Тема 4. Процесс проектирования и производства ПО. Структурная методология

Цели и задачи темы:

1. Рассмотреть основные понятия структурной методологии.

2. Научиться использовать диаграмму потоков данных, понять ее назначение, элементы, правила построения.

3. Познакомиться со словарем данных: составом, формами описания логики процессов, формами описания данных.

4. Рассмотреть понятие абстрактных структур данных.

5. Рассмотреть структурные схемы - назначение, элементы, правила построения, схемы алгоритма - назначение, элементы, правила построения.

В рамках структурной методологии исторически рассматривались три графических нотации:

· диаграммы функционального моделирования (Structured Analysis and Design Technique, SADT),

· диаграммы потоков данных (Data Flow Diagrams, DFD);

· диаграммы "сущность-связь" (Entity-Relationship Diagrams, ERD).

Нотация ­ система условных обозначений, специально разработанная для представления элементов модели в графической форме.

В рамках диаграмм функционального моделирования было разработано несколько графических языков моделирования, которые получили следующие названия:

· Нотация IDEF0 - для документирования процессов производства и отображения информации об использовании ресурсов на каждом из этапов проектирования систем;

· Нотация IDEF1 - для документирования информации о производственном окружении систем;

· Нотация IDEF2 - для документирования поведения системы во времени;

· Нотация IDEF3 – специально для моделирования бизнес-процессов.

Нотация IDEF2 никогда не была полностью реализована. Нотация IDEF1 в 1985 году была расширена и переименована в IDEF1X. Методология IDEF нашла применение в правительственных и коммерческих организациях, поскольку в 1993 году появился стандарт FIPS правительства США для двух технологий IDEF0 и IDEF1X. В течение последующих лет этот стандарт продолжал активно развиваться и послужил основой для реализации в некоторых CASE-средствах, наиболее известным из которых является AllFusion Process Modeler® (новое название BPwin®) компании Computer Associates.

Процесс моделирования IDEF представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели системы какой-либо предметной области. Функциональная модель IDEF отображает структуру процессов функционирования системы и ее отдельных подсистем, то есть, выполняемые ими действия и связи между этими действиями. Для этой цели строятся специальные модели, которые позволяют в наглядной форме представить последовательность определенных действий. Исходными строительными блоками любой модели нотации IDEF0 процесса являются деятельность (activity) и стрелки (arrows).

Одна из наиболее важных особенностей нотации IDEF0 - постепенное введение все более детальных представлений модели системы по мере разработки отдельных диаграмм. Построение модели IDEF0 начинается с представления всей системы в виде простейшей диаграммы, состоящей из одного блока процесса и стрелок, служащих для изображения основных видов взаимодействия с объектами вне системы (рис.1).

Рис.1. SADT-блок

Поскольку исходный процесс представляет всю систему как единое целое, данное представление является наиболее общим и подлежит дальнейшей декомпозиции. Пример представления общей модели процесса оформления страховых выплат, разработанной с помощью CASE-средства AllFusion Process Modeler®, изображен на рис. 2.

Рис.2. Диаграмма 1 уровня

В конечном итоге, модель IDEF0 представляет собой набор иерархически взаимосвязанных диаграмм с сопроводительной документацией, которая разбивает исходное представление сложной системы на отдельные составные части. Детали каждого основного процесса представляются в виде более подробных процессов на других диаграммах. В этом случае каждая диаграмма нижнего уровня является декомпозицией процесса из более общей диаграммы. Поэтому на каждом шаге декомпозиции более общая диаграмма конкретизируется на ряд детальных диаграмм.

Основной недостаток рассмотренной методологии (в оценке требований сегодняшнего дня) связан с отсутствием явных средств для объектно-ориентированного представления моделей сложных систем. Некоторые аналитики отмечают важность знания и применения нотации IDEF0, однако отсутствие возможности реализации соответствующих графических моделей в объектно-ориентированном программном коде существенно сужают диапазон решаемых с ее помощью задач.

Диаграммы потоков данных (Data Flow Diagram – DFD) являются основным средством моделирования функциональных требований проектируемой системы. С их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной потоками данных. Главная цель таких средств ­ продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

Для изображения DFD традиционно используется две различные нотации: Йодана (Yourdon) и Гейна-Сарсон (Gane – Sarson). Далее будем рассматривать нотацию Гейна-Сарсон.

Недостаток рассмотренных нотаций связан с отсутствием явных средств для объектно-ориентированного представления моделей сложных систем, а также сложных алгоритмов обработки данных. Поскольку на рассмотренных типах диаграмм не указываются характеристики времени выполнения отдельных процессов и передачи данных между процессами, то модели систем, реализующих синхронную обработку данных, не могут быть адекватно представлены в этих нотациях. Все эти особенности методов структурного системного анализа ограничили возможности широкого применения соответствующих нотаций и послужили основой для разработки унифицированного языка моделирования UML.

Дата добавления: 2014-01-03