Проектирование системы. Проектирование систем. Проектирование информационных систем ( на примере методов структурного системного анализа)
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
Интерфейсная дуга/стрелка (Arrow) отображает элемент системы, кото- рый обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию, представленную данным функциональным блоком. Интерфейсные дуги часто называют потоками или стрелками. С помощью интерфейсных дуг отображают различные объекты, в той или иной степени определяющие процессы, происходящие в системе. Такими объ- 175 ектами могут быть элементы реального мира (детали, вагоны, сотрудники и т.д.) или потоки данных и информации (документы, данные, инструкции и т.д.). В зависимости от того, к какой из сторон функционального блока подхо- дит данная интерфейсная дуга, она носит название «входящей», «исходящей» или «управляющей». Необходимо отметить, что любой функциональный блок по требованиям стандарта должен иметь, по крайней мере, одну управляющую интерфейсную дугу и одну исходящую. Это и понятно – каждый процесс должен происходить по каким-то правилам (отображаемым управляющей дугой) и должен выдавать некоторый результат (выходящая дуга), иначе его рассмотрение не имеет ника- кого смысла. Обязательное наличие управляющих интерфейсных дуг является одним из главных отличий стандарта IDEF0 от других методологий классов DFD (Data Flow Diagram ) и WFD (Work Flow Diagram). Механизмы показывают средства, с помощью которых осуществляется выполнение функций. Механизм может быть человеком, компьютером или лю- бым другим устройством, которое помогает выполнять данную функцию (рис.). Рис. 4.3. Пример механизма По типу связываемых элементов интерфейсные дуги (стрелки) подраз- деляют на граничные, стрелки вызова, внутренние стрелки. Составить контракт для биржи 176 Граничные (border) стрелки на контекстной диаграмме применяются для описания взаимодействия системы с окружающим миром. Они могут начи- наться у границы диаграммы и заканчиваться у функции, или наоборот. На обычной (не контекстной) диаграмме граничные стрелки представляют входы, управления, выходы или механизмы родительского блока диаграммы. Внесен- ные граничные стрелки как бы указывают на выход за пределы страницы на диаграмме декомпозиции нижнего уровня, и для указания их отличия от других стрелок диаграммы, стрелка таких стрелок изображается в квадратных скобках. Граничные стрелки обеспечивают правильное соединение диаграмм для полу- чения согласованной модели состоящей из отдельных диаграмм. Т.о. эти стрел- ки являются интерфейсом между диаграммой и остальной частью модели, по- этому необходимо, чтобы все внешние стрелки диаграммы были согласованы со стрелками, образующими границу этой диаграммы. Такое согласование стрелок обеспечивает совмещение данной диаграммы со своей родительской диаграммой, т.е. это означает, что внешние стрелки согласованы по числу и наименованию (но не обязательно по расположению) со стрелками, касающи- мися декомпозированного блока родительской диаграммы. Источник или при- емник граничных стрелок можно обнаружить, только изучая родительскую диаграмму. Все граничные стрелки на дочерней диаграмме (за исключением стрелок, помещенных в туннель) должны соответствовать стрелкам родитель- ского блока. Стрелки вызова (Call) –- специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Стрелка вызова используется для указания того, что некото- рая функция выполняется за пределами моделируемой системы, т.е. обознача- ют обращение из данной модели или из данной части модели к блоку, входя- щему в состав другой модели или другой части модели, обеспечивая их связь. Наличие стрелок вызова указывает на то, что разные модели или разные ча- сти одной и той же модели могут совместно использовать один и тот же эле- мент (блок). Стрелки вызова используются при слиянии и разделении моделей. Внутренние стрелки – это стрелки IDEF0-диаграммы, характеризующие 177 четыре основных отношения, концы которой связывают источник и потребите- ля, являющиеся блоками одной диаграммы. Внутренние стрелки не касаются границы диаграммы и не выходят за ее пределы, а начинаются у одного и кон- чаются у другого блока. В IDEFO различают пять типов связей для внутренних стрелок по их направленности: • связь «выход-вход» (output-input) является простейшей связью, посколь- ку она отражает прямые воздействия, которые интуитивно понятны и очень просты. Связь возникает тогда, когда выход одного блока стано- вится входом для другого. Стрелка выхода вышестоящей работы (далее – просто выход) направляется на вход нижестоящей (блока с меньшим до- минированием). Связь по «выход-вход» показывает доминирование вы- шестоящей работы, т.е. выход блока становится входом для блока с меньшим доминированием. Данные или объекты выхода вышестоящей работы не меняются в нижестоящей; • связь «выход-управление» (output-control), является простейшей связью, поскольку она отражает прямые воздействия, которые интуитивно понят- ны и очень просты. При такой связи выход вышестоящей работы направ- ляется непосредственно на управление нижестоящей, таким образом по- казывая доминирование вышестоящей функции. Данные или объекты вы- хода вышестоящей функции не меняются в нижестоящей; • обратная связь «выход-вход» (output-input feedback) является более слож- ной, поскольку представляют итерацию или рекурсию (выходы из одной функции влияют на будущее выполнение других функций, что впослед- ствии влияет на исходную функцию). Такая связь, как правило, использу- ется для описания циклов и часто называется связью по потоку данных. В такой связи выход нижестоящей работы направляется на вход вышестоя- щей (блока с большим доминированием). Обратные связи могут высту- пать в виде комментариев, замечаний, исправлений и т.д. (рис.). 178 Рис. 4.4. Пример обратной связи • обратная связь «выход-управление» (output-control feedback) является более сложной, поскольку представляют итерацию или рекурсию (выхо- ды из одной функции влияют на будущее выполнение других функций, что впоследствии влияет на исходную функцию). Обратная связь возни- кает, когда выход некоторой функции А воздействует на выход функции В, а выход функции В воздействует на другую активацию функции А. Обратная связь по управлению возникает тогда, когда выход некоторого блока (как результат деятельности некоторой функции) влияет на блок с большим доминированием, т.е. выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей. Обратная связь по управлению часто свиде- тельствует об эффективности процесса; • связь «выход-механизм» (output-mechanism), когда выход одной работы направляется на механизм другой. Эта взаимосвязь встречаются нечасто, и используется реже остальных. Она показывает, что одна работа подго- тавливает ресурсы, необходимые для проведения другой работы – связь отражает ситуацию, при которой выход одной функции становится сред- ством достижения цели (подготавливает ресурсы), необходимые для про- ведения другой функции для другой. Обычно связи «выход-механизм» характерны при распределении источников ресурсов (например, требуе- мые инструменты, обученный персонал, физическое пространство, обо- рудование, финансирование, материалы). 1 Разработать проект 2 Провести экс- пертизу 179 Одним из важных моментов при проектировании ИС с помощью методо- логии IDEF0 является точная согласованность типов внутренних связей по их характеру (табл. 4.1.). Таблица 4.1. Типы и связей и их значимость Тип связи Относительная значимость Случайная 0 Логическая 1 Временная 2 Процедурная 3 Коммуникационная 4 Последовательная 5 Функциональная 6 Ниже даны краткие описания каждого из типов связей. (0) Тип случайной связности: наименее желательный. Случайная связ- ность возникает, когда конкретная связь между функциями мала или полностью отсутствует. Это относится к ситуации, когда имена данных на IDEF0-дугах в одной диаграмме имеют малую связь друг с другом. Крайний вариант этого случая показан на рис. 4.5. Рис. 4.5. Случайная связность (1) Тип логической связности. Логическое связывание происходит то- гда, когда данные и функции собираются вместе вследствие того, что они попа- 180 дают в общий класс или набор элементов, но необходимых функциональных отношений между ними не обнаруживается. (2) Тип временной связности. Связанные по времени элементы возни- кают вследствие того, что они представляют функции, связанные во времени, когда данные используются одновременно или функции включаются парал- лельно, а не последовательно. (3) Тип процедурной связности. Процедурно-связанные элементы появ- ляются сгруппированными вместе вследствие того, что они выполняются в те- чение одной и той же части цикла или процесса. Пример процедурно-связанной диаграммы приведен на рис. 4.6. Рис. 4.6. Процедурная связность (4) Тип коммуникационной связности. Диаграммы демонстрируют коммуникационные связи, когда блоки группируются вследствие того, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же вы- ходные данные (рис. 4.7.). Рис. 4.7. Коммуникационная связность (5) Тип последовательной связности. На диаграммах, имеющих после- 181 довательные связи, выход одной функции служит входными данными для сле- дующей функции. Связь между элементами на диаграмме является более тес- ной, чем на рассмотренных выше уровнях связок, поскольку моделируются причинно-следственные зависимости (рис. 4.8.). Рис. 4.8. Последовательная связность (6) Тип функциональной связности. Диаграмма отражает полную функциональную связность, при наличии полной зависимости одной функции от другой. Диаграмма, которая является чисто функциональной, не содержит чужеродных элементов, относящихся к последовательному или более слабому типу связности. Одним из способов определения функционально-связанных диаграмм является рассмотрение двух блоков, связанных через управляющие дуги, как показано на рис. 4.9. Рис. 4.9. Функциональная связность В математических терминах необходимое условие для простейшего типа функциональной связности, показанной на рис., имеет следующий вид: C = g(B) = g (f(A)) В таблице представлены все типы связей, рассмотренные выше. Важно отметить, что уровни 4 – 6 устанавливают типы связностей, которые разработ- 182 чики считают важнейшими для получения диаграмм хорошего качества. Таблица 4.2 Типы связностей Значимость Тип связности Для функций Для данных 0 Случайная Случайная Случайная 1 Логическая Функции одного и того же множества или типа (например, «редактировать все входы») Данные одного и того же множества или типа 2 Временная Функции одного и того же периода времени (напри- мер, «операции инициали- зации») Данные, используемые в каком-либо временном интервале 3 Процедурная Функции, работающие в одной и той же фазе или итерации (например, «пер- вый проход компилятора») Данные, используемые во время одной и той же фазы или итерации 4 Коммуникационнная Функции, использующие одни и те же данные Данные, на которые воз- действует одна и та же деятельность 5 Последовательная Функции, выполняющие последовательные преобра- зования одних и тех же данных Данные, преобразуемые последовательными функциями 6 Функциональная Функции, объединяемые для выполнения одной функции Данные, связанные с од- ной функцией Ветвление и слияние стрелок. IDEF является мощным языком описания систем во многом благодаря возможности декомпозиции стрелок. Стрелка в IDEF0 обычно изображают набор объектов (данных), поэтому они могут иметь множество начальных точек (источников) и конечных точек (назначений), по- этому стрелки могут разветвляться и соединяться разными сложными способа- ми. Вся стрелка или ее часть может выходить из одного или нескольких блоков и заканчиваться в одном или нескольких блоках. Таким образом, одни и те же данные, порожденные одной функцией, могут использоваться или в одной, или в нескольких других функциях одновременно. С другой стороны данные, по- рожденные в различных функциях, могут представлять собой одинаковые или однородные данные/объекты, которые в дальнейшем используются или обраба- тываются в одном месте. 183 Для моделирования таких ситуаций в IDEF0 используются разветвляю- щиеся и соединяющиеся стрелки, которые отражают иерархию объектов, пред- ставленных этими стрелками. Разветвления стрелок и их слияние, тот самый синтаксис, который позволяет описывать декомпозицию содержимого стрелок и уменьшает загруженность диаграмм графическими элементами (линиями). Однако стрелки описывают только ту иерархию, которая связывает отдельные функции системы, представленные на диаграммах. На самом деле, из отдельной диаграммы редко можно понять полную иерархию стрелки. Обычно это требует чтения большей части модели, а иногда из-за выбранной точки зрения подробности отдельных стрелок не раскрывают- ся совсем. Вот почему IDEF предусматривает дополнительное описание полной иерархии объектов системы посредством формирования глоссария для каждой диаграммы модели и объединения этих глоссариев в словарь стрелок. Таким образом, словарь стрелок, важное дополнение модели, становится основным хранилищем полной иерархии объектов системы. Чтобы стрелки и их сегменты правильно описывали связи между блока- ми-источниками и блоками-приемниками, используются метки для каждой ветви стрелок. Для описания представления разветвлений и соединений стрелок разра- ботаны специальные соглашения относительно представления, описания и пра- вила маркирования разветвлений и соединений таких стрелок. Ветвление стрелки – это разделение ее на два или большее число сег- ментов, изображенных в виде расходящихся линий, и означающее, что все со- держимое стрелок или его часть может появиться в каждом ответвлении стрел- ки. Стрелка всегда помечается до разветвления, чтобы дать название всему набору. Кроме того, каждая ветвь стрелки может быть помечена или не поме- чена в соответствии со следующими правилами: • если стрелка именована до разветвления, а после разветвления ни одна из ветвей не именована, то подразумевается, что каждая ветвь моделирует те 184 же данные или объекты, что и ветвь до разветвления, т.е. все объекты, указанные в метке стрелки перед ветвлением принадлежат этим ветвям (каждому из сегментов); • если стрелка именована до разветвления, а после разветвления только не- которые из ветвей именованы, это означает, что маркированные ветви со- ответствуют своему именованию (каждая метка ветви уточняет, что именно содержит ветвь), а неименованные ветви моделируют те же дан- ные или объекты, что и ветвь до разветвления; • недопустима ситуация, когда стрелка до разветвления не именована, а по- сле разветвления не именована какая-либо из ветвей. Иногда функция разделяет стрелку на ее компоненты в этом случае для получения дополнительных сведений о содержании компонент и взаимосвязях между ними важно изучить, что выполняет эта функция. Слияние стрелок – это объединение двух или большего числа стрелок, изображенных в виде сходящихся вместе линий и означающее, что содержимое каждой ветви идет на формирование метки для стрелки, являющейся результа- том слияния исходных. Правила именования сливающихся стрелок полностью аналогичны пра- вилам ветвления. Соглашения по слиянию и разъединению стрелок: • объединение стрелок возможно только в случае, если их источники не указаны на диаграмме или они представляют одни и те же данные. Такое вычерчивание позволяет абсолютно точно указать единый источник сходных данных; • объединять стрелки с общим источником или с общим приемником мож- но только в том случае, если они представляют связанные данные. В этом случае общее название лучше описывает суть данных; 185 • стрелки связываются (сливаются), если они представляют сходные дан- ные и их источник не указан на диаграмме. После слияния результирующая стрелка всегда помечается для указания нового набора объектов, возникшего после объединения. Кроме того, каждая ветвь перед слиянием может помечаться или не помечаться в соответствии со следующими правилами: • непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в общей метке стрелки после слияния; • если результирующая ветка помечена, то это означает, что ветви, поме- ченные перед слиянием, содержат все или некоторые объекты, перечис- ленные в общей метке после слияния Если у результирующей ветки мет- ка отсутствует, это означает, что общая ветка передает все объекты, при- надлежащие сливаемым веткам; • ошибкой является наличие на диаграмме стрелки, которая после слияния не именована, а до слияния не именована какая-либо из ее ветвей. В методологии IDEF0 существует соглашения по размещению стрелок: • вычерчивание стрелок, независимо от их назначения, выполняется только по вертикали и горизонтали, что позволяет проследить за направлением стрелок и определить блоки как точки сбора стрелок, которыми блоки и являются; • следует обеспечить максимальное расстояние между блоками и поворо- тами стрелок, а также между блоками и пересечениями стрелок для об- легчения чтения диаграммы. Одновременно уменьшается вероятность пе- репутать две разные стрелки; • следует максимально увеличивать расстояние между входящими или вы- ходящими стрелками на одной грани блока; • следует максимально увеличить расстояние между поворотами и пересе- чениями стрелок; 186 • наличие входных стрелок у блока не является его обязательным атрибу- том; • если две стрелки проходят параллельно (начинаются из одной и той же грани одной функции и заканчиваются на одной и той же грани другой функции), то по возможности следует их объединить и назвать единым термином; • |