Проектирование АИС. С аратовский госуниверситет м еханико математический факультет проектирование информационных систем Составил
 Скачать 3.17 Mb.
|
|
Процесс – это описание шагов, которые необходимо выполнить при разработке проекта. В качестве языка моделирования объектного подхода использу- ется унифицированный язык моделирования UML, который содержит стандартный набор диаграмм для моделирования. Диаграмма (Diagram) — это графическое представление множества элементов. Чаще всего она изображается в виде связного графа с вершинами (сущностями) и ребрами (отношениями) и пред- ставляет собой некоторую проекцию системы. Объектно-ориентированный подход обладает следующими преимуществам: • Объектная декомпозиция дает возможность создавать модели меньшего размера путем исполь- зования общих механизмов, обеспечивающих необходимую экономию выразительных средств. Использование объектного подхода существенно повышает уровень унификации разработки и пригодность для повторного использования, что ведет к созданию среды разработки и переходу к сборочному созданию моделей. • Объектная декомпозиция позволяет избежать создания сложных моделей, так как она предпо- лагает эволюционный путь развития модели на базе относительно небольших подсистем. • Объектная модель естественна, поскольку ориентированна на человеческое восприятие мира. К недостаткам объектно-ориентированного подхода относятся высокие начальные затраты. Этот подход не дает немедленной отдачи. Эффект от его применения сказывается после разработки двух–трех проектов и накопления повторно используемых компонентов. Диаграммы, отражающие специфику объектного подхода, менее наглядны. Сравнение существующих методик В функциональных моделях (DFD-диаграммах потоков данных, SADT-диаграммах) главными структурными компонентами являются функции (операции, действия, работы), которые на диаграм- мах связываются между собой потоками объектов. Несомненным достоинством функциональных моделей является реализация структурного подхода к проектированию ИС по принципу "сверху-вниз когда каждый функциональный блок может быть декомпозирован на множество подфункций и т.д., выполняя, таким образом, модульное проектиро- вание ИС. Для функциональных моделей характерны процедурная строгость декомпозиции ИС и наглядность представления. При функциональном подходе объектные модели данных в виде ER-диаграмм "объект — свойство — связь"разрабатываются отдельно. Для проверки корректности моделирования предметной области между функциональными и объектными моделями устанавливаются взаимно однозначные связи. Главный недостаток функциональных моделей заключается в том, что процессы и данные су- ществуют отдельно друг от друга — помимо функциональной декомпозиции существует структура данных, находящаяся на втором плане. Кроме того, не ясны условия выполнения процессов обработ- ки информации, которые динамически могут изменяться. Перечисленные недостатки функциональных моделей снимаются в объектно-ориентированных моделях, в которых главным структурообразующим компонентом выступает класс объектов с набо- ром функций, которые могут обращаться к атрибутам этого класса. Для классов объектов характерна иерархия обобщения, позволяющая осуществлять наследование не только атрибутов (свойств) объектов от вышестоящего класса объектов к нижестоящему классу, но и функций (методов). В случае наследования функций можно абстрагироваться от конкретной реализации процедур (абстрактные типы данных), которые отличаются для определенных подклассов ситуаций. Это да- ет возможность обращаться к подобным программным модулям по общим именам (полиморфизм) и осуществлять повторное использование программного кода при модификации программного обес- печения. Таким образом, адаптивность объектно-ориентированных систем к изменению предметной области по сравнению с функциональным подходом значительно выше. При объектно-ориентированном подходе изменяется и принцип проектирования ИС. Сначала вы- деляются классы объектов, а далее в зависимости от возможных состояний объектов (жизненного цикла объектов) определяются методы обработки (функциональные процедуры), что обеспечивает наилучшую реализацию динамического поведения информационной системы. Для объектно-ориентированного подхода разработаны графические методы моделирования пред- метной области, обобщенные в языке унифицированного моделирования UML. Однако по наглядно- сти представления модели пользователю-заказчику объектно-ориентированные модели явно уступа- ют функциональным моделям. При выборе методики моделирования предметной области обычно в качестве критерия выступает степень ее динамичности. Для более регламентированных задач больше подходят функциональные модели, для более адаптивных бизнес-процессов (управления рабочими потоками, реализации дина- мических запросов к информационным хранилищам) — объектно-ориентированные модели. Однако в рамках одной и той же ИС для различных классов задач могут требоваться различные виды мо- делей, описывающих одну и ту же проблемную область. В таком случае должны использоваться комбинированные модели предметной области. 6.3 Синтетическая методика Как можно видеть из представленного обзора, каждая из рассмотренных методик позволяет решить задачу построения формального описания рабочих процедур исследуемой системы. Все методики позволяют построить модель "как есть"и "как должно быть". С другой стороны, каждая из этих методик обладает существенными недостатками. Их можно суммировать следующим образом: недо- статки применения отдельной методики лежат не в области описания реальных процессов, а в неполноте методического подхода. Функциональные методики в целом лучше дают представление о существующих функциях в ор- ганизации, о методах их реализации, причем чем выше степень детализации исследуемого процесса, тем лучше они позволяют описать систему. Под лучшим описанием в данном случае понимается наи- меньшая ошибка при попытке по полученной модели предсказать поведение реальной системы. На уровне отдельных рабочих процедур их описание практически однозначно совпадает с фактической реализацией в потоке работ. На уровне общего описания системы функциональные методики допускают значительную степень произвола в выборе общих интерфейсов системы, ее механизмов и т.д., то есть в определении гра- ниц системы. Хорошо описать систему на этом уровне позволяет объектный подход, основанный на понятии сценария использования. Ключевым является понятие о сценарии использования как о сеансе взаимодействия действующего лица с системой, в результате которого действующее лицо по- лучает нечто, имеющее для него ценность. Использование критерия ценности для пользователя дает возможность отбросить не имеющие значения детали потоков работ и сосредоточиться на тех функ- циях системы, которые оправдывают ее существование. Однако и в этом случае задача определения границ системы, выделения внешних пользователей является сложной. Технология потоков данных, исторически возникшая первой, легко решает проблему границ си- стемы, поскольку позволяет за счет анализа информационных потоков выделить внешние сущности и определить основной внутренний процесс. Однако отсутствие выделенных управляющих процес- сов, потоков и событийной ориентированности не позволяет предложить эту методику в качестве единственной. Наилучшим способом преодоления недостатков рассмотренных методик является формирование синергетической методики, объединяющей различные этапы отдельных методик. При этом из каж- дой методики необходимо взять часть методологии, наиболее полно и формально изложенную, и обеспечить возможность обмена результатами на различных этапах применения синергетической методики. В бинес-моделировании неявным образом идет формирование подобной синергетической методики. Идея синтетической методики заключается в последовательном применении функционального и объектного подхода с учетом возможности реинжиниринга существующей ситуации. Рассмотрим применение синтетической методики на примере разработки административного ре- гламента. При построении административных регламентов выделяются следующие стадии: 1. Определение границ системы. На этой стадии при помощи анализа потоков данных выделя- ют внешние сущности и собственно моделируемую систему. 2. Выделение сценариев использования системы. На этой стадии при помощи критерия полез- ности строят для каждой внешней сущности набор сценариев использования системы. 3. Добавление системных сценариев использования. На этой стадии определяют сценарии, необ- ходимые для реализации целей системы, отличных от целей пользователей. 4. Построение диаграммы активностей по сценариям использования. На этой стадии строят набор действий системы, приводящих к реализации сценариев использования; 5. Функциональная декомпозиция диаграмм активностей как контекстных диаграмм методики IDEF0. 6. Формальное описание отдельных функциональных активностей в виде административного ре- гламента (с применением различных нотаций). Контрольные вопросы 1. Что является критерием адекватности структурной модели предметной области? Понятность для заказчиков и разработчиков Однозначное описание структуры предметной области Функциональная полнота разрабатываемой ИС 2. Укажите оценочные аспекты моделирования предметной области Стоимостные затраты на обработку данных Надежность процессов Время решения задач 3. На каком уровне строятся модели предметной области? На внутреннем уровне (реализации требований) На внешнем уровне (определении требований) На концептуальном уровне (спецификации требований) 4. Какие основные понятия используются при создании диаграммы потоков данных? Внешние источники и получатели данных Хранилища, требуемые процессами для своих операций Потоки данных Процессы преобразования входных потоков данных в выходные Функциональный блок 5. Какие основные понятия используются при создании функциональной диаграммы IDEF0? Функциональный блок Внешние источники и получатели данных Хранилища, требуемые процессами для своих операций Декомпозиция Интерфейсная дуга 6. Укажите основные понятия объектно-ориентированного подхода Наследование Полиморфизм Объект Функциональный блок Класс Внешние источники и получатели данных 7. Укажите преимущества методики DFD Возможность однозначно определить внешние сущности Требование скрытия информации в спецификациях и запрет переопределения уже определен- ных процессов в спецификациях Возможность проектирования сверху вниз Необходимость искусственного ввода управляющих процессов Отсутствие понятия времени 8. Укажите преимущества объектно-ориентированной методики моделирования Пригодность для повторного использования Наглядность Унификация разработки Естественность модели Уменьшение риска создания сложных моделей 9. Укажите преимущества функциональной методики моделирования Возможность постепенного развития системы Пригодность для повторного использования Наглядность Набрано баллов 7 Информационное обеспечение ИС Информационное обеспечение ИС является средством для решения следующих задач: • однозначного и экономичного представления информации в системе (на основе кодирования объектов); • организации процедур анализа и обработки информации с учетом характера связей между объектами (на основе классификации объектов); • организации взаимодействия пользователей с системой (на основе экранных форм ввода-вывода данных); • обеспечения эффективного использования информации в контуре управления деятельностью объекта автоматизации (на основе унифицированной системы документации). Информационное обеспечение ИС включает два комплекса: внемашинное информационное обес- печение (классификаторы технико-экономической информации, документы, методические инструк- тивные материалы) и внутримашинное информационное обеспечение (макеты/экранные формы для ввода первичных данных в ЭВМ или вывода результатной информации, структуры информационной базы: входных, выходных файлов, базы данных). К информационному обеспечению предъявляются следующие общие требования: 3 • информационное обеспечение должно быть достаточным для поддержания всех автоматизиру- емых функций объекта; • для кодирования информации должны использоваться принятые у заказчика классификаторы; • для кодирования входной и выходной информации, которая используется на высшем уровне управления, должны быть использованы классификаторы этого уровня; • должна быть обеспечена совместимость с информационным обеспечением систем, взаимодей- ствующих с разрабатываемой системой; • формы документов должны отвечать требованиям корпоративных стандартов заказчика (или унифицированной системы документации); • структура документов и экранных форм должна соответствовать характеристиками терминалов на рабочих местах конечных пользователей; • графики формирования и содержание информационных сообщений, а также используемые аб- бревиатуры должны быть общеприняты в этой предметной области и согласованы с заказчиком; • в ИС должны быть предусмотрены средства контроля входной и результатной информации, обновления данных в информационных массивах, контроля целостности информационной базы, защиты от несанкционированного доступа. Информационное обеспечение ИС можно определить как совокупность единой системы классифи- кации, унифицированной системы документации и информационной базы. 7.1 Внемашинное информационное обеспечение Основные понятия классификации технико-экономической информации Для того чтобы обеспечить эффективный поиск, обработку на ЭВМ и передачу по каналам связи технико-экономической информации, ее необходимо представить в цифровом виде. С этой целью ее нужно сначала упорядочить (классифицировать), а затем формализовать (закодировать) с использо- ванием классификатора. Классификация – это разделение множества объектов на подмножества по их сходству или разли- чию в соответствии с принятыми методами. Классификация фиксирует закономерные связи между классами объектов. Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. Таким образом, сово- купность правил распределения объектов множества на подмножества называется системой класси- фикации. Свойство или характеристика объекта классификации, которое позволяет установить его сход- ство или различие с другими объектами классификации, называется признаком классификации. Например, признак «роль предприятия-партнера в отношении деятельности объекта автоматизации» позволяет разделить все предприятия на две группы (на два подмножества): «поставщики» и «потре- бители». Множество или подмножество, объединяющее часть объектов классификации по одному или нескольким признакам, носит название классификационной группировки. Классификатор — это документ, с помощью которого осуществляется формализованное описание информации в ИС, содержащей наименования объектов, наименования классификационных группи- ровок и их кодовые обозначения. По сфере действия выделяют следующие виды классификаторов: международные, общегосудар- ственные (общесистемные), отраслевые и локальные классификаторы. Международные классификаторы входят в состав Системы международных экономических стан- дартов (СМЭС) и обязательны для передачи информации между организациями разных стран ми- рового сообщества. Общегосударственные (общесистемные) классификаторы, обязательны для организации процес- сов передачи и обработки информации между экономическими системами государственного уровня внутри страны. Отраслевые классификаторы используют для выполнения процедур обработки информации и пе- редачи ее между организациями внутри отрасли. Локальные классификаторы используют в пределах отдельных предприятий. Каждая система классификации характеризуется следующими свойствами: • гибкостью системы; • емкостью системы; • степенью заполненности системы. Гибкость системы — это способность допускать включение новых признаков, объектов без раз- рушения структуры классификатора. Необходимая гибкость определяется временем жизни системы. Емкость системы — это наибольшее количество классификационных группировок, допускаемое в данной системе классификации. Степень заполненности системы определяется как частное от деления фактического количества группировок на величину емкости системы. В настоящее время чаще всего применяются два типа систем классификации: иерархическая и многоаспектная. Рис. 7.1: Иерархическая классификационная схема При использовании иерархического метода классификации происходит «последовательное разделе- ние множества объектов на подчиненные, зависимые классификационные группировки». Получаемая на основе этого процесса классификационная схема имеет иерархическую структуру. В ней первона- чальный объем классифицируемых объектов разбивается на подмножества по какому-либо признаку и детализируется на каждой следующей ступени классификации. Обобщенное изображение иерар- хической классификационной схемы представлено на рис. 7.1 Характерными особенностями иерархической системы являются: • возможность использования неограниченного количества признаков классификации; • соподчиненность признаков классификации, что выражается разбиением каждой классифика- ционной группировки, образованной по одному признаку, на множество классификационных группировок по нижестоящему (подчиненному) признаку. Таким образом, классификационные схемы, построенные на основе иерархического принципа, име- ют неограниченную емкость, величина которой зависит от глубины классификации (числа ступеней деления) и количества объектов классификации, которое можно расположить на каждой ступени. Количество же объектов на каждой ступени классификации определяется основанием кода, то есть числом знаков в выбранном алфавите кода. (Например, если алфавит – двузначные десятичные цифры, то можно на одном уровне разместить 100 объектов). Выбор необходимой глубины класси- фикации и структуры кода зависит от характера объектов классификации и характера задач, для решения которых предназначен классификатор. При построении иерархической системы классификации сначала выделяется некоторое множество объектов, подлежащее классифицированию, для которого определяются полное множество признаков классификации и их соподчиненность друг другу, затем производится разбиение исходного множе- ства объектов на классификационные группировки на каждой ступени классификации. К положительным сторонам данной системы следует отнести логичность, простоту ее построения и удобство логической и арифметической обработки. Серьезным недостатком иерархического метода классификации является жесткость классифика- ционной схемы. Она обусловлена заранее установленным выбором признаков классификации и по- рядком их использования по ступеням классификации. Это ведет к тому, что при изменении состава объектов классификации, их характеристик или характера решаемых при помощи классификатора задач требуется коренная переработка классификационной схемы. Гибкость этой системы обеспечи- вается только за счет ввода большой избыточности в ветвях, что приводит к слабой заполненности структуры классификатора. Поэтому при разработке классификаторов следует учитывать, что иерар- хический метод классификации более предпочтителен для объектов с относительно стабильными признаками и для решения стабильного комплекса задач. Рис. 7.2: Организационная структура подразделения предприятия-цеха отгрузки Примеры применения иерархической классификации объектов в корпоративной ИС приведены на рис. 7.2 и 7.3 . Использование приведенных моделей позволяет выполнить кодирование информации о соответствующих объектах, а также использовать процедуры обобщения при обработке данных (при анализе затрат на заработную плату — по принадлежности работника к определенной службе, при анализе затрат на производство — по группам материалов: по металлу, по покупным комплектующим и пр.). Недостатки, отмеченные в иерархической системе, отсутствуют в других системах, которые отно- сятся к классу многоаспектных систем классификации. |