Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине
 Скачать 3.64 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР) УТВЕРЖДАЮ Зав. каф. АОИ, д.т.н., проф. ____________ Ю.П. Ехлаков "____" ___________ 2014 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ по дисциплине "МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ” для студентов направления подготовки 231000.62 «Программная инженерия» (бакалавриат) Часть I Разработчик: профессор каф. АОИ, д.т.н. ____________ М.П. Силич Томск - 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение …………………………………………………………………........................ 3 Лабораторная работа №1 «Создание IDEF0-модели бизнес-процесса» ..................... 4 Лабораторная работа №2 «Создание IDEF3-модели бизнес-процесса» ..................... 20 Лабораторная работа №3 «Создание DFD-модели бизнес-процесса» ......................... 30 Лабораторная работа №4 «Создание прецедентной UML-модели бизнес-процесса» 35 Лабораторная работа №5 «Создание объектной UML-модели бизнес-процесса» ….. 48 Лабораторная работа №6 «Создание UML- модели информационной системы»....... 58 Литература ……………………………………………………………...............……....... 64 Приложение 1. Варианты индивидуального задания ..................................................... 65 3 ВВЕДЕНИЕ Данное учебно-методическое пособие предназначено для подготовки и выпол- нения лабораторных работ, включенных в первую часть двухсеместрового курса по дисциплине «Моделирование и анализ бизнес-процессов». Лабораторные работы по данной части дисциплины имеют целью: закрепление теоретического материала, получение навыков самостоятельного моделирования биз- нес-процессов по стандартам DFD, IDEFO, IDEF3, UML с помощью CASE-средств структурного и объектно-ориентированного анализа BPWin и Rational Rose. Выполнение лабораторных работ направлено на формирование следующих компетенций: способность к формализации в своей предметной области с учетом ограниче- ний используемых методов исследования (ПК-2); способность формализовать предметную область программного проекта и разработать спецификации для компонентов программного продукта (ПК-6). Лабораторные работы выполняются индивидуально. Лабораторная работа вы- полняется в соответствии с порядком, описанном в методических указаниях. Форма контроля выполнения лабораторной работы: демонстрация преподава- телю построенных моделей, собеседование, ответы на вопросы, выполнение дополни- тельных заданий. 4 Лабораторная работа №1 «Создание IDEF0-модели бизнес-процесса» Цель работы: Ознакомиться с основами методологии IDEF0 и основами рабо- ты с пакетом BPWin. Получить практические навыки в построении IDEF0-модели бизнес-процесса средствами пакета BPWin. Порядок выполнения работы. 1. Выбор задания. Выберите бизнес-процесс, для которого будете формировать модель. Вы може- те выбрать один из вариантов процессов, описанных в приложении, или предложить свой вариант. 2. Знакомство с основами методологии IDEF0. Методология IDEF0 (Integrated DEFinition) представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной мо- дели предметной области. Функциональная модель IDEF0 отображает функциональ- ную структуру системы, т.е. производимые ею действия и связи между этими дейст- виями. Данная методология применяется при создании новых систем для определения требований и функций и затем для разработки системы, удовлетворяющей требовани- ям и реализующей функции. Для действующих систем эта методология может ис- пользоваться для анализа функций, выполняемых системой, а также для наглядного представления «механизмов», посредством которых эти функции осуществляются. Основной сферой применения методологии IDEF0 является предпроектное обследо- вание и анализ системы. Методология IDEF0 основана на методе SADT Росса. В рамках проекта ICAM, организованного военными ведомствами США с целью разработки подходов, обеспе- чивающих повышение эффективности проектирования благодаря систематическому внедрению компьютерных технологий, метод SADT и некоторые аспекты его приме- нения были стандартизированы, после чего получили название методологии IDEF0. Модель IDEF0 представляет собой набор диаграмм с поддерживающей их до- кументацией, включающей сопровождающие тексты и словарь. Диаграммы модели декомпозируют сложную систему на составные части. Первоначальная (исходная, корневая) диаграмма является наиболее общим и наиболее абстрактным описанием всей системы в целом. Она показывает основную функциональную составляющую системы в виде одного блока. Взаимодействие с окружающим миром описывается в терминах входа (данные или объекты, потребляемые или изменяемые функцией), выхода (основной результат деятельности функции, конечный продукт), управления (стратегии и процедуры, которыми руководствуется функция) и механизмов (необ- ходимые ресурсы). Кроме того, при создании контекстной диаграммы формулиру- ются цель моделирования, область и точка зрения, с которой будет строиться мо- дель. Затем общая функция разбивается на крупные подфункции. Связи подфунк- ций отображаются на отдельной диаграмме – диаграмме декомпозиции первого уровня. В свою очередь, каждая подфункция может быть декомпозирована на бо- лее мелкие подфункции, связи между которыми также отображаются на отдель- ных диаграммах декомпозиции второго уровня. И так далее до достижения необ- 5 ходимой детализации описания. Таким образом, модель представляет собой сово- купность иерархически выстроенных диаграмм, каждая из которых является де- тальным описанием какой-либо вышестоящей (родительской) функции или рабо- ты (activity). Каждая диаграмма включает в себя один или несколько функциональных блоков, представляющих какую-либо функцию или работу и изображаемых в ви- де прямоугольников. Стрелки обозначают объекты или информацию, связываю- щую работы между собой и с внешним миром. Каждая из стрелок имеет метку, ха- рактеризующую ее. Назначение стрелок зависит от стороны блока, в которую стрелка входит или выходит: стрелки, входящие с левой стороны блока, представляют собой предметы или информацию, необходимые для выполнения функции; выходящие из правой стороны блока показывают предметы или данные, полученные в результате выполнения функции; входящие сверху – условия или данные, которые управляют выполнением функции; входящие снизу – механизм, выполняющий функцию (на- пример, инструмент, оборудование или человек). Стрелки на диаграмме IDEF0 означают ограничения, задаваемые связанными с ними объектами (предметами или данными). Они не представляют собой поток или последовательность. Соединяя выход одного блока с входом другого, они показывают ограничения. Блок, получающий объекты, «ограничен» в том смысле, что функция не может быть выполнена, пока не будут получены объекты, производимые другими блоками. Стрелки, входящие в блок, показывают все объекты, которые необходимы для выполнения функции. Несколько функций на диаграмме могут выполняться одновременно, если удов- летворены все ограничивающие условия. Ни последовательность, ни время не явля- ются точно определенными в IDEF0. Отсюда следует, что IDEF0-модели – это ни блок-схемы, ни просто диаграммы потоков данных, а предписывающие диаграммы, которые представляют входные/выходные преобразования, а также указывают прави- ла этих преобразований. 3. Знакомство с инструментальным средством BPwin BPwin является мощным средством моделирования и документирования биз- нес-процессов. Этот продукт использует технологию моделирования IDEF0 — наибо- лее распространенный стандарт, принятый для моделирования бизнес-процессов. Кроме того, BPwin поддерживает методологии моделирования DFD и IDEF3. Мето- дология DFD используется для описания потоков данных, которые возникают в ре- зультате деятельности компании. Методология IDEF3 служит для графического опи- сания потока процессов (работ), взаимодействия процессов и объектов. Функциональность BPwin заключается не только в рисовании диаграмм, но и в проверке целостности и согласованности модели. BPwin обеспечивает логическую четкость в определении и описании элементов диаграмм, а также проверку целостно- сти связей между диаграммами. Инструмент обеспечивает коррекцию наиболее часто встречающихся ошибок при моделировании, таких как «зависание» связей при пере- ходе от диаграммы к диаграмме, нарушение ассоциации связей в различных диаграм- мах модели и т. п. Для оценки моделируемых бизнес-процессов BPwin предоставляет разработчи- ку два инструмента — функционально-стоимостной анализ (ABC) и оценку свойств, определяемых пользователем (User Defined Properties, UDP). 6 BPwin имеет достаточно простой и интуитивно понятный интерфейс пользова- теля. Общий вид рабочего интерфейса представлен на рис. 1.1. Его основными эле- ментами являются: главное меню, основная панель инструментов (ниже главного ме- ню), навигатор модели (в левой части рабочего интерфейса), окно модели (в правой части рабочего интерфейса) и специальная панель инструментов, вид которой зависит от выбранного типа модели (располагается между навигатором и окном модели). Данное расположение элементов интерфейса принято по умолчанию, однако оно мо- жет быть изменено пользователем. Рис. 1.1. Рабочий интерфейс среды моделирования BPwin Инструмент навигации Model Explorer имеет три вкладки - Activities, Diagrams и Objects. Вкладка Activities (рис. 1.1) показывает в виде раскрывающегося иерархи- ческого списка все блоки (работы, функции), включенные в диаграммы модели. Од- новременно могут быть показаны все модели, открытые в BPwin. Блоки с диаграмм IDEF0 показываются зеленым цветом, IDEF3 – желтым и DFD – голубым. Щелчок по наименованию блока во вкладке Activity переключает окно моде- ли на диаграмму, на которой этот блок размещен. Если с помощью вкладки Activi- ties можно перейти на стандартные диаграммы (контекстную и декомпозиции), то вкладка Diagrams служит для перехода на любую диаграмму модели. После перехо- да на вкладку Objects на ней показываются все объекты, соответствующие вы- бранной на вкладке Diagrams диаграмме, в том числе работы, хранилища данных, внешние ссылки, объекты ссылок и перекрестки. 4. Создание контекстной диаграммы Построение модели в нотации IDEF0 всегда начинается с построения контекст- ной диаграммы. При создании модели бизнес-процессов контекстная диаграмма со- держит единственную функцию, которая определяет модель в целом. Далее можно проводить декомпозицию диаграммы, где будут содержаться функции, связи между ними и свойства. Контекстная диаграмма показывает высокоуровневую функцию мо- дели для дальнейшего исследования в соответствии с целью, границей и точкой зре- ния. 7 Для создания модели IDEF0 необходимо выбрать в системном меню пункт File/New. После этого появится диалоговое окно, изображенное на рис. 1.2. Рис. 1.2. Диалог создания контекстной диаграммы В данном диалоговом окне необходимо дать имя модели. В нашем случае это Example. После нажатия на кнопку Ok появляется диалоговое окно Properties, изо- браженное на рисунке 1.3. Рис. 1.3. Диалог свойств новой модели По умолчанию в данном диалоге отображается вкладка General. Здесь в поле Author необходимо набрать имя автора и нажать Ok. 8 Откроется окно, отображающее контекстную диаграмму А-0 с одним функцио- нальным блоком А0 (см. рис. 1.4). Рис. 1.4. Окно, отображающее контекстную диаграмму Появившийся функциональный блок представляет собой весь моделируемый процесс в целом. Его необходимо именовать: нажмите правую кнопку мыши, выбе- рите в контекстном меню пункт Name и в появившемся диалоге введите имя (см. рис. 1.5). Имя блока должно быть выражено отглагольным существительным, обозна- чающим действие (например, "Изготовление детали", "Прием заказа" и т. д.). Рис. 1.5. Ввод наименования контекстного блока. 9 Для описания цели и точки зрения можно использовать два подхода – путем вставки текстового блока на диаграмму или путем определения свойств модели. Для вставки текстового блоки необходимо использовать инструмент который произ- водит вставку текстового блока на диаграмму. Пример диаграммы, содержащей тек- стовый блок, изображен на рисунке 1.6. Рис 1.6. Контекстная диаграмма с текстовым блоком Для определения свойств модели необходимо посредством меню Model / Model properties вызвать диалог Model properties и выбрать вкладку Purpose (см. рис. 1.7). Рис 1.7. Диалог определения цели модели 10 5. Создание граничных стрелок Взаимодействие блока с внешним миром описывается в виде стрелок. Стрелки представляют собой некие предметы или данные и именуются существительными (например, "Деталь", "Изделие", "Заказ"). В IDEFO различают четыре типа стрелок – вход, выход, управление и механизм. Выход и вход показывают, что и из чего делается функцией, управление показывает, как и почему это делается, а механизм показывает, кем и с помощью чего это делает- ся. Каждый тип стрелок подходит к определенной стороне прямоугольника, изобра- жающего функцию, или выходит из нее (рис. 1.8). Рис. 1.8. Функциональный блок и входящие/выходящие стрелки Вход (Input) – материал или информация, которые используются или преобра- зуются функциональным блоком для получения результата (выхода). Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань блока. Примеры входов: сырье, материалы, комплектующие, исходные данные, заявка клиента. Выход (Output) – предметы или информация, которые производятся блоком. Стрелка выхода рисуется как исходящая из правой грани блока. Каждый блок дол- жен иметь хотя бы одну стрелку выхода. Функция без результата не имеет смысла и не должна моделироваться. Функции преобразуют объекты слева направо (от входа к выходу). Таким образом, блок представляет собой переход от состояния "до" к со- стоянию "после". Примеры выходов: продукция, изготовленное изделие, выполненная услуга, подготовленный документ. Управление (Control) – условия или данные, которые управляют выполнением функции (правила или стандарты, которыми руководствуются при ее выполнении). Стрелка управления рисуется как входящая в верхнюю грань блока. Очень часто сложно определить, являются ли данные входом или управлением. В этом случае подсказкой может служить то, перерабатываются/изменяются ли данные в блоке или нет. Если изменяются, то скорее всего это вход, если нет – управление. Управление влияет на функцию, но не преобразуется ею. Примеры управления: инструкции, тре- бования, стандарты, правила, указания, задания, план, проект, чертеж. Механизм (Mechanism) – ресурсы, которые выполняют работу, например пер- сонал предприятия, станки, устройства и т. д. Стрелка механизма рисуется как вхо- дящая в нижнюю грань блока. Примеры механизма: персонал, фирма, отдел приема заявок, отдел разработки, цех, оператор, станок, аппаратура, инструмент, компь- ютер, информационная система, программное обеспечение. Стрелки на контекстной диаграмме служат для описания взаимодействия сис- темы с окружающим миром. Они могут начинаться у границы диаграммы и заканчи- ваться у блока, и наоборот. Такие стрелки называются граничными. Функция Вход Выход Управление Механизм 11 Для создания стрелок, связанных с функциональным блоком, необходимо ис- пользовать инструмент на панели инструментов. Щелкните левой кнопкой мыши на левой границе диаграммы, отпустите кнопку мыши и переместите появившийся курсор на левую сторону функционального блока. Большой подсвеченный тре- угольник показывает ту сторону функционального блока, которая будет к нему при- вязана (см. рис. 1.9). Рис. 1.9. Привязка стрелок к функциональному блоку Чтобы именовать стрелку необходимо навести указатель мыши на нее и нажать правую кнопку. Появится контекстное меню, в котором необходимо выбрать пункт Name. Далее в диалоге Arrow Properties введите имя стрелки (см. рис. 1.10). Рис. 1.10. Диалог определения свойств стрелки 12 Таким же образом можно определять стрелки всех типов, которые соответст- вуют входу, выходу, механизму и управлению. На рисунке 1.11 приведен пример за- конченной контекстной диаграммы. Рис. 1.11. Пример контекстной диаграммы 6. Создание диаграммы декомпозиции Декомпозиционная диаграмма используется для разбиения функционального блока на образующие его составные части. Например, блок «Изготовление заказного продукта» может быть декомпозирован на такие части как: «Получить заказ клиента», «Выполнить заказ», «Получить оплату заказа», «Отправить заказ клиенту». Каждый из этих блоков в зависимости от требуемой глубины детализации также может быть представлен в виде декомпозиционной диаграммы. Причем любой функциональный блок можно представить в виде IDEF0-, IDEF3- или DFD- диаграммы. Для декомпозиции необходимо сделать следующее. Выбрать тот блок, который необходимо декомпозировать. В нашем случае это единственный блок на контекст- ной диаграмме, затем выбрать инструмент на панели инструментов. После чего появится диалог, изображенный на рисунке 1.12. Рис 1.12. Диалог декомпозиции функционального блока 13 По умолчанию декомпозиционная диаграмма составляется в нотации IDEF0, причем количество функциональных блоков по умолчанию равно 4. Для обеспечения наглядности и лучшего понимания моделируемых процессов рекомендуется исполь- зовать от 3 до 6 блоков на одной диаграмме. При нажатии Ok в этом диалоге создает- ся диаграмма А0 с указанным количеством функциональных блоков (см. рис. 1.13). Рис 1.13. Шаблон декомпозиционной диаграммы Если оказывается, что количество блоков недостаточно, то можно добавить блок, щелкнув сначала по кнопке с символом блокана палитре инструментов, а за- тем по свободному месту на диаграмме. Блоки на диаграммах декомпозиции обычно располагаются по диагонали от левого верхнего угла к правому нижнему. Такой порядок называется порядком до- минирования. Согласно этому принципу в левом верхнем углу располагается самая важная функция или функция, выполняемая по времени первой. Далее вправо вниз располагаются менее важные или выполняемые позже функции. Такое расположение облегчает чтение диаграмм. На диаграмме декомпозиции функции нумеруются авто- матически слева направо. Номер блока показывается в правом нижнем углу. В ле- вом верхнем углу изображается небольшая диагональная черта, которая показывает, что данная работа не была декомпозирована. Контекстная (корневая) функция имеет номер 0. Блоки декомпозиции имеют номера l, 2, 3 и т.д. Блоки декомпозиции нижнего уровня имеют номер родитель- ского блока и очередной порядковый номер, например блоки декомпозиции функ- ции 3 будут иметь номера 31, 32, ЗЗ, 34 и т. д. Диаграммы имеют номера по роди- тельскому блоку. Контекстная диаграмма всегда имеет номер А-0, декомпозиция контекстной диаграммы – номер А0, остальные диаграммы декомпозиции – номера по соответствующему блоку (например, Al, A2, А21, А213 и т.д.). Имеются незна- чительные варианты нумерации, которые можно настроить во вкладке Numbeing диалога Model Properties (меню Model /Model Properties). 14 Поименуйте каждый функциональный блок на диаграмме декомпозиции нажа- тием правой кнопки мыши на этом блоке и выбором пункта Name в появившемся контекстном меню. При этом диаграмма будет иметь вид, изображенный на рисунке 1.14. Рис 1.14. Именование блоков декомпозиционной диаграммы |