министерство образования и науки российской федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский физико-технический институт

(государственный университет)

Факультет инноваций и высоких технологий

Серия: Моделирование и проектирование

информационных комплексов

Е.Б. Степанова, М.Ю. Балтрушевич

ПРОЦЕССНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ

Лабораторный практикум

москва 2007

УДК 004.4

С79

Степанова Е.Б., Балтрушевич М.Ю. Процессно-ориентированные методы проектирования информационных комплексов. — М.: МФТИ, 2007. — 85 с. — (Серия: Моделирование и проектирование информационных комплексов).

Лабораторный практикум знакомит студентов с основными подходами при описании процессов предприятий, моделировании и проектировании информационных систем с использованием элементов структурного анализа SADT (Structured Analysis and Design Technique), методологии системного проектирования IDEF (Integrated Definition).

Способствует формированию навыков работы со средствами системного проектирования Design IDEF. Рассмотрены примеры построения функциональной модели IDEF0 и информационной модели IDEF1Х.

Рассмотрены примеры, предлагаются варианты учебных заданий. Приведены контрольные вопросы для проверки усвоения материала.

Практическая часть содержит четыре лабораторные работы.

Предусмотрена возможность выполнения как полного объема практических заданий, так и краткого ознакомления с методами разработки моделей.

Лабораторный практикум предназначен для студентов, обучающихся по уровневой системе, и специализирующихся в области инноваций, высоких технологий и системного анализа.

Рецензент

Доктор физико-математических наук,

© Московский физико-технический институт

(государственный университет), 2007

Содержание

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...4

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Методология SADT и концепция технологии

функционального моделирования Integrated definition - IDEF0……......8

1.1. Синтаксис IDEF0 диаграмм и модели...............................................10

1.2. Процесс моделирования; координация коллективной работы.......17

1.3. Выбор контекста, точки зрения и цели модели................................20

1.4. Создание IDEF0-диаграмм..................................................................21

1.5. Критерий окончания декомпозиции диаграмм и меры по

управлению проектом; цикл папки............................................................25

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.....................................................................28

2. Информационное моделирование в нотации IDEF1X..........................29

2.1. Инфологическое моделирование предметной области. ....................31

2.2. Сущность, атрибут, связь. Графическое представление

характеристик связи ....................................................................................33

2.3. Уровни представления данных. Этапы

проектирования............................................................................................41

2.4.. Особенности применения нотации IDEF1X.....................................48

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.....................................................................48

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Работа 1. Ознакомление с инструментальной средой системного

проектирования DESIGN IDEF и изучение приемов разработки

функциональной модели.............................................................................49

Работа 2. Разработка функциональной модели информационной

системы в среде DESIGN IDEF по индивидуальному заданию .............64

Работа 3. Изучение приемов разработки информационной модели

в нотации IDEF1X........................................................................................70

Работа 4. Разработка информационной модели нотации IDEF1Х

в среде DESIGN IDEF по индивидуальному заданию .............................76

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ МОДЕЛЕЙ........................80

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……..…………..................................................84

Введение

Моделирование основных процессов предприятия, формирование основной цели разработки информационной системы поддержки процессов, выделение части процессов, которая связана с инфраструктурой (так называемые вспомогательные процессы), а также генерация комплекта взаимосвязанных описаний необходимы как при создании технического задания на начальном этапе жизненного цикла выполнения проекта, так и для модификации процессов в ходе реструктуризации, и при обучении/переподготовке персонала.

Комплект взаимосвязанных моделей системы хранится в электронном архиве разработчика системы, передается при внедрении на предприятие, в интересах которого выполнен проект разработки. Данные материалы служат основанием для детального анализа, установления и модификации маршрутизации процессов в информационной системе.

При выборе методологии и программного средства генерации моделей основными аргументами являются уровень сложности и тип проекта, необходимость комплексного анализа различных взаимосвязанных составляющих системы, таких как функции, данные, организационная структура.

Описание, моделирование и проектирование информационных комплексов выполняется на основе методологии структурного анализа с использованием технологий и программных средств, выбор которых соответствует типу и уровню сложности решаемых с его помощью задач.

Как для объектных, так и для реляционных систем устранение ошибок, допущенных на стадиях анализа и проектирования, требует вложения времени и средств.

Для объектных систем ошибки, допущенные на ранних стадиях жизненного цикла разработки проекта, фактически приводят к необходимости переработки всего проекта. Это существенный аргумент в пользу целесообразности применения методологии системного проектирования на ранних этапах создания информационно-вычислительной системы любой сложности, и подтверждение актуальности разработки структурных диаграмм.

Информационно вычислительная система всегда разрабатывается в интересах определенного предприятия или организации. Производство должно ориентироваться на выполнение конкретной работы (заказа) или обслуживание конкретного клиента, т.е. работа предприятия должна быть организована вокруг процесса.

В этом смысле процесс (в настоящее время его принято называть бизнес-процесс) – это набор операций, которые вместе взятые создают результат, отвечающий выходным требованиям системы.

А общий метод, объединяющий в себе структурный анализ изучаемого процесса и нотацию для описания логических, физических, статических и динамических моделей информационно вычислительной системы, объекта автоматизации, представляет собой процессно ориентированное проектирование.

В данном лабораторном практикуме акцент сделан на обзоре основных положений методологии SADT (Structured Analysis and Design Technique) и технологии IDEF.

SADT выделяется среди других современных методологий системного проектирования из-за возможности применения при проектировании систем разного уровня сложности. Этим она обязана, прежде всего, своей способности легко отражать такие системные характеристики, как управление, обратная связь и исполнители. Что связано с отличием от других структурных методов, развившихся из методов проектирования программного обеспечения: SADT изначально возникла для проектирования систем в целом, и не опирается на типичные процедуры разработки программ.

Таким образом, SADT понятна как техническим специалистам, разрабатывающим систему, так и инженерам, формализующим требования к системе, ее основным бизнес-процессам, и ставящим задачу перед разработчиками.

Для крупных проектов, когда количество процессов велико, и требуется одновременная генерация, поддержка, анализ комплекта моделей, применяется интегрированная среда, позволяющая осуществлять ряд функций управления, связи между модулями, поддержки маршрутизации.

Примером такой среды является ARIS (Architecture of Integrated Information Systems). ARIS – это методология системного проектирования и базирующееся на ней семейство программных продуктов для структурированного описания и анализа процессов предприятия, т.е. для задач проектирования и создания интегрированных информационных систем поддержки процессов.

Модели ARIS могут быть использованы для анализа и выработки различного рода решений по реорганизации деятельности предприятия, в том числе по внедрению информационной системы.

К числу аргументов выбора методологии моделирования и среды генерации моделей относятся такие, как: наличие встроенного модуля генерации моделей или маршрутизации процессов (например, для реализации проектов на платформе OPI); внедрение систем с собственным ядром управления процессами; наличие для профильных процессов предприятия готовых библиотек, разработанных в конкретной методологии; и другие.

В данном лабораторном практикуме в теоретическом разделе представлены основные сведения о методологии SADT, технологиях функционального моделирования Integrated definition – IDEF0 и информационного моделирования IDEF1Х; а практический раздел включает четыре лабораторные работы, направленные на формирование следующих навыков:

• формулирования основной цели разработки информационной системы с учетом форматов данных, особенностей управления, людских и технических ресурсов;

• разработки диаграмм, ориентированных на выделение основных функциональных модулей с учетом маршрута их отработки в процессе;

• определения предела декомпозиции диаграмм, то есть момента, начиная с которого более детальное описание дает тривиальные результаты;

• разработки информационной модели;

• работы с инструментальными средствами, поддерживающими генерацию диаграмм по технологии IDEF;

• комплексирования описаний, то есть постановки задачи и реализации взаимосвязанных функциональной и информационной моделей.

Разработка моделей выполняется с использованием среды Design IDEF. Для выполнения заданий на компьютеры учебного класса необходимо установить электронную версию Design IDEF, выбрать функцию разработки требуемого в лабораторном практикуме типа модели и провести анализ диаграммы примера. На следующем этапе каждый студент группы выполняет индивидуальное задание в соответствии с представленными в практикуме вариантами.

В серии практикумов «Моделирование и проектирование информационных комплексов» представлены основы методологий, применяемых в проектах автоматизации деятельности предприятий в целом и/или на этапах описания и анализа процессов.

Одной из целей подготовки сквозного материала серии является отражение подхода, направленного на разработку взаимосвязанного комплекта описаний и моделей, в котором состав и вид комплекта моделей зависит от уровня сложности и типа проекта.

Лабораторный практикум направлен на поддержку обучения и выполнение квалификационной работы с ориентацией на уровневую систему подготовки кадров в области инноваций, высоких технологий и системного анализа. Для сближения учебно-методической работы студентов и задач реального проектирования информационных систем в качестве примеров и вариантов заданий в данном пособии использованы результаты анализа систем в реально выполненных на предприятиях России проектах.

Основная часть материала серии «Моделирование и проектирование информационных комплексов» была отработана и опробована в электронном виде в поставленном впервые в практике государственных университетов России цикле учебных курсов для студентов различных форм обучения – дневной, экстернат-формы, а также для групп иностранных студентов.

Авторы благодарны: заведующему кафедрой информатики и процессов управления МИФИ Л.Д Модяеву. и заместителю заведующего Н.М.Леоновой за поддержку работы в ходе ее выполнения; профессору Ю.А.Чернышеву за поддержку и консультации по развитию работы; заведующему кафедрой системного анализа МИФИ В.П.Румянцеву за поддержку и неоценимую помощь в задаче сближения учебного материала с ситуацией реального проектирования; сотрудникам кафедры управляющих интеллектуальных систем МИФИ под руководством И.О. Атовмяна - Ю.Г.Древсу, В.В.Золотареву, М.Н. Петухову за стимулирующие дискуссии в ходе подготовки рукописей серии; декану факультета ФИВТ МФТИ В.Е.Кривцову и заместителю декана М.Н.Михееву за помощь в ориентации серии на обучение студентов в области инноваций.

Теоретическая часть