Контекстная диаграмма и детализация процессов

Де композиция DFD осуществляется на основе процессора. Каждый процесс может раскрываться с помощью DFD нижнего уровня. Важную роль в модели играет специальный вид DFD - контекстная диаграмма, она отражает интерфейс системы, с внешним миром, то есть информационные потоки между системой и внешними сущностями, она идентифицирует внешние сущности и единственный процесс отражающий главную цель системы. Каждый проект имеет только одну контекстную диаграмму, ее единственный процесс не номеруется. Данные о студентах поступают из отдела кадров, список группы может быть выдан например преподователю, диаграммы разрабатываются для создания соответствующей программы. Контекстная диаграмма представлена на рисунке. Основной процесс реализуется программой – введение списка группы, терминатор, отдел кадров поставляет данные через поток паспортные данные. Терминатор преподователь получает список группы через поток список группы. DFD первого уровня строится как де композиция процесса которая присутствует на контекстной диаграмме.

Рисунок

Этот процесс детализируется процессами ввод адреса, ввод возраста, ввод ФИО и печать списка.

Данные хранятся в хранилище, данные о списке группы, и передаются по средством потоков адрес, возраст, ФИО и данные для списка, потоки паспортные данные и список группы внешние. Построенная диаграмма первого уровня имеет множество процессов, которые в свою очередь могут быть де композированы в DFD нижнего уровня, таким образом строится иерархия DFD с контекстной диаграммой в корне дерева. Этот процесс декомпозиции продолжается до тех пор, пока процессы можно описать с помощью коротких (до одной страницы) мини спецификаций обработке (спецификаций процессов).

Декомпозиция данных и расширения DFD

Индивидуальные данные в системе часто являются не зависимыми. Однако иногда требуется несколько независимых данных одновременно. Например, в системе имеются потоки паскаль, с++, basic эти потоки могут быть сгруппированы с помощью введения нового потока языки программирования. Для этого необходимо определить формально поток языки программирования как состоящий из нескольких элементов – потоков.

Такое определение задается с помощью формы Бэкуса-Маури (БНФ) в словаре данных.

В свою очередь поток, языки программирования, сам может содержаться в потоки предки, программные средства, вместе с потоками операционной системы, редакторы и т.д. такие потоки объединяющие несколько потоков получили название групповое. Обратная операция (расщипление потоков) осуществляется с использованием группового узла, позволяющего расщипить поток на любое число, под потоков. Аналогичным образом осуществляется идекомпозиция потоков через границы диаграмм, что позволяет упростить детализирующую DFD. Для обеспечения декомпозиции данных и других сервисных возможностей к DFD добавляются следующие типы объектов.

Групповой узел – предназначен для расщипления и объединения потоков, в некоторых случаях может отсутствовать (то есть фактически выраждается в точку) слияния расщипления потоков на диаграмме.

Узел предок – позволяет увязывать входящие и выходящие потоки между детализируемым процессом и детализирующей DFD.

Неиспользуемый узел – применяется в ситуации, когда декомпозиция данных производится в групповом узле при этом требуются не все элементы входящего в узел потока.

Узел изменения имени – позволяет не однозначно именовать потоки, при этом их содержимое эквивалентно.

Построение DFD модели

1)на каждой диаграмме размещается от 3 до 7 процессов

2)декомпозиция потоков данных, осуществляют параллельно с декомпозицией процесса

3)пользуются простейшими техниками (если можно описать с помощью DFD то не используют более сложные объекты.

4)управляющие структуры отделяют от обрататывающей структуры, то есть процессов

Методология функционального моделирования IDEF 0

1)методология SADT разработана разработана Россом на её основе разработана, IDEF 0

IDEF 0 является основной частью (ICM) (проводится под игидой ВВС США)

Основные понятия IDEF 0 диаграмм

Функциональная модель IDEF 0 отражает функциональную структуру объекта, то есть проводимые им действия и связи между этими действиями.

Функция отображается в виде блока, интерфейсы входа-выхода в виде дуг. Дуги определяют когда и каким образом функции выполняются и управляются.

Модель системы, созданная по методологии IDEF 0, как и DFD модель предназначена для описания системы, однако в IDEF 0 система представляется как совокупность взаимодействующих работ и функций.

Функция системы анализируется независимо от объектов, которые они оперируют.

Система представляется в виде контекстной диаграммы

Рисунок

Модель в нотации IDEF 0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченной и взаимодействующих диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе, модель может содержать 4 типа диаграмм.

1)контекстная диаграмма (только одна)

2)диаграммы декомпозиции

3)диаграмм дерева узлов

4)диаграммы только для экспозиции (FEO)

Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи, между работами.

Для иллюстрации альтернативной точки зрения для отдельных фрагментов модели используют диаграммы экспозиции.

Рассмотрим пример

Рисунок

Каркас диаграмм

Каркас содержит заголовок (верхняя часть рамки) и подвал (нижняя часть).

Заголовок используется для отслеживания диаграммы в процессе моделирования, нижняя часть используется для идентификации и позиционирования в иерархии диаграмм.

Метод описания процессов IDEF 3

Наличие диаграмм DFD элементов для описания источников, приемников и хранилищ данных позволяет описать процесс функционирования. Однако для описания логики взаимодействия информационных потоков больше подходит IDEF 3, которая называется также методологией моделирования использующий графическое описание информационных потоков взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов диаграммы могут быть использованы в моделирование процессов для анализа завершенности, процедур обработки информации. С их помощью можно описывать сценарий действий, например, последовательность обработки события (поиск гражданина Мороза выхода из 235А), это сценарий необходимо обработать за конечное время.

Каждый сценарий сопровождается описанием процесса, и может быть использован для документирования каждой функции.

IDEF 3 это метод имеющий основную цель, дать возможность аналитикам описать ситуацию когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе. IDEF 3 дополняет IDEF 0.

IDEF 3 может быть использована в дальнейшем для имитационного анализа. (в среде Arena 3.0)

Каждая работа в IDEF 3 описывает какой либо сценарий процесса, может являться составляющей другой работы.

Работы именуются от глальной существительной, обозначающий процесс действия.

Основные символы IDEF 3

Рисунок

Их также называют работами, они являются центральными компонентами модели.

Изображаются прямоугольниками, имеют имя (от глагольное существительное), имеют номер если это в составе фразы, то другое имя существительное в этой фразе отображает основной выход (результат).

Связи показывают взаимоотношение работ, все связи однонаправлены слева направо, различают 3 типа стрелок изображающих связи.

1)старшая (сплошная линия) связывающая единицы работ, показывает что работа-источник должна закончиться прежде чем начнется работа – цель. (слева направо, сверху вниз).

2)отношения (пунктирная линия) используется для изображения связей между единицами работ, а также между единицами работ и объектами ссылок.

3)потоки объектов (стрелочка с двумя наконечниками) принимается для описания того факта, что объект используется в двух или более единицах работы, например, когда объект порождается в одной работа, а используется в другой.

Рассмотрим временную диаграмму выполнения работ

Рисунок

Перекресток

Окончание одной работы может служить сигналом к началу нескольких работ или же одна работа для своего запуска может ожидать окончания нескольких работ. Перекрестки используются для отображения логики взаимодействия стрелок, при слиянии разветвлений или отображения множества событий, которые должны быть завершены перед началом следующих работ.

Различают перекрестки для слияния и развлетвления стрелок.

Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и развлетвления. Типы перекресток сведем в таблицу.

Таблица

Все предшествующие процессы должны быть завершены.

Все предшествующие процессы завершены одновременно.

Асинхронный процесс, один или несколько предшествующих процессов, должны быть завершены.

Синхронный процесс, один или несколько предшествующих процессов, завершены

Одновременно.

Только одby предшествующий процесс завершен.

 

Развлетвления

Все следующие процессы должны быть запущены.

Все следующие процессы запускаются одновременно.

Один или несколько следующих процессов должны быть запущены.

Один или несколько следующих процессов запускаются одновременно

Только один следующий процесс запускается.

все перекрестки номеруются и имеют префикс G.

Связь

Поименнованная ассоциация (логическое отношение) между двумя сущностями.

На логическом уровне устанавливают:

1)идентифицирующую связь один ко многим

2)связь многие ко многим

3)не идентифицирующая связь один ко многим

Атрибут

Это любая характеристика сущностей, экземпляр атрибута это определенная характеристика отдельного элемента множества, в ier модели атрибуты ассоциируются с конкретными сущностями, то есть экземпляр сущностей, должен обладать единственным определенным значением для ассоциируемого атрибута, атрибут может быть обязательным или не обязательным. Обязательность означает что атрибут не может принимать не определенных значений. Атрибут может быть описательный (то есть обычным де скриптором, либо входить в состав уникального идентификатора (первичного ключа)).

Уникальный идентификатор

Это атрибут или совокупность атрибутов или связей для идентификации каждого экземпляра данного типа сущностей, атрибуты изображаются списком, каждая сущность должна иметь хотя бы один возможный ключ. Возможный ключ сущности это один или несколько атрибутов чьи значения однозначно определяют каждый экземпляр сущности, если таких ключей несколько, один из них обозначается как первичный. Возможны дополнительный конструкции.

1)под типы и супер типы – одна сущность является обобщающим понятием для группы подобных сущностей.

2)взаимоисключающий ключ – ккаждый экземпляр сущности участвует только в одной связи из группы взаимо искключающих связей.

3)рекурсивная связь – сущность может связана сама с собой.

Основные понятия IDEF 11

В этой методологии сущность является независимой от идентификатора, если каждый экземпляр сущности может быть определен без определения отношений с другими сущностями. В противном случае, сущность зависима.

Мощность связи служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности, к числу экземпляров до черней.

Процесс нормализации сводится к последовательному приведению структуры данных к нормальным формам известны 6 нормальных форм.

1 NF

2 NF

3 NF

4 NF

5 NF

Приведением данных к 3 нормальной форме (полная атрибутивная модель).

Нормальные формы основаны на понятие функциональной зависимости.

Функциональная зависимость FD, атрибут b, сущности е, функционально зависит от атрибута а сущности е, тогда и только тогда, когда каждое значение а в е связана с ним точно одно значение b в е, то есть а однозначно определяет b.

Полная функциональная зависимость, атрибут b сущности е полностью функционально зависит от ряда атрибутов а, сущности е, тогда и только тогда когда и функционально зависит от а, и не зависит ни от какого порядка а.

Нормальная форма

Сущность находится в первой нормальной форме, когда все атрибуты содержат атумарные значения. Среди атрибутов не должно встречаться повторяющихся групп, несколько значений для каждого экземпляра и не должно быть хранения в одном атрибуте разных по смыслу значений.

Для приведения сущности к первой нормальной форме, делают следующее:

1)разделяют сложные атрибуты на атомарные.

2)создают новую сущность

3)переносят в эту сущность все повторяющиеся атрибуты

4)выбирают возможный ключ или создают новый ключ.

5)устанавливают идентифицирующую связь от прежней сущности к новой.

Нормальная форма

Сущность находится во второй нормальной форме, если она находится в первой нормальной форме и каждый не ключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа.

Вторая нормальная форма имеет смысл только для сущностей имеющих сложный первичный ключ. Для приведения сущностей ко 2 нормальной форме, выполняют следующее:

1)выделяют атрибуты, которые зависят только от части первичного ключа, создают новую сущность.

2)помещают атрибуты, зависящие от части ключа в их собственную (новую) сущность.

3)устанавливают идентифицирующую связь от прежней сущности к новой.

Вторая нормальная форма позволяет избежать аномалий при выполнении операций

UPDATE

INSERT

DELETE

Нормальная форма

Сущность находится в 3 нормальной форме если она находится во 2 нормальной форме, и ни какой не ключевой атрибут не зависит от другого не ключевого атрибута.

Не должно быть взаимозависимости между не ключевыми атрибутами.

Для приведения сущностей к 3 нормальной форме выполняют следующее.

1)создают новую сущность и переносят в нее атрибуты с одной и той же зависимостью от не ключевого атрибута.

2)используют атрибут определяющий эту зависимость в качестве первичного ключа новой сущности.

3)устанавливают идентифицирующую связь от новой сущности к старой.

В 3 нормальной форме каждый атрибут сущности зависит от ключа, от всего ключа целиком и не от чего другого.

Нормальная форма

Требует отсутствия многозначных зависимостей между атрибутами.