Глава 4. Структурное проектирование
1. Классические методы анализа. Структурный анализ
Рассматриваются классические методы анализа требований, ориентированные на процедурную реализацию программных систем. Анализ требований служит мостом между неформальным описанием требований, выполняемым заказчиком, и проектированием систем. Методы анализа призваны формализовать обязанности системы, фактически их применение дает ответ на вопрос: что должна делать будущая система.
1.1 Диаграммы потоков данных
Структурный анализ - один из формализованных методов анализа требований к ПО. Автор этого метода – Том Де Марко (1979). В этом методе программное изделие рассматривается как преобразователь информационного потока данных. Основной элемент структурного анализа – диаграмма потока данных.
Диаграмма потоков данных ПДД – графическое средство для изображения информационного потока и преобразований, которым подвергаются данные при движении от входа к выходу систем. Элементы диаграммы имеют вид, показанный на рис.1. Диаграмма может использоваться для представления программного изделия на любом уровне абстракции. Пример систем взаимосвязанных диаграмм показан на рис. 2. Диаграмма высшего (нулевого) уровня представляет систему как единый овал со стрелкой, ее называют основной или контекстной моделью. Контекстная модель используется для указания внешних связей программного изделия. Для детализации (уточнения систем) вводится диаграмма 1-го уровня. Каждый из преобразователей этой диаграммы – подфункция этой системы. Таким образом, речь идет о замене преобразователя F на целую систему преобразователей.
Дальше уточнение (например, преобразователя F3) приводит к диаграмме 2-го уровня. Говорят, что ППД1 разбивается на диаграммы 2-го уровня.
Внешний
объект
Источник или потребитель информации
Преобразователь (принимает и обрабатывает данные)
Скорость
Поток
данных (должен иметь метку)
Хранилище
данных Запоминает информацию, используемую преобразователем
рис. 1. Элементы диаграммы потоков данных
Важно сохранить непрерывность информационного потока и его согласованность. Это значит, что входы и выходы у каждого преобразователя на любом уровне должны оставаться прежними. В диаграмме отсутствуют точные указания на последовательность обработки. Точные указания откладываются до этапа проектирования.
Диаграмма потоков данных - это абстракция, граф. Для связи с графом проблемной областью (превращение в граф-модель) надо задать интерпретацию ее компонентов – дуг и вершин. Базовые средства диаграммы не обеспечивают полного описания требований к программному изделию. Очевидно, что должны быть описаны стрелки (потоки данных) и преобразователи (процессы). Для этих целей используется словарь требований (данных) и спецификации процессов.
Внешний объект
Внешний объект
X Z 
А 
В
ПДД1
Y V
Y1
Y Y2 
V
ПДД2
Рис.2 Пример диаграммы потоков данных
Словарь требований (данных) содержит описания потоков данных и хранилищ данных. Словарь требований является неотъемлемым элементом любой CASE-утилиты автоматизации анализа. Структура словаря зависит от особенностей конкретной CASE-утилиты. Тем не менее можно выделить базисную информацию типового словаря требований. Большинство словарей содержит информацию.
Имя (основное имя элемента данных, хранилища или внешнего объекта.)
Прозвище (Alias) – другие имена того же объекта.
Где и как используется объект - список процессов, которые используют данный элемент, с указанием способа использования (ввод в процесс, вывод из процесса, как внешний объект или как память).
Описание содержания – запись для представления содержания.
дополнительная информация – дополнительные сведения о типах данных, допустимых значениях, ограничениях и т.д.
Спецификация процесса – это описание преобразователя. Спецификация поясняет: ввод данных в преобразователь, алгоритм обработки, характеристики производительности преобразователя, формируемые результаты. Количество спецификаций равно количеству преобразователей диаграммы.