CASE технологии. Структурный подход к проектированию информационных систем

Непосредственно процедура  проектирования информационных систем предполагает  собой трудоемкую, длительную и сложную работу. В конце 70-х гг. возникла потребность перехода от кустарных к индустриальным способам создания ПО, а так же появлению совокупности инженерных средств и методов, которые объединены под общим названием «программная инженерия» [2]

При создании сложных и больших систем, в том числе и ЭИС, одной из главных проблем является проблема сложности. Разработчик не в состоянии выйти за пределы человеческих возможностей, и, соответственно, понять всю систему в целом. [3]

Тем не менее за всю свою историю человечество смогло выявить единственный эффективных подход к решению этой проблемы. Его сущность в построении сложной системы из небольшого количества крупных частей. Каждая из них, в свою очередь, строится из частей размера поменьше. Продолжается это до тех пор, пока самые небольшие части можно будет строить из имеющихся ресурсов. [5]

Данный подход может быть известен под разными названиями. Среди них, к примеру, такие как «разделяй и властвуй», иерархическая декомпозиция и т. д.

Рисунок 1 Структура SADT модели

Применительно к сложной программной системы это значит, что ее необходимо разделять «декомпозировать» на подсистемы меньшего размера, каждая из которых разрабатывается независимо от других. При разработке подсистемы это поможет держать информацию в уме только о ней, пренебрегая остальными частями системы.

Стоит отметить, что правильная декомпозиция — это главный способ преодоления сложности разработки больших систем. Понятие «правильная» применительно  к декомпозиции означает:

1. минимальное количество связей между подсистемами;
2. максимальная связность отдельных частей внутри подсистемы;

Существуют стандартные рамки взаимодействия подсистем, в которые должна укладываться структура системы: [2]

1. инкапсуляция своего содержимого каждой подсистемой;
2. Четко определенный интерфейс с другими подписчиками в имении каждой подсистемы.

Система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие подсистемы взаимоувязаны. Имеет смысл заметить, что при разработке системы «снизу-вверх», то есть от отдельных задач ко всей системе, целостность теряется, образуются проблемы при стыковке отдельных компонентов. [1]

Методологии структурного подхода базируются на ряде общих принципов. Общепринято использовать в качестве двух базовых принципов следующие:

1. «разделяй и властвуй» - принцип решения сложных проблем и задач путем их разбивки на множество меньших и относительно независимых задач, которые легки в понимании и для решения.
2. Иерархического упорядочивания — принцип организации составных частей проблемы и задачи в иерархические структуры и древовидные структуры, при котором на каждом уровне добавляются новые детали. [4]

Не нужно считать, что с выделением двух основных принципов, все остальные будут являться второстепенными. Игнорирование любого их них может привести к нежелательным и непредсказуемым последствиям. Следует отметить такие принципы как: [6]

•  непротиворечивости — представляет собой согласованность и обоснованность элементов;
• формализации — трактуется как  необходимость строгого методического подхода к решению проблемы;
•  структурирования данных - данные должны быть структурированы и иерархически организованы.
•  абстрагирования — представляет собой  выделение существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

Методика структурного анализа и проектирования была изобретена Дугласом Россом и получила дальнейшее развитие в его работе. На ее основе разработана, к примеру, методология IDEF0, являющаяся основной частью программы ICAM проводимой ВВС США. [2]

Методология структурного анализа (SADT) и проектирования является совокупность методов, правил и процедур, назначение которых построение функциональной модели объекта какой — либо предметной области. Функциональная модель отображает функциональную структуру объекта. Иными словами отображает производимые им действия и связи между ними. [1]

Рисунок 2. Модель структурного анализа

Результатом применения данной методологии является модель, состоящая из диаграмм, фрагментов текстов. Диаграммы в данном случае выступают главными компонентами модели. Все функции информационной системы и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги. Место соединения блока с дугой определяет тип интерфейса. Механизм, человек или автоматизированная система, осуществляющая операцию, входит в блок снизу (представлено на Рис. 2)

Построение модели берет свое начало с представления всей системы в виде простейшей компоненты (одного блока и дуг).

Затем следует блок, представляющий систему в качестве одного, единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью уже  нескольких блоков, которые соединены  дугами. Данные блоки представляют основные подфукнции исходной функции. Каждая из данных подфукнций может быть декомпозирована подобным же образом. [4]

Модель структурного анализа и проектирования представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией, разбивающих сложный объект на составные части, которые представлены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из более общей диаграммы.

При проектировании ИС с помощью методологии структурного анализа и проектирования одним из важных моментов является точная согласованность типов связей между функциями. Различают семь типов связывания, они представлены в таблице 1. [6]

Таблица 1.

Типы связей между функциями

После возведения законченной модели системы ее необходимо проверить на полноту и согласованность, т. е. верифицировать. В абсолютной, полной модели все ее объекты  должны быть подробно детализированы и описаны. Если были выявлены недетализированные объекты то следует вернуться на предыдущие шаги разработки и детализировать их.

Пользователи данной методологии должны быть иметь ввиду необходимость долгосрочных затрат на эксплуатацию, частое  появление новых версий и возможное быстрое моральное старению средств, а также постоянные затраты на обучение и повышение квалификации персонала. [5]

Список литературы:

1. Информационная система // [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://bibliofond.ru/view.aspx?id=493236 (Дата обращения 14.05.2016)
2. Методология функционального моделирования SADT //[электронный ресурс] — Режим доступа. — URL:http://citforum.ru/database/case/glava2_2.shtml (Дата обращения 14.05.2016)
3. Структурный подход к проектированию информационных систем//[электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://otherreferats.allbest.ru/programming/00290022_0.html (Дата обращения 14.05.2016)
4. Системный подход в моделировании систем //[электронный ресурс] — Режим доступа. — URL:http://studopedia.ru/1_83262_sistemniy-podhod-v-modelirovanii-sistem.html. (Дата обращения 14.05.2016)
5. Теория систем и структурный подход к моделированию. Бизнес моделирование //[электронный ресурс] — Режим доступа. —URL: http://pandia.ru/text/78/062/100654.php (Дата обращения 14.05.2016)
6. Функциональное моделирование //[электронный ресурс] — Режим доступа. —URL:http://knowledge.allbest.ru/programming/3c0b65625a3ad68b4d43a88521206d36_0.html (Дата обращения 14.05.2016)