4. Структурный подход к проектированию информационной системы. Функциональная модель асоиу. Количественный анализ диаграмм idef0 и dfd.

Структурный анализ - метод исследования системы, начинающий с ее общего обзора, который затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней. Для таких методов характерно:1)разбиение системы на уровни абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней (обычно от 3 до 6-7); 2)ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали; 3)использование строгих формальных правил записи; 4)последовательное приближение к конечному результату.

В структурном анализе основным методом разбиения на уровни абстракции является функциональная декомпозиция, заключающаяся в декомпозиции (разбиении) системы на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, те - на задачи и так далее до конкретных процедур. При этом система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны.

Базовыми принципами являются:

1)«разделяй и властвуй» - принцип решения трудных проблем путем разбиения их на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;

2)иерархического упорядочения - принцип организации составных частей системы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Дополнительные принципы:

1)абстрагирования - выделение существенных аспектов системы и отвлечение от несущественных;

2)непротиворечивости - обоснованность и согласованность элементов системы;

3)структурирования данных - данные должны быть структурированы и иерархически организованы;

4)формализации - необходимость строгого методического подхода к решению проблемы;

5)упрятывания - сокрытие несуществующей информации: каждая часть «знает» только необходимую ей информацию;

6)полноты – контроль на присутствие лишних элементов.

В структурном анализе и проектировании используются модели, описывающие:

1) функциональную структуру системы;

2) последовательность выполняемых действий;

3) передачу информации между функциональными процессами;

4) отношения между данными.

Наиболее распространенными моделями стр.Ан.:

1) функциональная модель SADT (Structured Analysis and Design Technique);

2) DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных;

3) модель «сущность - связь» (ERM - Entity- Relationship Model), описывающая отношения между данными, представляет собой подмножество объектной модели предметной области.

Методология SADT(IDEF0) - совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта автоматизации. Отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.

Основные концепции:

1) графическое представление блочного моделирования. Функция - блок, интерфейсы вх/вых - дуги. Взаимодействие блоков друг с другом с помощью интерфейсных дуг;

2) строгость и точность:

- ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (3-6);

- связность диаграмм (номера блоков);

- уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен);

- синтаксические правила для графики (блоков и дуг);

- разделение входов и управлений (определение роли данных);

- отделение организации от функции, т.е.исключение влияния орг. структуры на функциональную модель.

Каждый компонент модели может быть декомпозирован на другой диаграмме, при этом каждая диаграмма иллюстрирует внутреннее строение блока на родительской диаграмме. Диаграмма самого верхнего уровня называется концептуальной диаграммой (А-0). Важнейшей частью концептуальной диаграммы является точка зрения или видения.

Иерархия диаграмм

Построение SADT модели начинается с 1-ого блока, представляющего всю систему как единое целое при этом имя, указанное в блоке является общим для всех диаграмм. Блок детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, эти блоки представляют подфункции исходной функции. Декомпозиция выявляет полный набор подфункций. Причем каждая подфункция содержит те элементы, которые входят в исходную функцию, с другой стороны модель не может опустить какой-либо элемент. Модель SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией. На SADT диаграммах не указано явно ни последовательность, ни время. Обратные связи, итерации, продолжающие процессы и перекрывающая во времени функции изображаются с помощью дуг. Обратные связи могут выступать в виде комментариев и исправлений. Механизмы показывают средства с помощью которых осуществляется выполнение функций. Механизм-человек, компьютер, помогающий выполнять функцию. Каждый блок на диаграмме имеет свой номер и может быть описан на диаграмме нижнего уровня.

DFD – Диаграмма потоков данных

В соответствии с данным методом модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных, описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее ввода в систему до выдачи потребителю. Источники информации (внешние сущности) порождают информационные потоки (потоки данных), переносящие информацию к подсистемам или процессам. Те, в свою очередь, преобразуют информацию и порождают новые потоки, которые переносят информацию к другим процессам или подсистемам, накопителям данных или внешним сущностям - потребителям информации. Диаграммы верхних уровней иерархии (контекстные диаграммы) определяют основные процессы или подсистемы с внешними входами и выходами. Они детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня.

ERD – диаграмма «сущность – связь»(IDEF1X)

Моделирование данных определяет важные для предметной области объекты (сущности), их свойства (атрибуты) и отношения друг с другом (связи).

Сущность – реальный, либо воображаемый объект, имеющий существенное значение. (Экземпляры сущности)

Связь – поименованная ассоциация между двумя сущностями, при которой каждый экземпляр одной сущности (родитель) ассоциирован с произвольным (0..n) количеством второй сущности (потомок).

Виды связей: обязательная (-------), слабая (строка-------n<<>>------1документ), ассоциативная (каждый экземпляр связи (объект, кот. одновременно сущность и связь) может существовать только при условии существования опред экземпляров каждой из взаимосвязанных сущностей), «супертип - подтип».

Атрибут – любая значимая характеристика сущности (тип характеристик или свойств ассоциированных со множеством реальных или абстрактных объектов).