12. Структурное моделирование информационных систем. Методология функционального моделирования sadt. Моделирование потоков данных dfd. Моделирование данных erd.
Существует два подхода к проектированию ПО:
Структурное проектирование. Основано на алгоритмической декомпозиции.
Объектно-ориентированное. Основано на объектно-ориентированной декомпозиции.
В основе структурного проектирования положен принцип функциональной декомпозиции, при которой структура системы описывается в терминах иерархий её функций и передачи инфо между отдельными элементами.
Базовые принципы:
Разделяй и властвуй.
Принцип иерархического упорядочения.
Абстрагирования (выделение существенных аспектов системы).
Непротиворечивости.
Структурирования данных.
Использую определенные виды моделей (диаграмм):
DFD потока данных
SADT функциональные диаграммы
ERD сущность-связь
DFD описывает:
функции обработки информации (работы)
документы (стрелки), объекты, сотрудников, которые участвуют в обработке инфо
внешние ссылки, которые обеспечивают интерфейс с внешними объектами, находящимися за границами моделируемой системы
таблицы для хранения данных (хранилище данных)
ERD – Диаграмма сущность-связь представляет собой модель данных верхнего уровня. Она включает сущности и взаимосвязи, отражающие основные бизнес-правила предметной области. Такая диаграмма не слишком детализирована, в нее включаются основные сущности и связи между ними, которые удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к ИС. Диаграмма сущность-связь может включать связи "многие-ко-многим" и не включать описание ключей. ERD используется для презентаций и обсуждения структуры данных с экспертами предметной области. С помощью ERD осуществляется детализация накопителей данных DFD – диаграммы, а также документируются информационные аспекты бизнес-системы, включая идентификацию объектов, важных для предметной области (сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их связей с другими объектами (отношений).
Основная идея методологии SADT – построение древовидной функциональной модели предприятия. Сначала функциональность описывается в целом, без подробностей. Это контекстная диаграмма. Описываются входные и выходные данные, управление и механизмы. Затем общая функция разбивается на крупные подфункции. Это функциональная декомпозиция. И так далее.
Основные элементы метода SADT:
На каждом уровне декомпозиции находится от 3-6 блоков.
SADT-диаграммы отображает ф-ию в виде блока, интерфейс входа-выхода представляются дугами. Взаимодействие блоков друг с другом описывается с помощью дуг, выражающих ограничения.
13. Объектное моделирование информационных систем. Этапы проектирования ис с применением унифицированного языка визуального моделирования uml.
Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) — преемник методов объектно-ориентированного анализа и проектирования (OOA&D), которые появились в конце 80-х и начале 90-х годов. Он является прямым объединением и унификацией методов Буча, Рамбо (ОМТ) и Якобсона, однако дополняет их новыми возможностями. UML — это название языка моделирования, а не метода. Большинство методов включают (по крайней мере, в принципе) как язык, так и процесс моделирования. Язык моделирования — это нотация (в основном, графическая), которая используется методом для описания проектов.
Основой UML являются графические диаграммы. Диаграмма в UML - это графическое представление набора элементов, изображаемое чаще всего в виде связанного графа с вершинами (сущностями) и ребрами (отношениями). Диаграммы рисуют для визуализации. Основная цель диаграмм - визуализация разрабатываемой системы с разных точек зрения. Диаграмма - в самом общем смысле некоторый срез системы. Обычно, за исключением самых простых моделей, диаграммы дают свернутое представление элементов, из которых состоит разрабатываемая система. Один и тот же элемент может присутствовать во всех диаграммах, или только в нескольких (самый часто встречающийся вариант), или не присутствовать ни в одной (очень редко). Согласно теории диаграммы могут содержать любые комбинации сущностей, однако в практике моделирования применяется сравнительно небольшое количество типовых комбинаций, каждая из которых соответствует одному из пяти наиболее необходимых видов, составляющих архитектуру программной системы. Таким образом, в UML определены девять типов диаграмм.
Диаграммы классов (class diagram), на которых показывают классы, интерфейсы, объекты и кооперации, а также их отношения. При моделировании объектно-ориентированных систем этот тип диаграмм используется наиболее часто. Диаграммы классов соответствуют статическому виду системы с точки зрения проектирования. Диаграммы классов, которые включают активные классы, соответствуют статическому виду системы с точки зрения процессов. Диаграммы объектов (object diagram), на которых представляются объекты и отношения между ними. Это статические снимки экземпляров сущностей, показанных на диаграммах классов. Диаграммы объектов, как и диаграммы классов, относятся к статическому виду системы с точки зрения проектирования или процессов, но с расчетом на настоящую или макетную реализацию. Диаграммы прецедентов (use case diagram), на которых представлены прецеденты и актеры (частный случай классов), а также отношения между ними. Диаграммы прецедентов относятся к статическому виду системы с точки зрения возможностей ее использования. Этот вид диаграмм особенно важен при организации и моделировании поведения системы.
Диаграммы взаимодействия, на которых представлены связи между объектами, показаны, в частности, сообщения, которыми объекты могут обмениваться. Обычно рассматриваются два частных случая это вида диаграмм: диаграммы последовательностей (sequence diagram), которые отражают временную упорядоченность сообщений, и диаграммы кооперации (collaboration diagram), на которых показана структурная организация обменивающихся сообщениями объектов. Эти виды диаграмм являются изоморфными, то есть свободно могут быть трансформированы друг в друга.
Диаграммы состояний (statechart diagram) представляют автомат, включающий в себя состояния, переходы, события и виды действий. Эти диаграммы относятся к динамическому виду системы, особенно важна их роль при моделировании поведения интерфейса, класса или кооперации. Они заостряют внимание на поведении объекта, которое в свою очередь зависит от последовательности событий, что очень полезно при моделировании реактивных систем.
Диаграммы деятельности (activity diagram) - это частный случай диаграмм состояний. На диаграмме этого типа представляются переходы потока управления от одной деятельности к другой внутри системы. Этот вид диаграмм относится к динамическим представлениям системы, и является наиболее полезным при моделировании ее функционирования, так как отражает передачу потока управления между объектами.
Диаграммы компонентов (component diagram), на которых представлена организация совокупности компонентов и существующие между ними зависимости. Диаграммы компонентов относятся к статистическому виду системы с точки зрения реализации. Они могут быть связаны с диаграммами классов в силу очень простой причины: один компонент обычно отображается на один или несколько классов, интерфейсов или коопераций.
Диаграммы развертывания (deployment diagram), на которых представлена конфигурация обрабатывающих узлов системы и размещенных в них компонентов. Диаграммы развертывания относятся к статическому виду системы с точки зрения развертывания. Они связаны с диаграммами компонентов, поскольку в узле обычно размещаются один или несколько компонентов.
Мы рассмотрели неполный список возможных диаграмм, применяемых в UML. Некоторые инструментальные средства позволяют генерировать и другие диаграммы, но перечисленные девять встречаются в практике моделирования чаще всего.
