент полноты – доля выданных релевантных документов во всем массиве релевантных документов.

-коэффициент точности – доля выданных релевантных документов во всем массиве выданных документов.

-коэффициент шума – доля выданных нерелевантных документов во всем массиве выданных документов.

-коэффициент осадка – доля выданных нерелевантных документов во всем массиве нерелевантных документов.

-быстродействие системы

-пропускная способность – количество вводимых документов и количество ответов в единицу времени при заданной точности.

-тип запроса, обслуживаемого системой.

-надежность.

7. Методология SADT. Стандарт IDEF0.

Методология функционального моделирования. SADT (Structured Analysis and Design Technique)

Методология структурного анализа и проектирования. Она включает в себя: IDEF1.x\Idef0 \idef3 и др.

Методолгия функционального моделирования SADT(IDEF0). Предложена в 1973 Дугласом Россом.

Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур предназначеных для построения функциональной модели какой-либо предметной области. Модель отображает функциональную структуру обьекта, т.е производимые им действия и связи между ними.

Результатом применения метода является функциональная модель состоящая из иерархии диаграмм глассария.

Элементов диаграмной техники два:

1. Блок

2. Дуга

Точку соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Блок обозначает функцию или процесс, дуги соответствующие интерфейсы. Начинается построение модели с построение контекстной диаграммы. Т.е весь процесс представляется в виде одного блока, а дуги показывают интерфейс процесса с внешним миром.

Далее контекстную диаграмму необходимо декомпозировать, при этом соблюдаются три правила декомпозиции:

1. 3 – 7 , количество блоков на каждом уровне декомпозиции от 3 до 7

2. Правило иерархической нумерации, номер блока формируется из номера родительского блока плюс собственный номер на данном уровне декомпозиции.

3. Правило балансировки, количество внешних входов на детализирующей диаграмме равно количеству входов на детализируемом блоке.

На диаграммах не указаны явно не последовательность, ни время. Обратные связи итерации повторяющиеся и перекрывающиеся процессы моделируются с помощью дуг. Блоки на диаграмме распологаются по ступенчатой схеме. Любой блок может быть описан диаграммой нижнего уровня.

Количество внешних входов на детализируюещй диаграмме, равно количеству внешних входов

Типы связей между функциями:

1. Случайная связь (связь мала или совсем отсутсвует)

2. Логическая

3. Временная

4. Процедурная

5. Коммуникационная (функции группируются благодаря тому что используют одни и те-же входные и/или продуцируют одни и те-же выходные данные)

6. Последовательная – выход для одной, является входом для другой, удобно использовать для причинно-следственной зависимости

7. Функциональная – выход одной функции является управлением для другой

Использование трех последних типов связи предпочтительно для построение диаграмм хорошего качества.

8. Основы объектно-ориентированного подхода к проектированию ИС. Основные понятия. Объектная модель, ее элементы. Объект и класс, как основные понятия объектно-ориентированного подхода. Инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Перечислить основные виды диаграмм UML.

Принципиальное различие между структурным и объектно-ориентированным подходом заключается в способе декомпозиции системы. Объектно-ориентированный подход использует объектную декомпозицию, при этом статическая структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы описывается в терминах обме­на сообщениям и между объектами. Каждый объект системы обладает своим собственным поведением, моделирующим поведение объекта реального мира.

Концептуальной основой объектно-ориентированного подхода яв­ляется объектная модель. Основными ее элементами являются:

• абстрагирование (abstraction) - это выделение существенных характеристик не­которого объекта, которые отличают его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяют его концептуальные границы относи­тельно дальнейшего рассмотрения и анализа. Абстрагирование концен­трирует внимание на внешних особенностях объекта и позволяет отде­лить самые существенные особенности его поведения от деталей их ре­ализации.;

• инкапсуляция (encapsulation) - это процесс отделения друг от друга отдельных элементов объекта, определяющих его устройство и поведение. Ин­капсуляция служит для того, чтобы изолировать интерфейс объекта, отражающий его внешнее поведение, от внутренней реализации объек­та. Объектный подход предполагает, что собственные ресурсы, кото­рыми могут манипулировать только методы самого класса, скрыты от внешней среды.;

• модульность (modularity) - это свойство системы, связанное с возможностью ее декомпозиции на ряд внутренне связных, но слабо связанных между собой модулей;

• иерархия (hierarchy) - это ранжированная или упорядоченная система аб­стракций, расположение их по уровням. Основными видами иерар­хических структур применительно к сложным системам являются структура классов (иерархия по номенклатуре) и структура объек­тов (иерархия по составу). Примерами иерархии классов являются простое и множественное наследование (один класс использует структурную или функциональную часть соответственно одного или нескольких других классов), а иерархии объектов - агрегация.

Кроме основных имеются еще три дополнительных элемента, не являющихся в отличие от основных строго обязательными:

типизация (typing) - это ограничение, накладываемое на класс объектов и препятствующее взаимозаменяемости различных классов (или сильно сужающее ее возможность). Типизация позволяет защитить­ся от использования объектов одного класса вместо другого или по крайней мере управлять таким использованием;

• параллелизм (concurrency) - свойство объектов находиться в активном или пассивном состоянии и различать активные и пассивные объекты между собой;

• устойчивость (persistence) - свойство объекта существовать во времени (вне зависимости от процесса, породившего данный объект) и/или в пространстве (при перемещении объекта из адресного пространства, в котором он был создан).

Объект определяется как осязаемая реальность (tangible entity) - предмет или явление, имеющие четко определяемое поведе­ние. Объект обладает состоянием, поведением и индивидуаль­ностью; структура и поведение схожих объектов определяют общий для них класс. Термины "экземпляр класса" и "объект" являются эквивалентными. Состояние объекта характеризуется перечнем всех возможных (статических) свойств данного объек­та и текущими значениями (динамическими) каждого из этих свойств. Поведение характеризует воздействие объекта на дру­гие объекты и наоборот относительно изменения состояния этих объектов и передачи сообщений. Иначе говоря, поведение объек­та полностью определяется его действиями. Индивидуальность - это свойства объекта, отличающие его от всех других объектов.

Определенное воздействие одного объекта на другой с целью вызвать соответствующую реакцию называется операцией. Как пра­вило, в объектных и объектно-ориентированных языках операции, выполняемые над данным объектом, называются методами и явля­ются составной частью определения класса.

Класс — это множество объектов, связанных общностью структу­ры и поведения. Любой объект является экземпляром класса. Опре­деление классов и объектов — одна из самых сложных задач объек­тно-ориентированного проектирования.

Следующую группу важных понятий объектного подхода состав­ляют наследование и полиморфизм. Понятие полиморфизма может быть интерпретировано, как способность класса принадлежать более чем одному типу. Наследование означает построение новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переоп­ределения данных и методов.

Объектно-ориентированная система изначально строится с учетом ее эволюции. Наследование и полиморфизм обеспечивают возможность определения новой функциональности классов с по­мощью создания производных классов - потомков базовых клас­сов. Потомки наследуют характеристики родительских классов без изменения их первоначального описания и добавляют при необ­ходимости собственные структуры данных и методы. Определе­ние производных классов, при котором задаются только различия или уточнения, в огромной степени экономит время и усилия при производстве и использовании спецификаций и программного кода.

Важным качеством объектного подхода является согласован­ность моделей деятельности организации и моделей проектируе­мой системы от стадии формирования требований до стадии ре­ализации. Требование согласованности моделей выполняется бла­годаря возможности применения абстрагирования, модульности, полиморфизма на всех стадиях разработки. Модели ранних ста­дий могут быть непосредственно подвергнуты сравнению с моде­лями реализации. По объектным моделям может быть прослеже­но отображение реальных сущностей моделируемой предметной области (организации) в объекты и классы информационной си­стемы.

Большинство существующих методов объектно-ориентированного анализа и проектирования (ООАП) включают как язык моделирования, так и описание процесса моделирования. Язык моделирования — это нотация (в основном графическая), которая используется методом для описания проектов. Нотация представляет собой совокупность графи­ческих объектов, которые используются в моделях; она является син­таксисом языка моделирования. Например, нотация диаграммы клас­сов определяет, каким образом представляются такие элементы и поня­тия, как класс, ассоциация и множественность. Процесс — это описание шагов, которые необходимо выполнить при разработке проекта.

Создатели UML представляют его как язык для определения, представления, проектирования и документирования программных систем, организационно-экономических, технических и др. UML содержит стандартный набор диаграмм и нотаций самых разнооб­разных видов.

Стандарт UML версии 1.1, принятый 0MG в 1997 г., предлагает следующий набор диаграмм для моделирования:

• диаграммы вариантов использования (use case diagrams) — для моде­лирования бизнес-процессов организации (требований к системе);

• диаграммы классов (class diagrams) — для моделирования стати­ческой структуры классов системы и связей между ними;

• диаграммы поведения системы (behavior diagrams);

• диаграммы взаимодействия (interaction diagrams) — для моделиро­вания процесса обмена сообщениями между объектами. Суще­ствуют два вида диаграмм взаимодействия:

  • диаграммы последовательности (sequence diagrams);

  • кооперативные диаграммы (collaboration diagrams);

• диаграммы состояний (statechart diagrams) — для моделирования пове­дения объектов системы при переходе из одного состояния в другое;

• диаграммы деятельностей (activity diagrams) - для моделирования поведения системы в рамках различных вариантов использова­ния или моделирования деятельностей;

• диаграммы реализации (implementation diagrams):

  • диаграммы компонентов (component diagrams) — для моделирова­ния иерархии компонентов (подсистем) системы;

  • диаграммы размещения (deployment diagrams) — для моделирования физической архитектуры системы.

9. Унифицированный язык моделирования UML. Основные диаграммы, их назначение. Процесс проектирования ИС с помощью языка UML.

UML– унифицированый язык моделирования.

Большинство существующих методов ООАП (объектно ориентированому анализу и проектированию) включает в себя как язык моделирования, так и описание процесса моделирования.

Язык моделирования это нотация , в основном графическая, которая используется методом для описания проекта. Т.е нотация – синтаксис языка моделирования.

Процесс –это описание шагов которые необходимо выполнить для реализации проекта.

UMLкак язык появился в начале 90х годов, Буч, Рамбо, Якобсон.

Главными в разработке UML были следущие цели:

1. Предоставить пользователям готовый к использованию язык визуального моделирования позволяющий разрабатывать осмысленные модели и обмениватся ими.

2. Предусмотреть механизмы расширяемости и специализации для расширения базовых концепций.

3. Обеспечить независимость от конкретных языков разработки и программирования

4. Обеспечить формальную основу для понимания этого языка моделирования

5. Стимулировать рост рынка, инструментальные средства.

UMLдо сих пор находится в процессе стандартизации.

Создатели UML представляют его как язык для определения представления проектирования и документирования програмных систем.UML содержит стандартный набор диаграмм и нотаций.

В стандартный набор входят следующие диаграммы:

1. диаграммы вариантов использования (USE case diagram) – для моделирования бизнес процессов ( требований к системе)

2. Диаграммы классов (class diagram) – для моделирования статическиой структуры системы и связи между ними

3. Диаграммы поведения , Диаграммы деятельности

4. Диаграммы состояний

5. Диаграммы деятельности

6. Диаграммы взаимодействия

7. Диаграммы последовательности

8. Кооперативные диаграммы

9. Диаграммы реализации

10. Диаграммы компонентов

11. Диаграммы размещения

Три элемента диаграмной техники:

1. Актер –это то кто взаимодействует с будущей системой и находится вне её контекста.делится на три типа – пользователи, другие системы, время

2. Вариант использования (кружок) – иллюстрирует как может быть использована система, набор вариантов использования на use case диаграмме равно количеству прецедентов данной системы.

3. Связь коммуникации – связь между вариантом использования и действующим лицом. Направление стрелки показывает кто инициирует коммуникацию.