Методология структурного анализа и проектирования бизнес-процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекции

по методологии структурного анализа и проектирования бизнес - процессов

Составители: А.Л. Абрамов, Е.В. Полковников

Компания «Невада» - 2001



Содержание

Введение

Глава 1. Системы, модели и моделирование с помощью SADT

1.1 SADT-модели

1.2 Модель отвечает на вопросы

1.3 Модель имеет единственный субъект

1.4 У модели может быть только одна точка зрения

1.5 Модели как взаимосвязанные наборы диаграмм

1.6 Резюме

Глава 2. Синтаксис и применение диаграмм

2.1 Диаграммы содержат блоки и дуги

2.2 Блоки представляют функции

2.3 Блоки имеют доминирование

2.4 Дуги изображают объекты

2.5 Дуги изображают взаимосвязи между блоками

2.6 Дуги представляют наборы объектов

2.6.1 Разветвление дуг

2.6.2 Слияние дуг

2.7 Идентификация версий диаграмм С-номерами

2.8 Резюме

Глава 3. Синтаксис моделей и работа с ними

3.1 Система представляется одним блоком

3.2 Идентификация декомпозиции номерами узлов

3.3 Связывание декомпозиции с помощью С-номеров

3.4 Коды ICOM гарантируют стыковку диаграмм

3.5 Обозначения для менее распространенных интерфейсов по дугам

3.6 Резюме

Глава 4. Процесс моделирования

4.1 Получение знаний в процессе опроса

4.2 Документирование полученных знаний

4.3 Корректность модели проверяется в процессе итеративного рецензирования

4.4 Координация процесса рецензирования

4.5 Модели используются после их одобрения

4.6 Резюме

Глава 5. Более глубокие концепции диаграмм

5.1 Дуги имеют различное содержание

5.2 Дуги могут быть декомпозированы

5.3 Дуги могут быть "помещены в тоннель"

5.4 Различие между входными дугами и дугами управления

5.5 Дуги механизмов определяют способы реализации функций

5.6 Резюме

Глава 6. Более глубокие концепции моделей

6.1 Модели SADT структурируют естественный язык

6.2 Точка зрения модели влияет на расстановку акцентов и терминологию

6.3 Декомпозиция в ходе моделирования

6.4 Некоторые стратегии декомпозиции

6.5 Выбор стратегии декомпозиции

6.6 Момент прекращения декомпозиции определяется точностью

6.7 Резюме

Глава 7. Сбор информации

7.1 Источники информации

7.2 Типы опроса

7.3 Процесс опроса

7.3.1 Подготовка

7.3.2 Проведение опроса

7.3.3 Завершение

7.4 Что нужно помнить при опросе

7.5 Резюме

Глава 8. Начало моделирования

8.1 Основные этапы

8.2 Выбор цели и точки зрения

8.3 Составление списка данных

8.4 Составление списка функций

8.5 Построение диаграммы АО

8.6 Обобщение диаграммы АО

8.7 Резюме

Глава 9. Продолжение моделирования

9.1 Декомпозиция ограниченного объекта

9.1.1 Выбор блока

9.1.2 Объект, определяемый блоком

9.1.3 Создание новой диаграммы

9.2 Выявление интерфейсных ошибок

9.3 Принципы и приемы расположения дуг

9.4 Резюме

Глава 10. Проверка диаграммы автором

10.1 Процесс авторской проверки

10.2 Выявление недостатков новой диаграммы

10.2.1 Вопросы о блоках

10.2.2 Вопросы о связи с родительской диаграммой

10.2.3 Вопросы о внутренних дугах

10.3 Создание альтернативных декомпозиций

10.3.1 Альтернативная декомпозиция и объединение функций

10.3.2 Альтернативное объединение и разъединение дуг

10.3.3 Тестирование

10.3.4 Схематичное изображение декомпозиции следующего уровня

10.4 Корректировка новой диаграммы

10.4.1 Переопределение доминирования

10.4.2 Содержательные названия блоков

10.4.3 Дуги, хорошо передающие информацию о себе

10.4.4 Пояснения

10.5 Исправление взаимосвязанных диаграмм



Введение

Сравнительный анализ структурных методологий

Главная особенность индустрии современных корпоративных систем состоит в концентрации сложности на начальных этапах анализа требований и проектирования спецификаций система при относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Фактически здесь и приходит понимание того, что будет делать будущая система и каким образом она будет функционировать, чтобы удовлетворить предъявленным к ней требованиям. А именно нечеткость и неполнота системных требований, нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования, порождая на последующих этапах трудные, часто неразрешимые проблемы и, в конечном счете, приводя к неуспеху всей работы в целом.

Для преодоления сложностей начальных этапов разработки прежде всего и предназначен структурный анализ - метод исследования, которое начинается с общего обзора системы и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней. Для таких методов характерно разбиение на уровни абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней (обычно от 3 до 6-7); ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали; использование строгих формальных правил записи; и как следствие - последовательное приближение к конечному результату.

В настоящее время известно около 90 разновидностей структурного системного анализа, которые могут быть классифицированы по типам систем для моделирования, которых предназначены (для моделирования программных систем или систем вообще), по типу строящейся модели (декларирующие первично функциональную или информационную сущность), по целям систем (информационные системы, системы реального времени и т.д.). Несмотря на такое обилие методов, практически во всех из них используются три группы методов:

* DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных или SADT-диаграммы (Structured Analysis and Design Technique), иллюстрирующие функции, которые система должна выполнять;

* ERD (Entity-Relationship Diagrams) - диаграммы "сущность-связь", моделирующие отношения между данными;

* STD (State Transition Diagrams) - диаграммы переходов состояний, моделирующие зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).

Кроме этих моделей на этапе структурного проектирования используются техника структурных карт, предназначенные для описания отношений между модулями (структурные карты Консгантайна) и внутренней структуры модулей (структурные карты Джексона).

В этих лекциях мы остановимся на 1-ой группе методов, а именно а методике SADT, так как метод DFD прежде всего предназначен для создания информационных систем.

Принципы функционального моделирования

Для изучения методики SADT нам понадобятся некоторые понятия из общей теории систем и системного анализа.

Начнем с изучения понятий система, модель, моделирование. Под словом "система" мы понимаем совокупность взаимодействующих компонент и взаимосвязей между ними. Мир, в котором мы живем, можно рассматривать как сложную взаимосвязанную совокупность естественных и искусственных систем. Это могут быть достаточно сложные системы (например, планеты в составе Солнечной системы), системы средней сложности (космический корабль) или сверхсложные системы (системы молекулярных взаимодействий в живых организмах). Существует огромное количество научных дисциплин, предназначенных для изучения и объяснения различных аспектов этого бесконечного спектра сложности. Например, механика может объяснить гравитационное притяжение двух планет, а химия может описать молекулярные взаимодействия в стакане кипятка. Искусственные системы по своей сложности, как правило, занимают среднее положение. Например, всемирная телефонная сеть содержит десятки или даже сотни тысяч переключателей, однако количество взаимодействий этих переключателей не идет ни в какое сравнение с количеством взаимодействий молекул даже в небольшом стакане воды. С точки зрения общей теории систем такие системы обычно рассматриваются как системы средней сложности.

Теория и практика SADT поясняются с помощью задачи экспериментального механического цеха, которая последовательно рассматривается. Фрагменты модели экспериментального механического цеха иллюстрируют основные понятия SADT и типичное использование этой методологии. Хотя в части I и определяются основные понятия SADT, сами по себе они недостаточны для построения точной, понятной и полезной SADT-модели. Дополнительные процессы анализа, синтеза, рецензирования и управления проектированием (которые обсуждаются в других частях) также являются важными компонентами методологии SADT.

Под термином "моделирование" мы понимаем процесс создания точного описания системы. Особенно трудным оказывается описание систем средней сложности, таких, как система коммутаций в телефонных сетях, управление аэровоздушными перевозками или движением подводной лодки, сборка автомобилей, челночные космические рейсы, функционирование перерабатывающих предприятий. С точки зрения человека, эти системы описать достаточно трудно, потому что они настолько велики, что практически невозможно перечислить все их компоненты со своими взаимосвязями, и в то же время недостаточно велики для применения общих упрощающих предположений (как это принято в физике). Наша неспособность дать простое описание, а следовательно, и обеспечить понимание таких систем делает их проектирование и создание трудоемким и дорогостоящим процессом и повышает степень их ненадежности. С ростом технического прогресса адекватное описание систем становится все более актуальной проблемой.

SADT (аббревиатура выражения Structured Analysis and Design Technique - методология структурного анализа и проектирования) - это методология, разработанная специально для того, чтобы облегчить описание и понимание искусственных систем, попадающих в разряд средней сложности. SADT была создана и опробована на практике в период с 1969 по 1973 г. Эта методология возникла под сильным влиянием PLEX, концепции клеточной модели человеко-ориентированных функций Хори, общей теории систем технологии программирования и даже кибернетики. С 1973 г. сфера ее использования существенно расширяется для решения задач, связанных с большими системами, такими, как проектирование телефонных коммуникаций реального времени, автоматизация производства (САМ), создание программного обеспечения для командных и управляющих систем, поддержка боеготовности. Она с успехом применялась для описания большого количества сложных искусственных систем из широкого спектра областей (банковское дело, очистка нефти, планирование промышленного производства, системы наведения ракет, организация материально-технического снабжения, методология планирования, технология программирования). Причина такого успеха заключается в том, что SADT является полной методологией для создания описания систем, основанной на концепциях системного моделирования.

структурный моделирование синтаксис диаграмма



Глава 1. Системы, модели и моделирование с помощью SADT

1.1 SADT-модели

Описание системы с помощью SADT называется моделью. В SADT-моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графического языка - сама методология SADT. В дальнейшем вы увидите, что графический язык SADT обеспечивает структуру и точную семантику естественному языку модели. Графический язык SADT организует естественный язык вполне определенным и однозначным образом, за счет чего SADT и позволяет описывать системы, которые до недавнего времени не поддавались адекватному представлению.

С точки зрения SADT модель может быть - сосредоточена либо на функциях системы, либо на ее объектах. SADT-модели, ориентированные на функции, принято называть функциональными моделями, а ориентированные на объекты системы - моделями данных, функциональная модель представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые в свою очередь отражают свои взаимоотношения через объекты системы. Модели данных дуальны к функциональным моделям и представляют собой подробное описание объектов системы, связанных системными функциями. Полная методология SADT поддерживает создание множества моделей для более точного описания сложной системы.

Эта книга посвящена тому, как строить функциональные модели. Построение с помощью SADT моделей данных, а также множества моделей выходит за рамки этой книги.



1.2 Модель отвечает на вопросы

SADT-модель дает полное, точное и адекватное описание системы, имеющее конкретное назначение. Это назначение, называемое целью модели, вытекает из формального определения модели в SADT:

М есть модель системы S, если М может быть использована для получения ответов на вопросы относительно S с точностью А.

Таким образом, целью модели является получение ответов на некоторую совокупность вопросов. Эти вопросы неявно присутствуют (подразумеваются) в процессе анализа и, следовательно, они руководят созданием модели и направляют его. Это означает, что сама модель должна будет дать ответы на эти вопросы с заданной степенью точности. Если модель отвечает не на все вопросы или ее ответы недостаточно точны, то мы говорим, что модель не достигла своей цели. Определяя модель таким образом, SADT закладывает основы практического моделирования.

Рис. 1-1 Определение цели и точки зрения модели ЭМЦ



Смысл и трактовка этого определения оказали существенное влияние на практические применения SADT. Обычно вопросы для SADT-модели формулируются на самом раннем этапе проектирования, при этом основная суть этих вопросов должна быть выражена в одной-двух фразах. На рис. 1-1 показана работа автора модели, использующего SADT для определения цели модели экспериментального механического цеха (ЭМЦ).

Ознакомившись с постановкой задачи и кратким описанием процесса, автор составил список вопросов и свел этот список в одно предложение. Это предложение становится целью модели, а список вопросов сохраняется как детализация этого предложения. После завершения работы над моделью информация, содержащаяся в модели, будет отвечать на поставленные вопросы.

Какая степень точности приемлема для модели экспериментального механического цеха? Поскольку модель будет использована для подготовки учебного руководства, разумная степень точности будет достигнута, если каждая описанная в модели функция экспериментального цеха будет изложена в одном абзаце текста. Такая точность достижима и измерима. Другие методы анализа систем (альтернативные пути описания системы) не учитывают этот критический момент определения основной цели модели. Только поняв, насколько хорошо нужно ответить на поставленные вопросы, можно определить, когда процесс моделирования можно считать завершенным (т.е. когда модель будет соответствовать поставленной цели).

1.3 Модель имеет единственный субъект

Модель является некоторым толкованием системы. Поэтому субъектом моделирования служит сама система. Однако моделируемая система никогда не существует изолированно: она всегда связана с окружающей средой. Причем зачастую трудно сказать, где кончается система и начинается среда. По этой причине в методологии SADT подчеркивается необходимость точного определения границ системы. SADT-модель всегда ограничивает свой субъект, т.е. модель устанавливает точно, что является и что не является субъектом моделирования, описывая то, что входит в систему, и подразумевая то, что лежит за ее пределами. Ограничивая субъект, SADT-модель помогает сконцентрировать внимание именно на описываемой системе и позволяет избежать включения посторонних субъектов. Вот почему мы утверждаем, что SADT-модель должна иметь единственный субъект.

1.4 У модели может быть только одна точка зрения

С определением модели тесно связана позиция, с которой наблюдается система и создается ее модель. Поскольку качество описания системы резко снижается, если оно не сфокусировано ни на чем, SADT требует, чтобы модель рассматривалась все время с одной и той же позиции. Эта позиция называется "точкой зрения" данной модели. На рис. 1-1\ показано, как автор модели экспериментального механического цеха перечисляет претендентов (механик, контролер), с точки зрения которых можно было бы описывать механический цех.

"Точку зрения" лучше всего представлять себе как место (позицию) человека или объекта, в которое надо встать, чтобы увидеть систему в действии. С этой фиксированной точки зрения можно создать согласованное описание системы так, чтобы модель не дрейфовала вокруг да около, и в ней не смешивались бы несвязанные описания. Например, если в модели экспериментального механического цеха не зафиксировать определенную точку зрения, то легко можно смешать проблему обслуживания станков цеха с тем, как будет обработана деталь. Если это произойдет, то читатель модели столкнется с трудностями при определении конкретных обязанностей персонала.

Иногда только одна из множества возможных точек зрения может дать описание, удовлетворяющее цели модели. Например, для создания согласованной модели механического цеха можно встать на точку зрения как мастера, так и механика или контролера, но ни одна из них сама по себе не даст модели, которая позволила бы написать учебное руководство для всего персонала. Только с позиции начальника цеха можно увидеть все виды работ, выполняемых в цехе. Именно с его точки зрения, как указано в замечании на рис. 1-1, можно проследить взаимосвязи обязанностей различных работников. Точка зрения начальника цеха позволяет создателю модели определить роль каждого работника в изготовлении отдельных деталей и описать координацию обязанностей персонала.

1.5 Модели как взаимосвязанные наборы диаграмм

После того как определены субъект, цель и точка зрения модели, начинается первая интеграция процесса моделирования по методологии SADT. Субъект определяет, что включить в модель, а что исключить из нее. Точка зрения диктует автору модели выбор нужной информации о субъекте и форму ее подачи. Цель становится критерием окончания моделирования. Конечным результатом этого процесса является набор тщательно взаимоувязанных описаний, начиная с описания самого верхнего уровня всей системы и кончая подробным описанием деталей или операций системы.

Каждое из таких тщательно взаимосогласованных описаний называется диаграммой. SADT-модель объединяет и организует диаграммы в иерархические структуры, в которых диаграммы наверху модели менее детализированы, чем диаграммы нижних уровней. Другими словами, модель SADT можно представить в виде древовидной структуры диаграмм, где верхняя диаграмма является наиболее общей, а самые нижние наиболее детализированы. На рис. 1-2 представлены две диаграммы из модели экспериментального механического цеха. Верхняя диаграмма (на вершине модели) описывает механический цех как функцию, в основе которой лежит преобразование входящих рабочих комплектов (заготовок, сырья, документации) в детали при определенном контроле качества. Нижняя диаграмма детализирует верхнюю, указывая на три главные функции механического цеха: управление выполнением заданий, выполнение задания и контроль качества выполнения. Таким образом, общая функция, указанная на верхней диаграмме, детализируется с помощью трех функций на нижней диаграмме это пример того, как SADT организует описание системы, создавая иерархию добавляющихся на каждом уровне деталей.

На рис. 1-2 показано также взаимное влияние трех функций нижней диаграммы, обозначенное дугами, которые символизируют объекты механического цеха. Если вы внимательно посмотрите на диаграмму, то заметите, что некоторые дуги доходят до ее границы. Посмотрите еще внимательнее и вы увидите, что имена этих дуг совпадают с теми, что указаны на дугах верхней диаграммы.

Рис. 1.-2. две взаимосвязанные SADT

Это пример того, как SADT соединяет диаграммы в модели через объекты системы. Такая схема соединения требует согласованного наименования и учета объектов системы с тем, чтобы две диаграммы можно было рассматривать как связанные между собой. Например, функциональный блок на верхней диаграмме имеет семь дуг, и каждая из них может быть найдена среди дуг, идущих к границе или от границы диаграммы на следующем уровне.

1.6 Резюме

Сложности, связанные с описанием многих искусственных систем, объясняются тем, что эти системы слишком велики для того, чтобы можно было просто перечислить все их компоненты. С другой стороны, они могут быть упрощены за счет обобщающих предположений. Методология SADT создана специально для представления таких сложных систем путем построения моделей. SADT-модель - это описание системы, у которого есть единственный субъект, цель и одна точка зрения. Целью служит набор вопросов, на которые должна ответить модель. Точка зрения -позиция, с которой описывается система. Цель и точка зрения - это основополагающие понятия SADT. В этой главе мы решили дать о них беглое представление, оставляя более подробное рассмотрение до глав 5 и 6. Описание модели SADT организовано в виде иерархии взаимосвязанных диаграмм. Вершина этой древовидной структуры представляет собой самое общее описание системы, а ее основание состоит из наиболее детализированных описаний.



Глава 2. Синтаксис и применение диаграмм

Диаграмма является основным рабочим элементом при создании модели. Разработчик диаграмм и моделей обычно называется аналитиком, или, в терминологии SADT, автором. Диаграммы имеют собственные синтаксические правила, отличающиеся от синтаксических правил моделей. Важно их хорошо понимать, поскольку графические обозначения имеют особый смысл. Вы увидите, что графика SADT позволяет определить различные системные функции и показать, как функции влияют друг на друга. Эта книга посвящена только функциональным SADT-диаграммам, поэтому в данной главе обсуждаются синтаксические правила только для функциональных SADT-диаграмм.

2.1 Диаграммы содержат блоки и дуги

Каждая SADT-диаграмма содержит блоки и дуги. Блоки изображают функции моделируемой системы. Дуги связывают блоки вместе и отображают взаимодействия и взаимосвязи между ними (рис.2-1). Диаграмме дается название, которое располагается в центре нижней части ее бланка. На каждой диаграмме написана стандартно идентифицирующая ее информация: автор диаграммы, частью какого проекта является работа, дата создания или последнего пересмотра диаграммы, статус диаграммы. Вся идентифицирующая информация располагается в верхней части бланка диаграммы.



Рис. 2-1 Типичная SADT-диаграмма

2.2 Блоки представляют функции

Функциональные блоки на диаграммах изображаются прямоугольниками. Блок представляет функцию или активную часть системы, поэтому названиями блоков служат глаголы или глагольные обороты. Например, названиями блоков диаграммы выполнить задание являются:

определить степень выполнения задания, выбрать инструменты, подготовить рабочее место, обработать на станке и собрать, как показано на рис. 2-1.

Кроме того, SADT 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. Другими словами, SADT-диаграммы и SADT-модели наглядны.

В отличие от других графических методов структурного анализа в SADT 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, кто, что и как выполняет функция. Например, четвертый блок диаграммы выполнить задание может быть интерпретирован следующим образом: детали, сырье и брак, обрабатываются на станке и собираются в результаты обработки с использованием оборудованного рабочего места.

2.3 Блоки имеют доминирование

Блоки SADT никогда не размещаются на диаграмме случайным образом. Они размещаются по степени важности, как ее понимает автор диаграммы. В SADT 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 функции (такая, как определить степень выполнения задания на рис. 2-1).

Наиболее доминирующий блок обычно размещается в верхнем левом углу диаграммы, а наименее доминирующий - в правом нижнем углу. В результате получается "ступенчатая" схема, подобная представленной на рис. 2-1 для блоков 1, 2,3.

Расположение блоков на странице отражает авторское определение доминирования. Таким образом, топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большее влияние на остальные. Чтобы подчеркнуть это, SADT-аналитик может перенумеровать блоки в соответствии с порядком их доминирования. Порядок доминирования может обозначаться цифрой, размещенной в правом нижнем углу каждого прямоугольника: 1 будет указывать на наибольшее доминирование, 2 - на следующее после наибольшего, и т.д. На рис. 2-1 показано, что блок определить степень выполнения задания влияет на все остальные шаги по обработке детали через следующий шаг задания и поэтому этот блок пронумерован единицей. Поскольку блок подготовить рабочее место должен быть перед блоком обработать на станке и собрать, этим блокам присвоены номера 3 и 4.

Блоки в SADT должны быть перенумерованы. Номера блоков служат однозначными идентификаторами для системных функций и автоматически организуют эти функции в иерархию модели. Используя номера блоков и оценивая влияние, которое один блок оказывает на другой;

аналитик может организовать модель по принципу функционального доминирования. Это позволяет согласовать иерархический порядок функций в модели с уровнем влияния каждой функции на остальную часть системы. Поэтому мы настоятельно рекомендуем по мере возможности нумеровать блоки в соответствии с порядком их доминирования.

2.4 Дуги изображают объекты

Дуги на SADT-диаграмме изображаются одинарными линиями со стрелками на концах. Для функциональных SADT-диаграмм дуга представляет множество объектов. Мы вынуждены использовать здесь общее понятие "объекты", поскольку дуги в SADT могут представлять, например, планы, данные в компьютерах, машины и информацию. Дуги диаграммы выполнить задание на рис. 2-1 представляют материалы, написанные на бумаге (например, следующий *шаг задания), физические материалы (например, сырье и заготовки), инструменты (например, набор инструментов), рабочие чертежи (например, чертежи и указания), рабочую среду (например, оборудованное рабочее место) и управленческую информацию (например, статус задания). Однако в системном анализе вместо термина "объекты" часто употребляют термин "данные". Это объясняется тем, что системному анализу ранее подвергались, как правило, системы программного обеспечения.

Так как в SADT дуги изображают объекты, они описываются (помечаются) существительными или существительными с определениями, располагающимися достаточно близко к линии дуги. Мы настоятельно рекомендуем размещать описания дуг, называемые метками, как можно ближе к линиям дуг, не нарушая, однако, читабельность диаграмм. Это устраняет неопределенность в том, к какой дуге относится метка, и исключается необходимость в дополнительных графических связях (например, в "зигзагах", см. главу 19) Обратите внимание на то, что все метки дуг на диаграмме выполнить задание расположены вплотную к соответствующим дугам. Мы рекомендуем принять этот стиль описания дуг для того, чтобы ваши диаграммы были упорядоченными и простыми для чтения.

2.5 Дуги изображают взаимосвязи между блоками

Между объектами и функциями возможны четыре отношения: вход, управление, выход, механизм. Каждое из этих отношений изображается дугой, связанной с определенной стороной блока. По соглашению левая сторона блока предназначена для входных дуг, верхняя сторона - для управленческих дуг, правая сторона - для выходных дуг, нижняя сторона - для дуг механизмов. Таким образом, стороны блока чисто графически сортируют объекты, изображаемые касающимися блока дугами.

Входные дуги изображают объекты, используемые и преобразуемые функциями. Например, в процессе изготовления детали сырье трансформируется функцией обработать на станке и собрать. Управленческие дуги представляют информацию, управляющую действиями функций. Обычно управляющие дуги несут информацию, которая указывает, что должна выполнять функция. Например, следующий шаг задания определяет, какие нужно выбрать инструменты, какие потребуются станки и цеха и как инструменты и станки должны использоваться при изготовлении детали. Выходные дуги изображают объекты, в которые преобразуются входы. Например, обработать на станке и собрать преобразует сырье и брак в результаты обработки, которые в конечном итоге становятся деталями. Дуги механизмов отражают, по крайней мере частично, как функции (т.е. функции системы) реализуются. Например, подготовить рабочее место организует инструменты и станки в эффективное пространство для следующего шага задания. Это - рабочая среда, называемая оборудованным рабочим местом. Она обозначает место, где рабочий изготавливает деталь, реализуя функцию обработать на станке и собрать. Таким образом, механизмы изображают физические аспекты функции (склады, людей, организации, приборы).

Итак, SADT-диаграмма составлена из блоков, связанных дугами, которые определяют, как блоки влияют друг на друга. Это влияние может выражаться либо в передаче выходной информации к другой функции для дальнейшего преобразования, либо в выработке управляющей информации, предписывающей, что именно должна выполнять другая функция. Например, блок обработать на станке и собрать влияет на блок определить степень выполнения задания, выдавая ему результаты обработки для оценки, а блок определить степень выполнения задания влияет на очередную операцию блока обработать на станке и собрать с помощью следующего шага задания. Другими словами, существует сильная управляющая связь блока определить степень выполнения задания с блоком обработать на станке и собрать и наряду с ней более слабая связь по входу-выходу от блока обработать на станке и собрать к блоку определить степень выполнения задания. Таким образом, SADT-диаграммы не являются ни блок-схемами, ни просто диаграммами потоков данных. Это предписывающие диаграммы, представляющие входные - выходные преобразования и указывающие правила этих преобразований. Дуги на них изображают интерфейсы между функциями системы, а также между системой и ее окружающей средой.

В методологии SADT требуется только пять типов взаимосвязей между блоками для описания их отношений: управление, вход, обратная связь по управлению, обратная связь по входу, выход-механизм. Связи по управлению и входу являются простейшими, поскольку они отражают прямые воздействия, которые интуитивно понятны и очень просты. Отношение управления возникает тогда, когда выход одного блока непосредственно влияет на блок с меньшим доминированием. Например, блок определить степень выполнения задания влияет на блок выбрать инструменты в соответствии с детальными указаниями, содержащимися в описании следующего шага задания. Отношение входа возникает тогда, когда выход одного блока становится входом для блока с меньшим доминированием, например, выход блока определить степень выполнения задания, называемый законченное или незаконченное задание, становится входом функции обработать на станке и собрать при выполнении следующего шага задания.

Обратная связь по управлению и обратная связь по входу являются более сложными, поскольку они представляют итерацию или рекурсию. А именно выходы из одной функции влияют на будущее выполнение других функций, что впоследствии влияет на исходную функцию. Обратная связь по управлению возникает тогда, когда выход некоторого блока влияет на блок с большим доминированием. Рассмотрим для примера диаграмму изготовить нестандартную деталь на рис. 2-2. Функция управлять выполнением задания ограничивает действие функции контролировать качество выполнения с помощью чертежа, в котором указаны разрешенные допуски. Кроме того, дуга штамп "принято", являющаяся выходом блока контролировать качество выполнения, организует работу блока управлять выполнением задания, поскольку именно штамп "принято" указывает, что задание завершено. Таким образом, штамп "принято" влияет на будущую деятельность блока управлять выполнением задания, поэтому соответствующая дуга направлена назад. Связь по входной обратной связи имеет место тогда, когда выход одного блока становится входом другого блока с большим доминированием. Например, задания, отвергнутые функцией контролировать качество выполнения, отсылаются на вход блока выполнить задание в качестве брака. (Это хороший пример, показывающий, что системы часто имеют внутренние обратные связи для эффективного использования бракованных деталей.)

Связи "выход-механизм" встречаются нечасто и представляют особый интерес. Они отражают ситуацию, при которой выход одной функции становится средством достижения цели для другой. Например, на рис. 2-1 представлена функция подготовить рабочее место, имеющая выход оборудованное рабочее место, который, в свою очередь, является механизмом для блока обработать на станке и собрать. Это означает, что оборудованное рабочее место необходимо для того, чтобы начать процесс обработки. А в этом случае дуга механизма обозначает строго последовательную взаимосвязь: приготовления должны быть завершены до начала работы. Поэтому связи "выход-механизм" характерны при распределении источников ресурсов (например, требуемые инструменты, обученный персонал, физическое пространство, оборудование, финансирование, материалы).



Рис. 2-2 Диаграмма - изготовить нестандартную деталь

2.6 Дуги представляют наборы объектов

Дуга в SADT редко изображает один объект. Обычно она символизирует набор объектов. Например, дуга, именуемая рабочий комплект, отражает техническое задание, чертеж, план-график, некоторое сырье и заготовки. Так как дуги представляют наборы объектов, они могут иметь множество начальных точек (источников) и конечных точек (назначений). Поэтому дуги могут разветвляться и соединяться различными сложными способами. Вся дуга или ее часть может выходить из одного или нескольких блоков и заканчиваться в одном или нескольких блоках, как, например, дуга принятое задание на рис. 2-2. Отметим, как различные компоненты дуги принятое задание следуют в другие блоки диаграммы: штамп "принято" является управляющей информацией для блока управлять выполнением задания, в то время как принятое, но незаконченное задание является входом в блок' выполнить задание.

Этот пример иллюстрирует, как ветви дуг показывают, из чего состоит набор объектов. На рис. 2-2 видно также, как рабочий комплект и принятое, но незаконченное задание соединяются вместе, образуя сырье и заготовки - вход для блока выполнить задание. В этом случае две дуги объединяются, образуя больший набор. Для объяснения того, как дуги представляют разъединение и соединение наборов объектов, в SADT были разработаны специальные соглашения относительно представления и описания разветвлений и соединений дуг.

2.6.1 Разветвление дуг

Разветвления дуг, изображаемые в виде расходящихся линий, означают, что все содержимое дуг или его часть может появиться в каждом ответвлении дуги. 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 (т.е. все объекты принадлежат этим ветвям);

* ветви, помеченные после точки разветвления, содержат все объекты или их часть, указанные в метке дуги перед разветвлением (т.е. каждая метка ветви уточняет, что именно содержит ветвь).

Например, на диаграмме изготовить нестандартную деталь дуга принятое задание включает несколько объектов и разветвляется в нескольких направлениях. Дуга штамп "принято" влияет на блок управлять выполнением задания; принятое, но незаконченное задание идет в блок выполнить задание для следующей обработки, а деталь с биркой идет в блок управлять выполнением задания для окончательной проверки и поставки.

2.6.2 Слияние дуг

Слияние дуг в SADT, 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 (т.е. все объекты исходят из всех ветвей);

* помеченные перед слиянием ветви содержат все или некоторые объекты из перечисленных в общей метке после слияния (т.е. метка ветви ясно указывает, что содержит ветвь). - Например, сырье и заготовки как часть дуги рабочий комплект, сходятся вместе с принятым, но незаконченным заданием для формирования главного входа в функциональный блок выполнить задание. Сырье и заготовки - это название, включающее и те и другие объекты, поэтому дуга после соединения получает эту метку.

2.7 Идентификация версий диаграмм С-номерами

При создании SADT-модели одну и ту же диаграмму вместе с ее блоками и дугами перечерчивают несколько раз, что приводит к появлению различных ее вариантов. Чтобы различать разные версии одной и той же диаграммы, в SADT используется схема контроля конфигурации диаграмм, основанная на хронологических номерах, или С-номерах. С-номерные коды образуются из инициалов автора и последовательных номеров. Эти коды ставятся в нижнем правом углу SADT-бланка. Например, DAM010 -это С-номер для диаграммы выполнить задание на рис. 2-1 Если диаграмма заменяет более старый вариант, то автор помещает предыдущий С-номер в скобках, чтобы указать на связь с предыдущей работой. Например, диаграмма DAM010 заменяет предыдущую версию DAM009. Каждый автор проекта SADT ведет реестр всех созданных им диаграмм, нумеруя их последовательными целыми числами. Для этого используется бланк реестра С-номеров SADT. На рис. 2-3 приведен реестр С-номеров рассматриваемой в этой книге модели экспериментального механического цеха. Обратите внимание на то, как бланк указывает следующие номера, которые нужно использовать. Автору остается только записать номер узла и его название для каждой новой диаграммы.

Рис. 2.3. Диаграмма С-номеров

2.8 Резюме

SADT-диаграмма содержит от трех до шести блоков, связанных дугами, и имеет при построении модели несколько версий. Для того чтобы различать версии одной и той же диаграммы, используются С-номера. Блоки на диаграмме изображают системные функции, а дуги изображают множество различных объектов системы. Блоки обычно располагаются на диаграмме в соответствии с порядком их доминирования, т.е. их важностью относительно друг друга. Дуги, связывающие блоки, изображают наборы объектов и могут разветвляться и соединяться различными сложными способами. Однако, разветвляясь и соединяясь, дуги должны во всех случаях сохранять представляемые ими объекты.

Глава 3. Синтаксис моделей и работа с ними

Одна SADT-диаграмма сложна сама по себе, поскольку она содержит от трех до шести блоков, связанных множеством дуг. Для адекватного описания системы требуется несколько таких диаграмм. Диаграммы, собранные и связанные вместе, становятся SADT-моде-лью. В SADT дополнительно к правилам синтаксиса диаграмм существуют правила синтаксиса моделей. Синтаксис SADT-моделей позволяет аналитику определить границу модели, связать диаграммы в одно целое и обеспечить точное согласование между диаграммами. Никакой другой метод структурного анализа не позволяет так точно, как SADT, соединять диаграммы в тщательно организованные комплекты, называемые моделями.

3.1 Система представляется одним блоком

SADT-модель является иерархически организованной совокупностью диаграмм. Диаграммы обычно состоят из трех-шести блоков, каждый из которых потенциально может быть детализирован на другой диаграмме. Каждый блок может пониматься как отдельный тщательно определенный объект. Разделение такого объекта на его структурные части (блоки и дуги, составляющие диаграмму) называется декомпозицией.

Декомпозиция формирует границы, и каждый блок в SADT рассматривается как формальная граница некоторой части целой системы, которая описывается. Другими словами, блок и касающиеся его дуги определяют точную границу диаграммы, представляющей декомпозицию этого блока. Эта диаграмма, называемая диаграммой с потомком, описывает все, связанное с этим блоком и его дугами, и не описывает ничего вне этой границы. Декомпозируемый блок называется родительским блоком, а содержащая его диаграмма - соответственно родительской диаграммой. Таким образом, SADT-диаграмма является декомпозицией некоторого ограниченного объекта.

Принцип ограничения объекта встречается на каждом уровне. Один блок и несколько дуг на самом верхнем уровне используются для определения границы всей системы. Этот блок описывает общую функцию, выполняемую системой. Дуги, касающиеся этого блока, описывают главные управления, входы, выходы и механизмы этой системы. Диаграмма, состоящая из одного блока и его дуг, определяет границу системы и называется контекстной диаграммой модели. Таким образом, этот блок изображает границу системы: все, лежащее внутри него, является частью описываемой системы, а все, лежащее вне него, образует среду системы.

Рис. 3-1 Контекстная диаграмма модели

На рис. 3-1 показан верхний уровень модели экспериментального механического цеха. Блок с названием изготовить нестандартную деталь описывает самую общую функцию механического цеха и имеет нулевой номер. (Блок самого верхнего уровня модели всегда нумеруется нулем.) Этот блок представляет весь экспериментальный механический цех. Дуги требования по срокам выполнения задания и справочник стандартов качества определяют, как экспериментальный механический цех преобразует рабочие комплекты и станки и инструменты в готовые детали и оценку степени завершенности задания. Они определяют интерфейс между экспериментальным механическим цехом и остальной частью аэрокосмической компании.

3.2 Идентификация декомпозиции номерами узлов

SADT-модели развиваются в процессе структурной декомпозиции сверху вниз. Сначала декомпозируется один блок, являющийся границей модели, на одной диаграмме, которая имеет от трех до шести блоков, затем декомпозируется один (или больше) из этих блоков на другой диаграмме с тремя-шестью блоками и т.д. Название диаграммы совпадает с названием декомпозируемого блока. Результатом этого процесса является модель, диаграмма верхнего уровня которой описывает систему в общих терминах "черного ящика", а диаграммы нижнего уровня описывают очень детализированные аспекты и операции системы.



Рис. 3-2 Связь между родительской диаграммой и диаграммой потомком

Таким образом, каждая диаграмма представляет собой некоторую законченную часть всей модели. В методологии SADT идентифицируется каждая диаграмма данной модели посредством того, что называется "номер узла". Номер узла для контекстной диаграммы имеет следующий вид: название модели или аббревиатура, косая черта, заглавная буква A (Activity в функциональных диаграммах), дефис и ноль. Например, номером узла для контекстной диаграммы модели экспериментального механического цеха является ЭМЦ/А-0. Номером узла диаграммы, декомпозирующей контекстную диаграмму, является тот же номер узла, но без дефиса (например, ЭМЦ/АО). Все другие номера узлов образуются посредством добавления к номеру узла родительской диаграммы номера декомпозируемого блока. На рис. 3-2 показаны две диаграммы модели экспериментального механического цеха. Номер узла на первой диаграмме - ЭМЦ/АО, а номер узла на второй диаграмме - ЭМЦ/А1. Диаграмма ЭМЦ/А1 декомпозирует блок 1 диаграммы ЭМЦ/АО. (Первый ноль при образовании номера узла принято опускать, поэтому вместо ЭМЦ/А01 пишется ЭМЦ/А1.)

3.3 Связывание декомпозиции с помощью С-номеров

Помимо использования для идентификации версий диаграмм, С-номера применяются для связки диаграмм при движении как вверх, так и вниз по иерархии модели. Обычно С-номер диаграммы, декомпозирующей некоторый блок, впервые появляется непосредственно под этим блоком на родительской диаграмме. Это образует "направленную вниз" связь от родительской диаграммы к диаграмме-потомку. На рис. 3-2 С-номер DAM008 диаграммы управлять выполнением задания размещен ниже блока 1 на диаграмме изготовить нестандартную деталь. Это указывает на то, что функция управлять выполнением задания была декомпозирована.

Как только образуется направленная вниз связь, на диаграмме-потомке формируется ссылка на родительскую диаграмму. В области контекста SADT-бланка (правый верхний угол) автор изображает каждый блок родительской диаграммы маленькими квадратиками, заштриховывает квадратик декомпозируемого блока и размещает С-номер родительской диаграммы возле заштрихованного квадратика. Это образует "направленную вверх" (к родительской диаграмме) связь. Метод соединения диаграмм посредством однозначно определенных номеров гарантирует, что именно нужная версия диаграммы станет частью модели. Другими словами, при использовании С-номеров осуществляется тщательный контроль за введением новых диаграмм в иерархию модели. На рис. 3-2 область контекста бланка диаграммы управлять выполнением, задания содержит три квадратика - по одному для каждого блока диаграммы изготовить нестандартную деталь. Первый блок заштрихован. Это указывает на то, что данная диаграмма декомпозирует первый блок диаграммы DAM008.

3.4 Коды ICOM гарантируют стыковку диаграмм

Хорошая методология структурного анализа, позволяющая создавать отдельные диаграммы, должна гарантировать правильное соединение всех диаграмм для образования согласованной модели. SADT-диаграммы имеют внешние дуги -дуги, как бы выходящие наружу и ведущие к краю страницы. Эти дуги являются интерфейсом между диаграммой и остальной частью модели. SADT требует, чтобы все внешние дуги диаграммы были согласованы с дугами, образующими границу этой диаграммы. Другими словами, диаграмма должна быть "состыкована" со своей родительской диаграммой. Обычно это означает, что внешние дуги согласованы по числу и наименованию (но не обязательно по расположению) с дугами, касающимися декомпозированного блока родительской диаграммы. Например, у блока 1 диаграммы изготовить нестандартную деталь восемь граничных дуг: входы рабочий комплект и деталь с биркой, управления требования по срокам, выполнения задания, штамп "принято" и статус работы, а также выходы оценка степени завершенности задания, готовая деталь, план выполнения задания. Все эти внешние дуги и их имена можно найти на диаграмме управлять выполнением задания.

В SADT принята система обозначений, позволяющая аналитику точно идентифицировать и проверять связи по дугам между диаграммами. Эта схема кодирования дуг - "ICOM" - получила название по первым буквам английских эквивалентов слов вход (Input), управление (Control), выход (Output), механизм (Mechanism). Коды ICOM чрезвычайно эффективны, поскольку они позволяют аналитику быстро проверять согласованность внешних дуг диаграммы с граничными дугами соответствующего блока родительской диаграммы. Они также обеспечивают согласованность декомпозиции, поскольку все дуги, входящие в диаграмму и выходящие из нее, должны быть учтены. На рис. 3-2 дуга требования по срокам выполнения задания может быть отслежена от ее начала (С1 блока 0 диаграмы ЭМЦ/ А-0) на границе модели через верхнюю часть диаграммы ЭМЦ/АО к блоку управлять выполнением задания (СЗ блока 4 диаграммы ЭМЦ/ А1).

Если вы начинаете строить диаграмму следующего уровня, то дуги, касающиеся декомпозируемого блока, используются в качестве источников и приемников для дуг, которые вы создаете на новой диаграмме. После завершения диаграммы ее внешние дуги стыкуются с родительской диаграммой для обеспечения согласованности. Одним из способов такой стыковки может служить присваивание кодов ICOM внешним дугам новой диаграммы согласно следующим правилам:

* представьте себе рисунок новой диаграммы внутри разлагаемого блока. Продлите внешние дуги почти до края диаграммы. Зрительно соедините каждую внешнюю дугу диаграммы с соответствующей граничной дугой декомпозируемого блока (на рис. 3-3 в некоторых местах мы используем пунктирные линии для изображения процесса зрительного соединения).

* присвойте код каждой зрительной связи. Используйте I для входных дуг, С - для связей между дугами управления, О - для связей между выходными дугами, М - для связей между дугами механизма.

* добавьте после каждой буквы цифру, соответствующую положению данной дуги среди других дуг того же типа, касающихся родительского блока. Причем входные и выходные дуги пересчитываются сверху вниз, а дуги управлений и механизмов пересчитываются слева направо (см. рис. 3-3). Теперь запишите каждый код около окончания каждой внешней дуги.

Рис. 3-3. Кодирование связей между SADT-диаграммами

На рис. 3-3 приведены субъект и его границы (блок и прилегающие дуги) и декомпозирующая его диаграмма. Обратите внимание, что граница субъекта изображена жирной линией для того, чтобы подчеркнуть, как внешние дуги связаны с соответствующими граничными дугами. В этом примере мы изобразили на диаграмме пунктирными линиями зрительные связи только между выходными дугами и соответствующими им граничными дугами. (Другие связи легко определить зрительно.) В соответствии со схемой кодирования для рис. 3-3 были получены коды ICOM: I1, 12, C1, C2, 01, 02, M1. Кодирование дуг ICOM-метками произведено в зависимости от того, к какой стороне родительского блока примыкает данная дуга.

При следовании схеме кодирования ICOM создается совокупность неявных связующих звеньев между страницами, которые можно быстро изменить при изменении границ. (Сравните схему кодирования ICOM/SADT с альтернативной схемой, в которой внешние дуги просто помечаются определенным образом, скажем, буквами от А до Я.) Эти неявные межстраничные связующие звенья облегчают процесс чтения и рецензирования SADT-диаграмм, а также проверку, насколько согласованно произведена декомпозиция. Коды ICOM упрощают также работу, связанную с внесением вручную локальных изменений в диаграмму, и объединяют различные варианты диаграмм так, что они хорошо стыкуются в модели. По нашему мнению, коды ICOM являются одним из наиболее важных вкладов SADT в технологию графического моделирования. Они обеспечивают требуемую строгость, позволяя в то же время авторам работать независимо, чертить разборчиво и выбирать без ущерба для предыдущей работы подходящую терминологию на последующих уровнях детализации.

3.5 Обозначения для менее распространенных интерфейсов по дугам

Номера узлов, С-номера и коды ICOM управляют подавляющим большинством ситуаций внутренних связей в модели. Однако между родительскими диаграммами и диаграммами-потомками могут возникать некоторые специфические ситуации, в которых разумное использование синтаксиса модели улучшает описание модели, а именно: (1) при разветвлении и соединении внешних дуг; (2) при изменении входных дуг на управляющие и наоборот; (3) когда дуги входят в тоннель". Мы приведем примеры каждой из этих ситуаций, так. чтобы вы могли распознать их и понять их значение. Однако необходимо предупредить, что такие средства изображения следует использовать только в особых ситуациях для прояснения и упрощения описания системы. Их следует применять для удобства, а не как прикрытие плохого анализа систем. Во всех этих случаях данные при пересечении границ диаграмм сохраняются, т. е. все входные данные некоторым образом используются для образования всех выходных данных. Ключом для понимания таких ситуаций является то, что дуги SADT изображают иерархические наборы данных (в главе 5 приведены дополнительные пояснения относительно иерархии дуг и дуг вообще).

...