Лр1_ГОТОВАЯ. Методические указания к выполнению лабораторной работы 1 для студентов очной формы обучения по направлению подготовки 09. 03. 02 Информационные системы и технологии
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
Утверждаю Ректор университета __________________О.Н. Федонин «____»____________2019 г. АРХИТЕКТУРА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ МЕТОДОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ IDEF0 Методические указания к выполнению лабораторной работы №1 для студентов очной формы обучения по направлению подготовки 09.03.02 - Информационные системы и технологии Брянск 2020 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Брянский государственный технический университет 2 УДК 004.43 Архитектура информационных систем. Методология функционального моделирования IDEF0 [Текст] + [Электронный ресурс]: методические указания к выполнению лабораторной работы №5 для студентов очной формы обучения по направлению подготовки 09.03.02 - Информационные системы и технологии. – Брянск: БГТУ, 2019. – 23 с. Разработал: Р.А. Филиппов, канд. техн. наук, доц. Рекомендовано кафедрой «Компьютерные технологии и системы» БГТУ (протокол № 6 от ) Методические указания публикуются в авторской редакции Научный редактор Ю.М. Казаков Компьютерный набор С. Кривцанова, __________________________________________________________ Подписано в печать __.__.19. Формат 60х84 1/16 Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл.печ.л. 1,52. Уч.-изд.л. 1,52 Тираж 1 экз. Брянский государственный технический университет Кафедра «Компьютерные технологии и системы», тел. 56-49-90 241035, Брянск, бульвар 50 лет Октября, 7 3 ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью лабораторной работы является изучение методологии функционального моделирования IDEF0 и получение практических навыков создания схемы IDEF0 в Microsoft Visio. Продолжительность лабораторной работы – 4 часа. 2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ Постоянное усложнение производственно-технических и организационно- экономических систем – фирм, предприятий, производств, и др. субъектов производственно-хозяйственной деятельности - и необходимость их анализа с целью совершенствования функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость применения специальных средств описания и анализа таких систем. В США реализовали программу интегрированной компьютеризации производства ICAM (ICAM - Integrated Computer Aided Manufacturing), направленную на увеличение эффективности промышленных предприятий посредством внедрения информационных технологий. Реализация программы ICAM потребовала создания адекватных методов анализа и проектирования производственных систем и способов обмена информацией. Для удовлетворения этой потребности в рамках программы ICAM была разработана методология IDEF (ICAM Definition), позволяющая исследовать структуру, параметры и характеристики производственно-технических и организационно-экономических систем. Общая методология IDEF состоит из нескольких частных методологий моделирования, основанных на графическом представлении систем: • IDEF0 используется для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, связывающие эти функции. 4 •IDEF1 применяется для построения информационной модели, отображающей структуру и содержание информационных потоков, необходимых для поддержки функций системы; • IDEF2 позволяет построить динамическую модель меняющихся во времени поведения функций, информации и ресурсов системы. •IDEF3 — методология документирования процессов, происходящих в системе (например, на предприятии), описывает сценарий и последовательность операций для каждого процесса. В отличие от IDEF0 данная нотация не поддерживает отображение «механизмов» и «управления», зато отображает очередность выполнения работ. То есть, если IDEF0 описывает, что делается в системе, то IDEF3 описывает, как это делается IDEF0 — методология функционального моделирования (англ. function modeling) и графическая нотация, предназначенная для формализации и описания бизнес-процессов. Концепция IDEF0 Методология IDEF0 основана на следующих концептуальных положениях. 1) Модель – искусственный объект, представляющий собой отображение (образ) системы и ее компонентов. М моделирует А, если М отвечает на вопросы относительно А. Здесь М – модель, А – моделируемый объект. Модель разрабатывают для понимания, анализа и принятия решений о реконструкции или замене существующей, либо проектировании новой системы. Модель описывает, что происходит в системе, как ею управляют, какие сущности она преобразует, какие средства использует для выполнения своих функций и что производит. 2) Блочное моделирование и его графическое представление. Основной концептуальный принцип методологии IDEF – представление любой изучаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции, действия, происходящие в изучаемой системе. 5 В IDEF0 все, что происходит в системе и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функции ставится в соответствие блок. На IDEF0 –диаграмме, основном документе при анализе и проектировании систем, блок представляет собой прямоугольник. 3) Лаконичность и точность. Документация, описывающая систему, должна быть точной и лаконичной. Многословные характеристики, изложенные в форме традиционных текстов, неудовлетворительны. Графический язык позволяет лаконично, однозначно и точно показать все элементы (блоки) системы и все отношения и связи между ними, выявить ошибочные, лишние или дублирующие связи и т.д. 4) Передача информации. Средства IDEF0 облегчают передачу информации от одного участника разработки модели (отдельного разработчика или рабочей группы) к другому. К числу таких средств относятся: • диаграммы, основанные на простой графике блоков и стрелок; • метки на естественном языке для описания блоков и стрелок, а также сопроводительный текст для уточнения смысла элементов диаграммы; • последовательная декомпозиция диаграмм, строящаяся по иерархическому принципу, при котором на верхнем уровне отображаются основные функции, а затем происходит их детализация и уточнение; • древовидные схемы иерархии диаграмм и блоков, обеспечивающие обозримость модели в целом и входящих в нее деталей. Основные понятия методологии и языка IDEF0 Первым из них является понятие функционального блока (Activity Box). Функциональный блок графически изображается в виде прямоугольника (см. рис. 1) и олицетворяет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта название каждого функционального блока должно быть сформулировано в глагольном наклонении (например, “производить услуги”, а не “производство услуг”). 6 Вторым “китом” методологии IDEF0 является понятие интерфейсной дуги (Arrow). Также интерфейсные дуги часто называют потоками или стрелками. Интерфейсная дуга отображает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию, отображенную данным функциональным блоком. В зависимости от того, к какой из сторон подходит данная интерфейсная дуга, она носит название “входящей”, “исходящей” или “управляющей”. 7 Третьим основным понятием стандарта IDEF0 является декомпозиция (Decomposition). Принцип декомпозиции применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции. Последним из понятий IDEF0 является глоссарий (Glossary), подразумевающий создание и поддержание набора соответствующих определений, ключевых слов, повествовательных изложений и т.д., которые характеризуют объект, отображенный данным элементом. Этот набор называется глоссарием и является описанием сущности данного элемента. 8 Взаимодействие между блоками В методологии IDEF0 требуется только пять типов взаимодействий между блоками для описания их отношений: управление, вход, обратная связь по управлению, обратная связь по входу, выход-механизм. Рисунок 2 Связь по управлению Рисунок 4 Обратная связь по управлению Рисунок 5 Связь выход-механизм Рисунок 1 Связь по выходу Рисунок 3 Обратная связь по входу 9 Создание диаграммы IDEF0 Откройте Microsoft Visio. Нажмите на Другие шаблоны. Выберите Блок- схема — Категории — Схема IDEF0. Рисунок 6 Другие шаблоны Рисунок 7 Схема IDEF0 Для удобства поменяем ориентацию страницы на альбомную. Заходим в Файл – Печать – Параметры страницы и выбираем альбомная ориентация. 10 Рисунок 8 Смена ориентации страницы Из фигуры схемы IDEF0 перетащите на страницу документа фигуру блок заголовков. В диалоговом окне данные фигуры введите имя заголовка и номер действия. Рисунок 9 Вставка блока заголовка С помощью кнопки Блока текста внесите текст в поле диаграммы – точку зрения и цель. 11 Рисунок 10 Заполнение цели и точки зрения В поле диаграммы (поле Блока заголовка) внесите Блок действия. В открывшемся окне «Данные фигуры» внесите имя процесса и идентификатор процесса. Рисунок 11 Создание блока действия С использованием блока Одностороннее соединение создайте стрелки на контекстной диаграмме. Добавляем название соединения. 12 Рисунок 12 Входные стрелки Добавляем аналогично Управление, Механизм и Выход. Рисунок 13 Стрелки механизма, управления и выхода Для построения декомпозиции диаграммы создайте новую страницу путем нажатия «+» в нижнем левом углу окна рядом с «Страница 1». Создаем последовательно действия в соответствии с декомпозицией. Не забываем изменять номера действий. 13 Рисунок 14 Блоки действий в декомпозиции Распределите стрелки для диаграммы декомпозиции в соответствии с контекстной диаграммой. Для этого «перенесите» входные и выходные стрелки, связанные с декомпозируемой работой, в поле декомпозиции. 14 Рисунок 15 Односторонние стрелки в декомпозиции Теперь в качестве управления надо подвести методологические указания к действиям Сделать расчеты, графическую часть и пояснительную записку. Для этого подводим стрелку к Сделать расчеты. Рисунок 16 Настройка связи блоков 15 Нажимаем на нее правой кнопкой мыши и выбираем Добавить соединительную линию. Рисунок 17 Добавление линии Соединяем таким образом. Рисунок 18 Соединительные линии Добавляем линию еще раз аналогично. 16 Рисунок 19 Стрелки управления к блокам Таким же образом подводим к нужным действиям механизмы Студент и Преподаватель. Рисунок 20 Интерфейсные дуги в декомпозиции 17 Добавляем выходы к действиям с помощью соединительной линии. Выбираем этот блок слева в фигурах. Соединяем с нужными действиями, подводя стрелку сверху к блоку. Теперь выберем Подпись и подпишем нашу линию выхода. Рисунок 21 Связь по управлению Аналогично создаем стрелки выхода у других действий. Рисунок 22 Соединительные линии IDEF0 с подписями И наконец, создадим дерево узлов. Создаем новую страницу. Вставляем блоки действий в нужной иерархии. 18 Рисунок 23 Дерево узлов 3. ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1 Создать функциональную модель деятельности ВУЗа, учитывая работу ВУЗа как по основным направлениям деятельности: обеспечение учебного процесса, научной работы, так и по дополнительным процессам: международная деятельность, работа по договорам, социальная работа. 2 Создать функциональную модель деятельности кафедры ВУЗа, учитывая следующие направления: работа по обеспечению учебного процесса, работа по хоз. договорам, научно- исследовательская работа сотрудников и студентов и т.д. 3 Создать функциональную модель пошива одежды в ателье, учитывая следующие направления: исследование спроса, использование оборудования, обучение персонала и т.д. 4 Создать функциональную модель работы центрального процессора компьютера, учитывая последовательность выполнения команд, сообщение с периферийными устройствами, а также выполнение различных видов операций 19 5 Создать функциональную модель работы компьютера, используя при этом классические принципы Фон Неймана. 6 Создать функциональную модель работы лазерного принтера 7 Создать функциональную модель монитора компьютера 8 Создать функциональную модель изготовления музыкальных инструментов, с учётом заготовки материала, изготовления частей инструментов и проверки качества изготовления 9 Создать функциональную модель изготовления мебели, с учётом заготовки материала, изготовления частей мебели и проверки качества изготовления 10 Создать функциональную модель деревянной модели изделия в модельном цехе машиностроительного производства 11 Создать функциональную модель тестирования печатной платы на контрольно-измерительной аппаратуре 12 Создать функциональную модель информационных технологий 13 Создать функциональную модель создания частного предприятия, с учётом приобретения необходимого оборудования, лицензирования деятельности и набора персонала 14 Создать функциональную модель внедрения рационализаторского предложения на производстве 15 Создать функциональную модель хранения информации 16 Создать функциональную модель работы предприятия по производству обуви 20 17 Создать функциональную модель работы предприятия по производству компонентов компьютера 18 Создать функциональную модель работы предприятия по производству транспортных услуг 19 Создать функциональную модель работы предприятия по производству в сфере услуг связи и телекоммуникации 20 Создать функциональную модель тестирования видеокарты 21 Создать функциональную модель продажи бытовой техники, учитывая следующие направления: исследование спроса, использование оборудования, обучение персонала и т.д. 22 Создать функциональную модель деятельности директора школы, учитывая следующие направления: работа по обеспечению учебного процесса, работа по договорам, социальная работа, научная работа сотрудников и школьников и обеспечение проведения внешкольных мероприятий. 23 Создать функциональную модель работы виртуальной машины, учитывая последовательность выполнения команд, сообщение с периферийными устройствами, а также выполнение различных видов операций 24 Создать функциональную модель создания предприятия по разработке виниловых проигрывателей, с учётом приобретения необходимого оборудования, лицензирования деятельности и набора персонала 25 Создать функциональную модель работы внешнего жесткого диска компьютера 26 Создать функциональную модель тестирования ПО 21 27 Создать функциональную модель работы струйного принтера 28 Создать функциональную модель внедрения нового оборудования на производстве 29 Создать функциональную модель продажи игровой аппаратуры, учитывая следующие направления: исследование спроса, использование оборудования, обучение персонала и т.д. 30 Создать функциональную модель создания предприятия по производству медицинских услуг, учитывая следующие направления: исследование спроса, использование оборудования, обучение персонала и т.д. 4. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА Отчет о лабораторной работе должен содержать созданные диаграммы в Microsoft Visio, описание последовательности выполняемых действий. 5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Как и для чего была разработана методология IDEF? 2. Что такое методология IDEF0 и для чего она используется? 3. В чем главное отличие между методологиями IDEF0 и IDEF3? 4. На каких главных принципах основана методология IDEF0? 5. Какие существуют средства передачи информации в диаграммах IDEF0? 6. Из каких основных элементов состоит диаграмма моделирования IDEF0? 7. Принципиально ли, с какой стороны подводить дуги к функциональному блоку, и почему? 8. Какие существуют типы взаимосвязей между блоками? 22 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. С.В. Черемных: Моделирование и анализ систем. IDEF-технологии: практикум / С.В. Черемных, И.О. Семенов, В.С. Ручкин — Изд.: Финансы и статистика, 2006 г. — 189 с. 2. Д.Ю. Киселев: Функциональное моделирование на базе стандарта IDEF0 / Д.Ю. Киселев, Ю.В. Киселев, А.В. Вавилин. – Самара: Изд-во СГАУ, 2014. – 20 с. 3. А. А. Вичугова: Информационные технологии: Учебное пособие / А. А. Вичугова, В. Н. Вичугов, Е. А. Дмитриева — Изд.: Томского политехнического университета, 2011 — 95 с. 4. А. Ф. Похилько: Моделирование процессов и данных с использованием CASE-технологий: Учебное пособие / А. Ф. Похилько, И. В. Горбачев, С. В. Рябов — УлГТУ: Ульяновск, 2014 — 164 с. 5. Карпычев В.Ю. Методология IDEF0 и программный продукт BPwin: Учебно-методическое пособие. - Нижний Новгород: ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2007. - 28 с. 6. О. А. Цуканова: методология и инструментарий моделирования бизнес- процессов: Учебное пособие / О. А. Цуканова — ИТМО: Санкт-Петербург, 2015 — 101 с. 7. О. А. Бистерфельд: Методология функционального моделирования IDEF0: Учебно-методическое пособие. — Изд.: Рязань, 2008 — 47 с. 8. В. В Бахтизин: Методология функционального проектирования IDEF0: Учебное пособие / Л. А. Глухова — Изд.: Минск, 2003 — 56 с. |