1 Системный анализ и принятие решений Лекция 15 Методология IDEF0 Коробов Александр Сергеевич

2 Метод SADT Метод SADT (Structured Analysis and Design Technique), предназначен для структурированного представления функций системы и анализа системных требований. При создании новых систем может вначале применяться для определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем может использоваться для анализа функций и механизмов их исполнения.

3 Методы моделирования В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой, и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются следующие: –SADT (Structured Analysis and Design Technique) - модели и соответствующие функциональные диаграммы (подмножеством SADT является IDEF0); –DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных; –ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность-связь».

4 Методология IDEFO Методология IDEFO является одной из самых известных и широко используемых методологий проектирования. Системные аналитики всего мира используют ее для решения широкого спектра проблем, включая: –разработку программного обеспечения –бизнес-анализ, проектирование –планирование и управление производственными системами –управление финансами и материально-техническими ресурсами –обучение персонала –и т.д

5 Нотация IDEF0 Описание системы с помощью IDEFO называется функциональной моделью. Функциональная модель предназначена для описания существующих бизнес-процессов, в котором используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником графического языка является сама методология IDEFO. Методология IDEFO предписывает построение иерархической системы диаграмм – единичных описаний фрагментов системы.

6 Нотация IDEF0 (продолжение) Сначала проводится описание системы в целом и ее взаимодействия с окружающим миром (контекстная диаграмма), После чего проводится функциональная декомпозиция – система разбивается на подсистемы и каждая подсистема описывается отдельно (диаграммы декомпозиции). Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так далее до достижения нужной степени подробности.

7 Модель IDEF0 Модель использует как естественный, так и графический языки для передачи информации о конкретной системе. Модель состоит из диаграмм и фрагментов текста. На диаграммах все функции системы и их взаимодействия представлены как блоки (функции) и дуги (отношения). Основной конструкцией модели является функциональный блок, представляющий собой некоторый процесс или, в терминологии SADT (IDEF0), "активность".

8 Модель IDEF0 (продолжение) Дуги связывают различные функциональные блоки вместе и отображают взаимодействие и взаимное влияние блоков. Взаимовлияние может выражаться либо в передаче выхода одного блока на вход другого для дальнейшего преобразования, либо в выработке управляющей информации, предписывающей, что должна делать другая активность. Дуги могут отображать и отношения обратной связи.

9 Схема блока

10 Построение модели Построение модели начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты - одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с внешним окружением. Для обозначения внешних дуг используются буквы: I (Input - вход), С (Control - управление), О (Output - выход) и М (Mechanism - механизм). Затем блок, который представляет систему в целом, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков-подмодулей, соединенных интерфейсными дугами.

11 Декомпозиция Каждый функциональный блок может быть декомпозирован, т.е. представлен в виде совокупности других взаимосвязанных функциональных блоков, которые детально описывают исходный блок. Таким образом, модель состоит из набора иерархически связанных диаграмм. Каждая диаграмма обычно содержит 3-5 блоков, размещаемых по "ступенчатой" схеме в соответствии с их доминированием, которое понимается как влияние, оказываемое одним блоком на другие.

12 Декомпозиция (продолжение) Каждый из этих подмодулей может быть декомпозирован подобным же образом для более детального представления. Для того, чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера узлов. Диаграмма верхнего уровня всегда обозначается А-0.

13 Декомпозиция блока (схема)

14 Нумерация иерархии диаграмм Диаграмма верхнего уровня (A-0) детализируется диаграммой АО, которая включает несколько блоков, каждый из которых может быть детализирован на диаграммах нижних уровней. IDEFO требует, чтобы в диаграмме было не менее трех и не более шести блоков. Эти ограничения поддерживают сложность диаграмм и модели на уровне, доступном для чтения, понимания и использования.

15 Расположение блоков на диаграмме Блоки в IDEFO размещаются по степени важности, как ее понимает автор диаграммы. Этот относительный порядок называется доминированием. Доминирование понимается как влияние, которое один блок оказывает на другие блоки диаграммы. Например, самым доминирующим блоком диаграммы может быть либо первый из требуемой последовательности функций, либо планирующая или контролирующая функция, влияющая на все другие. Наиболее доминирующий блок обычно размещается в верхнем левом углу диаграммы, а наименее доминирующий – в правом углу. Топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большее влияние на остальные. Чтобы подчеркнуть это, аналитик может перенумеровать блоки в соответствии с порядком их доминирования.

16 Расположение дуг относительно блоков Каждая сторона блока имеет особое, вполне определенное назначение. –левая сторона блока предназначена для входов –верхняя – для управления –правая – для выходов –нижняя – для механизмов. Такое обозначение отражает определенные системные принципы: входы преобразуются в выходы, управление ограничивает или предписывает условия выполнения преобразований, механизмы показывают, что и как выполняет функция.

17 Типы дуг на диаграмме Взаимодействие работ с внешним миром и между собой описывается в виде дуг, изображаемых одинарными линиями со стрелками на концах. Стрелки представляют собой некую информацию и именуются существительными. В IDEFO различают пять типов дуг. –Вход – объекты, используемые и преобразуемые работой для получения результата (выхода). Допускается, что работа может не иметь НИ одной стрелки входа. Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань работы. –Управление – информация, управляющая действиями работы. Обычно управляющие стрелки несут информацию, которая указывает, что должна выполнять работа. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку управления, которая изображается как входящая в верхнюю грань работы.

18 Типы дуг на диаграмме (продолжение) –Выход – объекты, в которые преобразуются входы. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода, которая рисуется как исходящая из правой грани работы. –Механизм – ресурсы, выполняющие работу. Стрелка механизма рисуется как входящая в нижнюю грань работы. По усмотрению аналитика стрелки механизма могут не изображаться на модели. –Вызов – специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Стрелка вызова рисуется как исходящая из нижней части работы и используется для указания того, что некоторая работа выполняется за пределами моделируемой системы.

19 Дуги на диаграммах Нужно подчеркнуть, что дуги - это не потоки и не последовательности. Они представляют собой ограничения на работу блока в том смысле, что функция не может быть выполнена, пока не станут доступными данные или объекты, соответствующие входящим дугам. Таким образом, ни последовательность выполнения функций, ни время не указаны явно. Дуги могут разветвляться и соединяться различным образом. Каждая из ветвей может представлять один и тот же объект или различные объекты одного и того же типа. Метки указывают назначение дуг.

20 Разветвление дуг В IDEFO дуга редко изображает один объект. Обычно она символизирует набор объектов. Так как дуги представляют наборы объектов, они могут иметь множество начальных точек (источников) и конечных точек (назначений). Поэтому дуги могут разветвляться и соединяться различными способами. Вся дуга или ее часть может выходить из одного или нескольких блоков и заканчиваться в одном или нескольких блоках. Разветвление дуг, изображаемое в виде расходящихся линий, означает, что все содержимое дуг или его часть может появиться в каждом ответвлении. Дуга всегда помечается до разветвления, чтобы дать название всему набору. Кроме того, каждая ветвь дуги может быть помечена или не помечена в соответствии со следующими правилами: –непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в метке дуги перед разветвлением; –ветви, помеченные после точки разветвления, содержат все объекты или их часть, указанные в метке дуги перед разветвлением.

21 Слияние дуг Слияния дуг в IDEFO, изображаемое как сходящиеся вместе линии, указывает, что содержимое каждой ветви идет на формирование метки для дуги, являющейся результатом слияния исходных дуг. После слияния результирующая дуга 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 дуги после слияния; –помеченные перед слиянием ветви содержат все или некоторые объекты из перечисленных в общей метке после слияния.

22 Типы взаимодействия между блоками В методологии IDEFO требуется только пять типов взаимодействий между блоками для описания их отношений: – вход – управление – обратная связь по входу – обратная связь по управлению – выход-механизм Связи по управлению и входу являются простейшими, поскольку они отражают прямые воздействия, которые интуитивно понятны и очень просты.

23 Связь по Входу Связи по входу является простейшей, поскольку она отражает прямые воздействия, которые интуитивно понятны и очень просты.

24 Связь по Управлению Отношение управления возникает тогда, когда выход одного блока непосредственно влияет на блок с меньшим доминированием.

25 обратная связь по Входу Обратная связь по управлению и обратная связь по входу являются более сложными, поскольку представляют собой итерацию или рекурсию. А именно выходы из одной работы влияют на будущее выполнение других работ, что впоследствии повлияет на исходную работу.

26 обратная связь по Управлению Обратная связь по управлению возникает тогда, когда выход некоторого блока влияет на блок с большим доминированием.

27 связь «выход-механизм» Связи «выход-механизм» встречаются нечасто. Они отражают ситуацию, при которой выход одной функции становится средством достижения цели для другой. Связи «выход-механизм» характерны при распределении источников ресурсов (например, требуемые инструменты, обученный персонал, физическое пространство, оборудование, финансирование, материалы).