теорияIDEF_DFD. Методологии проектирования информационных систем. Сущность структурного подхода к моделированию систем
 Скачать 2.11 Mb.
|
Типы объектов ссылок
Декомпозиция работ в IDEF3В IDEF3 декомпозиция используется для детализации работ. Методология IDEF3 позволяет декомпозировать работу многократно, т.е. работа может иметь множество дочерних работ. Это позволяет в одной модели описать альтернативные потоки. Возможность множественной декомпозиции предъявляет дополнительные требования к нумерации работ Нумерация работ в IDEF3Номер работы состоит из номера родительской работы, версии декомпозиции и собственного номера работы на текущей диаграмме Номер родительской работы Версия декомпозиции Собственный номер единицы работ Структура множественной декомпозиции работПервая декомпозиция работы 1.2 Вторая декомпозиция работы 1.2 Рассмотрим на примере построения динамической модели процесса «Выполнение курсовой работы» Начнем с построения контекстной диаграммы 1.1 Выполнение курсовой работы 1.1.2 Получение задания 1.1.3 Подбор литературы 1.1.4 Выполнение разделов к/р 1.1.5 Посещение консультаций 1.1.6 Оформление пояснит. записки 1.1.7 Защита OBJECT/ Преподаватель Примечание: Обратите внимание на нумерацию единиц работ. Родительской является работа с собственным номером 1. Она декомпозируется первый раз, следовательно, версия декомпозиции = 1, далее следует собственный номер единицы работ в рамках модели (2-7). Выполним декомпозицию контекстной диаграммы: & J1 & J2 4.1.8 Написание теор.части 4.1.9 Выполнение расчетов 4.1.10 Построение графиков 4.1.11 Оформление ELAB/ Если есть ошибки в расчетах – внесение исправлений Выполним декомпозицию UOW №4 – «Выполнение разделов к/р» & J3 & J4 Х J5 Х J6 Продекомпозируем повторно контекстную диаграмму (в виде сценария IDEF3 для выполнения курсовой работы по «Информатике и программированию») 1.2.12 Получение задания 1.2.13 Построение блок-схемы 1.2.14 Математическое моделирование 1.2.15 Написание программы 1.2.16 Тестирование и отладка 1.2.17 Оформление поясн. записки GOTO/ При обнаружении ошибок при тестировании возврат к 1.2.15 & J7 & J8 Стандарт IDEF5Основной характерной чертой онтологического анализа является, в частности, разделение реального мира на составляющие и классы объектов (at its joints) и определение их онтологий, или же совокупности фундаментальных свойств, которые определяют их изменения и поведение. Методология IDEF5 обеспечивает наглядное представление данных, полученных в результате обработки онтологических запросов в естественной графической форме. Онтологический анализ обычно начинается с составления словаря терминов, который используется при обсуждении и исследовании характеристик объектов и процессов, составляющих рассматриваемую систему, а также создания системы точных определений этих терминов. Кроме того, документируются основные логические взаимосвязи между соответствующими введенным терминам понятиями. В дальнейшем мы не будем делать различия между понятиями и терминами. Результатом этого анализа является онтология системы, или же совокупность словаря терминов, точных их определений взаимосвязей между ними. Таким образом, онтология включает в себя совокупность терминов и правила, согласно которым эти термины могут быть скомбинированы для построения достоверных утверждений о состоянии рассматриваемой системы в некоторый момент времени. Кроме того, на основе этих утверждений, могут быть сделаны соответствующие выводы, позволяющие вносить изменения в систему, для повышения эффективности её функционирования. В любой системе существует две основные категории предметов восприятия, такие как сами объекты, составляющие систему и взаимосвязи между этими объектами, характеризующие состояние системы. В терминах онтологии, понятие взаимосвязи, однозначно описывает или, другими словами, является точным дескриптором зависимости между объектами системы в реальном мире, а термины - являются, соответственно, точными дескрипторами самих реальных объектов. При построении онтологии, в первую очередь происходит создание списка или базы данных дескрипторов и с помощью них, если их набор достаточен, создается модель системы. Таким образом, должны быть выполнены следующие задачи: Создание и документирования словаря терминов Описание правил и ограничений, согласно которым на базе введенной терминологии формируются достоверные утверждения, описывающие состояние системы. Построение модели, которая на основе существующих утверждений, позволяет формировать необходимые дополнительные утверждения. При рассмотрении каждой системы существует огромное количество утверждений, достоверно отображающих ее состояние в различных разрезах, а построенная онтологическим способом модель должна выбирать из них наиболее полезные для эффективного рассмотрения в том или ином контексте. Дополнительно, эта модель помогает описывать поведение объектов и соответствующее изменение взаимосвязей между ними, или, другими словами, поведение системы. Таким образом, онтология представляет собой словарь данных, включающий в себя и терминологию и модель поведения системы. Стандарт IDEF5Процесс построения онтологии, согласно методологии IDEF5 состоит из пяти основных действий: Изучение и систематизирование начальных условий. Это действие устанавливает основные цели и контексты проекта разработки онтологии, а также распределяет роли между членами проекта Сбор и накапливание данных. На этом этапе происходит сбор и накапливание необходимых начальных данных для построения онтологии Анализ данных. Эта стадия заключается в анализе и группировке собранных данных и предназначена для облегчения построения терминологии. Начальное развитие онтологии. На этом этапе формируется предварительная онтология, на основе отобранных данных. Уточнение и утверждение онтологии - Заключительная стадия процесса. Язык описания онтологий в IDEF5 Для поддержания процесса построения онтологий в IDEF5 существуют специальные онтологические языки: схематический язык (Schematic Language-SL) и язык доработок и уточнений (Elaboration Language-EL). SL является наглядным графическим языком, специально предназначенным для изложения компетентными специалистами в рассматриваемой области системы основных данных в форме онтологической информации (См. рисунок 1). Этот несложный язык позволяет естественным образом представлять основную информацию в начальном развитии онтологии и дополнять существующие онтологии новыми данными. EL представляет собой структурированный текстовой язык, который позволяет детально характеризовать элементы онтологии. Язык SL позволяет строить разнообразные типы диаграмм и схем в IDEF5. Основная цель всех этих диаграмм - наглядно и визуально представлять основную онтологическую информацию. Несмотря на кажущееся сходство, семантика и обозначения схематичного языка SL существенно отличается от семантики и обозначений других графических языков. Дело в том, что часть элементов графической схемы SL может быть изменен или вовсе не приниматься во внимание языком EL. Причина этого состоит в том, что основной целью применения SL является создание лишь вспомогательной структурированной конструкции онтологии, и графические элементы SL не несут достаточной информации для полного представления и анализа системы, тем самым они не предназначены для сохранения при конечном этапе проекта. Тщательный анализ, обеспечение полноты представления структуры данных, полученных в результате онтологического исследования, являются задачей применения языка EL. Стандарт IDEF5Стандарт IDEF5В онтологии используются как обобщенные сущности, так и конкретные объекты. Обобщенные сущности называются видами. Изображаются они в виде окружности с меткой (названием объекта) внутри: Отдельные экземпляры видов обозначаются аналогично самим видам, только обозначаются точкой в нижней части окружности: Процессы изображаются в виде прямоугольника с меткой (наименованием) процесса: Помимо процессов используются логические операторы. Тут все достаточно просто для тех, кто знаком с предикатами, булевой алгеброй или программированием. В IDEF5 используются три основных логических оператора: логическое И (AND); логическое ИЛИ (OR); исключающее ИЛИ (XOR). Стандарт IDEF5Между объектами существуют отношения, которые в онтологии означают правила, которые определяют взаимодействие между объектами и из которых получаются новые выводы. Обычно, отношения определяются типом схемы, используемой в онтологии. Схема — это совокупность объектов онтологии и отношений между ними. Различают следующие основные виды схем: Схемы композиции. Схемы классификации. Схемы переходов. Функциональные схемы. Комбинированные схемы. Также иногда выделяют такой вид схем как экзистенциальные. Экзистенциальной схемой называют совокупность объектов без отношений. Такие схемы просто показывают, что в некой предметной области существует некий набор объектов. Стандарт IDEF5Схемы композиции. Данный тип схем используется для представления состава какого-либо объекта, системы, структуры и т.д. Типичный пример — детали автомобиля. В самом укрупненном составе, автомобиль состоит из кузова и трансмиссии. В свою очередь, кузов делится на раму, двери и прочие детали. Такую декомпозицию можно продолжать дальше — все зависит от необходимого уровня детализации в данной конкретной задаче. Пример такой схемы: Стандарт IDEF5Композиционные схемы (Composition Schematics) представляют собой инструменты онтологического исследования по принципу "Что из чего состоит". С помощью композиционной схемы мы наглядно документируем, что авторучка состоит из нижней и верхней трубки, нижняя трубка в свою очередь включает в себя кнопку и фиксирующий механизм, а верхняя трубка включает в себя стержень и пружину. Стандарт IDEF5Схемы классификации. Схемы классификации призваны выражать определение видов, их подвидов и экземпляры видов. Например, автомобили могут быть легковыми и грузовыми. То есть вид «Автомобиль» имеет два подвида. ВАЗ-2110 — конкретный экземпляр подвида «Легковой автомобиль», а ГАЗ-3307 — экземпляр подвида «Грузовой автомобиль»: Существует два типа таких диаграмм: Диаграмма строгой классификации (Description Subsumption - DS) и диаграмма естественной или видовой классификации (Natural Kind Classification - NKC). Основное отличие диаграммы DS заключается в том, что определяющие свойства классов высшего и всех последующих уровней являются необходимым и достаточным признаком принадлежности объекта к тому или иному классу. С помощью диаграмм DS, как правило, классифицируются логические объекты. NKC, наоборот, не предполагают того, что свойства класса являются необходимым и достаточным признаком для принадлежности к ним тех или иных объектов. Стандарт IDEF5Схемы переходов. Схемы такого типа необходимы для отображения процессов перехода объектов из одного состояния в другое под воздействием некого процесса. Например, после процесса покраски красной краской черный автомобиль становится красным. Помимо обыкновенного перехода, представленного на рисунке, существует строгий переход. Он используется в тех случаях, если переход в данной ситуации не очевиден, однако нам важно его подчеркнуть. Например, монтаж зеркала заднего вида на автомобиль не является значительной операцией если рассматривать процесс сборки автомобиля глобально. Однако в некоторых случаях необходимо выделить данную операцию: Обычный и строгий переходы могут быть также помечены как мгновенные. Для этого в центральный кружок добавляется треугольник. Мгновенные переходы используются в тех случаях, когда время перехода настолько мало, что совершенно незначительно в рамках рассматриваемой предметной области (меньше минимально значимого отрезка времени). Стандарт IDEF5Схема взаимосвязей. Схемы взаимосвязей (Relation Schematics) позволяют разработчикам визуализировать и изучать взаимосвязи между различными классами объектов в системе. Диаграмма состояния объекта (Object State Schemantic) позволяет документировать тот или иной процесс с точки зрения изменения состояния объекта. В происходящих процессах могут произойти два типа изменения объекта: объект может поменять свое состояние или класс. Между этими двумя видами изменений по сути не существует принципиальной разницы: объекты, относящиеся к определенному классу K в начальном состоянии в течение процесса могут просто перейти к его дочернему или просто родственному классу. Например, полученная в процессе нагревания теплая вода, уже относится не к классу ВОДА, а к его дочернему классу ТЕПЛАЯ ВОДА. Однако при формальном описании процесса, во избежание путаницы, целесообразно разделять оба вида изменений, и для такого разделения используется обозначения следующего вида: "класс:состояние". Например теплая вода будет описываться следующим образом: "вода:теплая", холодная - "вода:холодная" и так далее. Таким образом, диаграммы состояния в IDEF5 наглядно представляют изменения состояния или класса объекта в течение всего хода процесса. Пример такой диаграммы приведен на рис.4 Стандарт IDEF5Функциональные схемы. Такие схемы используются для указания структуры взаимодействия между объектами. Например, автомеханик проводит техобслуживание автомобилей, а менеджер автосервиса принимает заявки на ремонт и передает их автослесарю: Стандарт IDEF5Комбинированные схемы. Комбинированные схемы являются сочетанием ранее рассмотренных схем. Большинство схем в методологии IDEF5 — комбинированные, поскольку редко встречаются онтологии, использующие только один вид схем. Во всех схемах зачастую используются логические операторы. За счет их использования можно реализовать отношения между тремя, четырьмя и более объектами. Логический оператор может выражать некую общую сущность, над которой осуществляется процесс или которая участвует в другом отношении. Например, можно объединить предыдущие примеры в один следующим образом: |