4 Методи розробки моделей інформаційних систем

Методи розробки моделей інформаційних систем підприємств можна розділити на структурні та об’єктно-орієнтовані. Кожна із цих груп методів містить у собі кілька варіантів конкретних методик. Структурні методи на сьогоднішній день мають найбільше розповсюдження, тому їх ми розглянемо в першу чергу.

Структурні методи. Структурним прийнято називати такий метод дослідження системи або процесу, що починається із загального огляду об'єкта дослідження, а потім передбачає його послідовну деталізацію.

Структурні методи мають три основні особливості:

• розчленовування складної системи на частини, що уявляють як «чорні ящики», а кожний чорний ящик реалізує певну функцію системи керування;

• ієрархічне впорядкування виділених елементів системи з визначенням взаємозв'язків між ними;

• використання графічного подання взаємозв'язків елементів системи.

Модель, побудована із застосуванням структурних методів, являє собою ієрархічний набір діаграм, що графічно зображують функції, виконувані системою, та взаємозв'язки між ними. Попросту кажучи, це малюнки, на яких показаний набір прямокутників, певним чином пов'язаних між собою. У діаграми також включається текстова інформація для забезпечення точного визначення змісту функцій і взаємозв'язків. Використання графічного подання процесів істотно підвищує наочність моделі та полегшує процес її сприйняття. Від звичайних малюнків, за допомогою яких можна уявити процес керування, структурні діаграми відрізняються тим, що виконуються за цілком визначеними правилами, а процес їхнього складання та аналізу підтримується відповідним програмним забезпеченням.

У числі методологій структурного аналізу до найпоширеніших можна віднести наступні:

• SADT (Structured Analysis and Design Technique) – технологія структурного аналізу та проектування і її підмножина стандарт IDEF (IcamDefinition);

• DFD (Data Flow Diagrams) - діаграми потоків даних;

• ERD (Entity-Relationship Diagrams) - діаграми «сутність-зв'язок»;

• STD (State Transition Diagrams) - діаграми переходів станів.

Нижче ми коротко розглянемо сутність цих методологій.

Методологія IDEF. У методології IDEF використовуються чотири основних поняття: функціональний блок, інтерфейсная дуга, декомпозиція та глосарій.

Функціональний блок позначає певну функцію в рамках розглянутої системи й у графічному вигляді позначається прямокутником. Кожна із чотирьох сторін цього прямокутника має своє значення: ліва сторона - вхід, верхня сторона - керування, нижня сторона - механізм і права сторона - вихід.

Інтерфейсна дуга позначає елемент системи, що обробляється, функціональним блоком або надає деякий вплив на виконання блоком своєї функції. Графічно інтерфейсна дуга зображується у вигляді направленої стрілки. Залежно від того, до якої зі сторін блоку примикає інтерфейсна дуга, вона зветься вхідною, вихідною, керуючою або дугою механізму. Початком і кінцем кожної дуги можуть бути тільки функціональні блоки, при цьому початком може бути тільки вихідна сторона блоку, а кінцем - будь-які інші. При побудові моделей функціонування підприємства вхідними й вихідними дугами можуть позначатися фінансові потоки, матеріальні потоки (товари, сировина й ін.), потоки інформації (документи, усні розпорядження й ін.) і ресурси (персонал, устаткування й ін.). Керуючими дугами позначаються тільки об'єкти, що належать до потоків інформації, а дугами механізмів - тільки ресурси.

Декомпозиція передбачає розбивку складного процесу на складові частини. Рівень деталізації процесу визначається безпосередньо розроблювачем моделі. У результаті загальна модель процесу представляється у вигляді ієрархічної структури окремих діаграм, що робить її більше доступною для огляду. Модель IDEF завжди починається з уявлення процесу як єдиного функціонального блоку з інтерфейсними дугами, що виходять за межі розглянутої області. Така діаграма називається контекстною. У пояснювальному тексті до контекстної діаграми повинне бути зазначено короткий опис мети побудови діаграми та визначена так звана точка зору.

Точка зору визначає спрямованість і рівень деталізації розроблювальної моделі. Її чітка фіксація дозволяє спростити модель, виключивши деталізацію елементів, що не є істотними в цьому випадку. У процесі декомпозиції функціональні блоки діаграми верхнього рівня деталізуються на діаграмі наступного рівня.

Глосарій - це набір визначень, ключових слів, оповідальних викладів і ін., що характеризує об'єкти, відображені на діаграмі. Глосарій забезпечує включення в діаграми IDEF необхідної додаткової інформації. Наприклад, для керуючої інтерфейсної дуги «розпорядження про оплату» глосарій може містити перелік полів документу, що відповідають дузі, необхідний набір віз і т.д.

Методологія DFD. У цій методології досліджуваний процес також розбивається на підпроцеси та представляється у вигляді мережі, зв'язаної потоками даних. Чисто зовні DFD подібна SADT, але відрізняється за набором використовуваних елементів. У їхнє число входять процеси, потоки даних і сховища. Сховище дозволяє в необхідних випадках визначити дані, які будуть зберігатися в пам'яті між процесами. Подібного елемента в SADT немає. Тому ряд авторів вважає, що DFD краще пристосовано для побудови моделей створюваних систем автоматизації керування, у той час як SADT орієнтована на загальні аспекти побудови моделі системи керування.

Методологія ERD. Призначена для побудови моделей даних і забезпечує стандартизований спосіб опису даних і визначення зв'язків між ними. Основними елементами методології являються поняття сутність, відношення та зв'язок. Сутності задають базові типи інформації, а відносини вказують, як ці типи даних взаємодіють між собою. Зв'язки поєднують сутності та відносини. ERD використовується, зокрема, для побудови моделей даних у сховищах DFD.

Методологія STD. Призначена для моделювання аспектів функціонування системи, що залежать від часу або реакції на події (так звана робота в реальному часі). Основними елементами STD слугують поняття - стан, початковий стан, перехід, умова та дія. За допомогою цих понять описується поведінка системи в часі й залежно від наступаючих подій. Модель STD являє собою графічне зображення діаграми переходів системи з одного стану в інший. Стани системи на цій діаграмі відображаються прямокутниками, а умови та дії - стрілками, що об'єднують стани. STD використовується, зокрема, для опису залежної від часу поведінки системи в моделях DFD.

Об’єктно-орієнтовані методи. Об’єктно-орієнтований підхід до побудови моделей системи керування відрізняється від структурного більшим рівнем абстракції та ґрунтується на уявленні системи у вигляді сукупності об'єктів, взаємодіючих між собою шляхом передачі певних повідомлень. Як об'єкти предметної області можуть служити конкретні предмети або абстраговані сутності - замовлення, клієнт і т.п.

Ці моделі оперують такими поняттями, як класи, екземпляри, інкапсуляція, поліморфізм, спадкування та ін. У результаті застосування об’єктно-орієнтованого підходу модель системи так само, як і при використанні структурних методів, представляється сукупністю діаграм, які будуються за певними правилами. Одним із прикладів об’єктно-орієнтованих методологій може служити методологія UML (Unified Modeling Language). Об’єктно-орієнтований підхід не протиставляється структурному, а може служити його доповненням. Наприклад, для формалізації моделі бізнесу може використовуватися методологія IDEF, а при побудові моделі системи керування - методологія UML.