Иерархия функциональных диаграмм

 

Результатом применения метода SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы — главные компоненты модели, все функции организации и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги соответственно. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как входная информация, которая подвергается обработке, показана с левой стороны блока, а результаты (выход) показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рис. 1.3).

 

Рис. 1.3. Функциональный блок и интерфейсные дуги

Построение SADT-модели начинается с представления всей системы в виде простейшего компонента — одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок отражает систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг — они также соответствуют полному набору внешних интерфейсов системы в целом. Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами.

Эти блоки определяют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых показана как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфункций может быть декомпозирована подобным образом в целях большей детализации. Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию. Кроме того, модель не может опустить какие-либо элементы, т.е., как уже отмечалось, родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено. На рис. 1.4 представлено изображение: общего представления блока.

 

Рис. 1.4. Общее представление блока А0

 

 

На рис. 1.5 дано более подробное представление этого блока с учетом внутренней структуры блока А0.

 

Рис. 1.5. Более детальное представление блока А0

 

 

Модель SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией, разбивающих сложный объект на составные части, которые изображены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из диаграммы предыдущего уровня. На каждом шаге декомпозиции диаграмма предыдущего уровня называется родительской для более детальной диаграммы. Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма изображают одну и ту же часть системы. Приведем различные варианты выполнения функций и соединения дуг с блоками (рис. 1.6-1.8).

Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы обоими концами, у других же один конец остается неприсоединенным. Неприсоединенные дуги соответствуют входам, управлениям и выходам родительского блока. Источник или получатель этих пограничных дуг может быть обнаружен только на родительской диаграмме. Неприсоединенные концы должны соответствовать дугам на исходной диаграмме. Все граничные дуги должны продолжаться на родительской диаграмме, чтобы она была полной и непротиворечивой. На SADT-диаграммах не указаны явно ни последовательность, ни время. Обратные связи, итерации, продолжающиеся процессы и перекрывающиеся (по времени) функции могут быть изображены с помощью дуг. Обратные связи могут выступать в виде комментариев, замечаний, исправлений и т.д. (см. рис. 1.9).

Рис. 1.6. Одновременное выполнение функций

 

 

Рис. 1.7. Соответствие интерфейсной дуги родительской диаграмме

 

Рис. 1.8. Соответствие интерфейсной дуги детальной диаграмме

 

 

Рис. 1.9. Пример обратной связи

 

 

Как было отмечено, механизмы (дуги с нижней стороны) показывают средства, с помощью которых осуществляется выполнение функций. Механизм может быть человеком, компьютером или любым другим устройством, которое помогает выполнять данную функцию. Каждый блок на диаграмме имеет свой номер. Блок любой диаграммы может быть описан диаграммой нижнего уровня, которая, в свою очередь, может быть далее детализирована с помощью необходимого числа диаграмм. Таким образом формируется иерархия диаграмм. Для того чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм.

Методология функционального моделирования IDEF0 — это технология описания системы в целом как множества взаимозависимых действий или функций. IDEF0-функции системы исследуются независимо от объектов, которые обеспечивают их выполнение. "Функциональная" точка зрения позволяет четко отделить аспекты назначения системы от аспектов ее физической реализации. Наиболее часто IDEF0 применяется как технология исследования и проектирования систем на логическом уровне. По этой причине IDEF0, как правило, используется на ранних этапах разработки проекта, до IDEF3-моделирования, для сбора данных и моделирования процесса "как есть". Результаты IDEF0-анализа могут применяться при проведении проектирования с использованием моделей IDEF3 и диаграмм потоков данных.

IDEF0 сочетает в себе небольшую по объему графическую нотацию (она содержит только два обозначения: блоки и стрелки) со строгими и четко определенными рекомендациями, предназначенными для построения качественной и понятной модели системы. Методология IDEF0 в некоторой степени напоминает рекомендации, существующие в книгоиздательском деле: часто набор напечатанных IDEF0-моделей организуется в брошюру (называемую, в терминах IDEF0, комплект), имеющую содержание, глоссарий и другие элементы, характерные для законченной книги.

Первый шаг при построении модели IDEF0 заключается в определении назначения модели — набора вопросов, на которые должна отвечать модель. Набор вопросов можно сравнить с предисловием, в котором раскрывается назначение книги. Границы моделирования предназначены для обозначения ширины охвата предметной области и глубины детализации и являются логическим продолжением назначения модели. Как читающий модель, так и непосредственно ее автор должны понимать степень детальности ответов на поставленные в назначении модели вопросы. Следующим шагом указывается предполагаемая целевая аудитория, для нужд которой создается модель. Зачастую от этого зависит уровень детализации, с которым должна создаваться модель. Перед построением модели необходимо иметь представление о том, какие сведения о предмете моделирования уже известны, какие дополнительные материалы и/или техническая документация для понимания модели могут быть необходимы для целевой аудитории, какие язык и стиль изложения являются наиболее подходящими.

Под точкой зрения понимается перспектива, с которой наблюдалась система при построении модели. Точка зрения выбирается таким образом, чтобы учесть уже обозначенные границы моделирования и назначение модели. Однажды выбранная точка зрения остается неизменной для всех элементов модели. При необходимости могут быть созданы другие модели, отображающие систему с других точек зрения. Вот некоторые примеры точек зрения при построении моделей: клиент, поставщик, владелец, редактор.

Действие, обычно в IDEF0 называемое функцией, обрабатывает или переводит входные параметры (сырье, информацию и т.п.) в выходные. Поскольку модели IDEF0 моделируют систему как множество иерархических (вложенных) функций, в первую очередь должна быть определена функция, описывающая систему в целом — контекстная функция. Функции изображаются на диаграммах как поименованные прямоугольники или функциональные блоки. Имена функций в IDEF0 подбираются по сходным правилам наименования действий в IDEF3 — с использованием глаголов или отглагольных существительных. Важно подбирать имена так, чтобы они отражали систему с точки зрения, выбранной для моделирования. Выше мы определяли IDEF0-модели как иерархическое множество вложенных блоков.

Любой блок может быть декомпозирован на составляющие его блоки. Декомпозицию часто ассоциируют с моделированием "сверху вниз", однако это не совсем верно. Функциональную декомпозицию корректнее определять как моделирование "снаружи внутрь". При котором мы рассматриваем систему наподобие луковицы, с которой последовательно снимаются слои.

Типы функциональных связей

 

В IDEF0 также моделируются управление и механизмы исполнения. Под управлением понимаются объекты, воздействующие на способ, которым блок преобразует вход в выход. Механизм исполнения — объекты, которые непосредственно выполняют преобразование входа в выход, но остаются неизменными. Для типизации категорий информации на IDEF0-диаграммах используется аббревиатура ICOM, означающая четыре возможных типа стрелок.

Обозначения для стрелок на диаграммах:

I (Input) — вход;

С (Control) — управление;

О (Output) — выход;

М (Mechanism) — исполняющий механизм.

На рис. 1.10 представлены четыре возможных типа стрелок в IDEF0, каждый из которых соединяется с определенной стороной функционального блока.

 

Рис. 1.10. Типы стрелок на диаграммах

 

 

Для названия стрелок, как правило, употребляются имена существительные. Как и в случае с функциональными блоками, присвоение имен всем стрелкам на диаграмме является необходимым условием для понимания сути изображенного.

Стрелки входа. Вход представляет собой сырье или информацию, потребляемую или преобразуемую функциональным блоком для производства выхода. Стрелки входа всегда направлены в левую сторону прямоугольника, обозначающего в IDEF0 функциональный блок. Наличие входных стрелок на диаграмме не является обязательным, так как возможно, что некоторые блоки ничего не преобразуют и не изменяют. Примером блока, не имеющего входа, может служить "принятие решения руководством", где анализируется несколько факторов, но ни один из них непосредственно не преобразуется и не потребляется в результате принятия какого-либо решения.

Стрелки управления. Стрелки управления отвечают за регулирование того, как и когда выполняется функциональный блок. Так как управление контролирует поведение функционального блока, для обеспечения создания желаемого выхода каждый функциональный блок должен иметь как минимум одну стрелку управления. Стрелки управления всегда входят в функциональный блок сверху. Управление часто существует в виде правил, инструкций, законов, политики, набора необходимых процедур или стандартов. Влияя на работу блока, оно само остается неизменным. Может оказаться, что целью функционального блока является как раз изменение того или иного правила, инструкции, стандарта и т.п. В этом случае стрелка, содержащая соответствующую информацию, должна рассматриваться не как управление, а как вход функционального блока. Управление можно рассматривать как специфический вид входа.

В случаях, когда неясно, относить ли стрелку к входу или к управлению, предпочтительно относить ее к управлению до момента, пока неясность не будет разрешена.

Стрелки выхода. Выход — это продукция или информация, получаемая в результате работы функционального блока. Каждый блок должен иметь как минимум один выход. Действие, которое не имеет никакого четко определяемого выхода, желательно не моделировать вообще. При моделировании непроизводственных предметных областей выходами, как правило, являются данные, в каком-либо виде обрабатываемые функциональным блоком. В этом случае важно, чтобы названия стрелок входа и выхода были достаточно различимы по своему смыслу. Например, блок "Прием пациентов" может иметь стрелку "Данные о пациенте" как на входе, так и на выходе. В такой ситуации входящую стрелку можно назвать "Предварительные данные о пациенте", а исходящую — "Подтвержденные данные о пациенте".

Стрелки механизма исполнения. Механизмы являются ресурсом, который непосредственно исполняет моделируемое действие. С помощью механизмов исполнения могут моделироваться: ключевой персонал, техника и/или оборудование. Стрелки механизма исполнения могут отсутствовать, в случае, если оказывается, что они не являются необходимыми для достижения поставленной цели моделирования.

В IDEF0 существует пять основных видов комбинированных стрелок:

выход—вход;

выход—управление;

выход—механизм исполнения;

выход—обратная связь на управление;

выход—обратная связь на вход.

Стрелка выход—вход применяется, когда один из блоков должен полностью завершить работу перед началом работы другого блока. Принятие заказа должно предшествовать выписки счета
(рис. 1.11).

 

Рис. 1.11. Комбинация стрелки выход—вход

 

Стрелка выход—управление отражает ситуацию преобладания одного блока над другим, когда один блок управляет работой другого. На рис. 1.12 принципы формирования инвестиционного портфеля влияют на поведение брокеров на бирже.

Рис. 1.12. Комбинированная стрелка выход—управление

 

 

Стрелка выход — механизм исполнения встречается реже и отражает ситуацию, когда выход одного функционального блока применяется в качестве инструментария для работы другого блока. На
рис. 1.13 зажим, используемый для закрепления детали, должен быть собран для того, чтобы выполнить сборку детали.

Рис. 1.13. Комбинированная стрелка выход—механизм исполнения

 

 

Обратные связи на вход и на управление применяются в случаях, когда зависимые блоки формируют обратные связи для управляющих ими блоков. На рис. 1.14 получаемая от брокеров информация о текущих биржевых курсах применяется для корректировки стратегии игры на бирже.

 

Рис. 1.14. Обратные связи на вход и на управление

Стрелка выход — обратная связь на вход обычно применяется для описания циклов повторной обработки чего-либо (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Комбинированная стрелка выход—обратная связь на вход

 

 

Кроме того, связи выход — обратная связь на вход могут применяться в случае, если бракованная продукция может заново использоваться в качестве сырья, как это происходит, например, в процессе производства оконного стекла, когда разбитое стекло перемалывается и переплавляется заново вместе с исходным сырьем.

Выход функционального блока может использоваться в нескольких других блоках. Фактически чуть ли не главная ценность IDEF0 заключается в том, что эта методология помогает выявить взаимозависимости между блоками системы. Соответственно IDEF0 предусматривает как разъединение, так и соединение стрелок на диаграмме. Разъединенные на несколько частей стрелки могут иметь наименования, отличающиеся от наименования исходной стрелки. Исходная и разъединенные (или объединенные) стрелки в совокупности называются связанными. Такая техника обычно применяется для того, чтобы отразить использование в процессе только части сырья или информации, обозначаемой исходной стрелкой. Аналогичный подход применяется по отношению к объединенным стрелкам.

Одним из важных моментов при моделировании бизнес-процессов организации с помощью метода SADT является точная согласованность типов связей между функциями. Различают связи, по крайней мере, семи типов. Типы связей (в порядке возрастания их относительной значимости):

• случайная;

• логическая;

• временная;

• процедурная;

• коммуникационная;

• последовательная;

• функциональная.

Случайная связь — показывает, что конкретная связь между функциями незначительна или полностью отсутствует. Это относится к ситуации, когда имена данных на SADT-дугах в одной диаграмме имеют слабую связь друг с другом.

Логическая связь — данные и функции собираются вместе благо­даря тому, что они попадают в общий класс или набор элементов. При этом может оказаться, что необходимых функциональных отношений между ними не обнаруживается.

Временная связь — представляет функции, связанные во времени, когда данные используются одновременно или функции включаются параллельно, а не последовательно.

Процедурная связь — функции сгруппированы вместе благодаря тому, что они выполняются в течение одной и той же части цикла или процесса.

Коммуникационная связь — функции группируются благодаря тому, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же выходные данные.

Последовательная связь — выход одной функции служит входными данными для следующей функции.

Связь между элементами на диаграмме является более тесной, чем в рассмотренных выше случаях, поскольку моделируются причинно-следственные зависимости.

Функциональная связь — все элементы функции влияют на выполнение одной и только одной функции.

Диаграмма, являющаяся чисто функциональной, не содержит чужеродных элементов, относящихся к последовательному или более слабому типу связи. Одним из способов определения функционально связанных диаграмм является рассмотрение двух блоков, связанных через управляющие дуги, как показано на следующем рис. 1.16.

Рис. 1.16. Функциональная связь

 

В математических терминах необходимое условие для простейшего типа функциональной связи имеет следующий вид:

С = g(B) = g(f(A)).