Лабораторная работа №1. Структурный системный анализ информационной системы. Разработка Диаграмм потоков данных.

Цель работы

Целью работы является изучение этапа системного анализа и создания диаграмм потоков данных.

Формулировка задания на Лабораторную работу №1:

1. Построить контекстную диаграмму для заданной информационной системы (0 уровень).

2. Осуществить декомпозицию процесса 0 уровня (построить ДПД 1 уровня).

3. Осуществить декомпозицию одного процесса 1 уровня (построить ДПД 2 уровня).

4. Разработать описание 5 процессов одного уровня.

5. Построить словарь данных для 5 потоков данных.

Исходные данные: Число уровней иерархии - 3

Число процессов - 15-20

Содержание отчета:

1) Титульный лист;

2) Цель работы;

3) Вариант задания;

4) Основные функции проектируемой ИС;

5) Построение диаграмм потоков данных ИС (три уровня);

6) Словарь данных (описание 5 потоков данных);

7) Выводы по работе;

8) Литература

 

НЕОБХОДИМЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Понятие “Информационная система”

 

Информационная система (ИС) — это набор данных и правил манипулирования данными (процедур обработки), созданный для ведения банков данных, аналитической и статистической обработки, подготовки отчетов, решения других задач. Современные информационные системы находят применение практически в любой сфере деятельности человека. Они реализуются на различных платформах: корпоративные системы на серверах баз данных, упрощенные модели систем и небольшие приложения на персональном компьютере (ПК). Преимущества использования ПК в информационных системах очевидны: низкая стоимость, доступность, транспортабельность. В настоящее время основной недостаток информационных систем, реализованных на персональных компьютерах—недостаточная мощность, с развитием компьютерных технологий перестал быть определяющим.

Методы и средства структурного системного анализа

Место системного структурного анализа в жизненном цикле программного обеспечения

Структурный системный анализ проводится на начальном этапе разработки программного обеспечения — при создании спецификаций требований. Анализ предусматривает сбор и систематизацию сведений о предметной области, в которой должна функционировать разрабатываемая система. В результате проведения анализа создается система формальных спецификаций, ядром которой являются диаграммы потоков данных (ДПД).

Этапы структурного системного анализа

Структурный системный анализ может быть разбит на несколько этапов:

· построение диаграмм потоков данных;

· составление словаря данных;

· определение логики процессов;

· описание накопителей данных.

 

Сущность структурного подхода:

 

ИС разбивается на подсистемы, которые делятся на функции, подфункции и т.д., пока разбиение не доходит до конкретных процедур, которые можно программировать.

 

Базовые принципы:

 

1. Разделяй и властвуй – т.е. сложная задача разбивается на более простые задачи;

2. Иерархическая упорядоченность – т.е. задача представляется в виде иерархической древовидной структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

3. Абстрагирование – т.е. при проектировании нужно отвлечься от мелких деталей.

4. Формализация – т.е. задача решается строгими формализованными методами.

5. Непротиворечивость – т.е. элементы системы должны быть согласованы между собой.

6. Структурирование данных– т.е. использование сложных структур данных.

 

Структурный подход включает:

 

1. Структурный анализ- построение моделей и диаграмм, описывающих ИС.
2. Структурное проектирование- уточнение моделей и диаграмм, разработка архитектуры ПО в виде схем программ и экранных форм интерфейса.
3. Структурное программирование- создание программ по определённым правилам с использованием базовых управляющих структур (развилка, цикл, подпрограмма и т.п.).

 

Основные средства структурного анализа:

1) DFD – Data Flow Diagram (ДПД – диаграмма потоков данных);

2) Словарь данных – описание всех потоков данных;

3) Спецификации (описания) процессов;

4) ERD - Entity Relationship Diagram (диаграмма сущность – связь);

5) STD – State Transition Diagram (Диаграмма переходов состояний).

 

 

 

Контекстная диаграмма

(диаграмма нулевого уровня)

 

ДПД

первого уровня

 

Этапы структурного анализа

1. Построение контекстной диаграммы (КД).

На КД ИС изображается одним процессом, обозначаются его входы и выходы, источники и приёмники информации (внешние сущности).

1. Декомпозиция контекстной диаграммы.

Процесс разбивается на множество подпроцессов, для каждого подпроцесса строится своя ДПД. Внешние связи, источники и приёмники информации сохраняются. В результате система представляется в виде древовидной иерархической диаграммы.

1. Построение словаря проекта.

Составляются перечни всех процессов, внешних сущностей. Потоков данных и хранилищ, присутствующих на диаграммах.

1. Спецификация процессов.

Для каждого процесса строится его спецификация, т.е. описание, по которому можно написать программу (алгоритм, структурограмма, псевдокод, текст на ЯВУ, таблицы решений, деревья и т.п.).

1. Составление словаря данных.

Составляется подробное описание всех потоков данных, указанных на диаграммах всех уровней.

1. Построение ERD.

Строится ERD, описывающая структуру Базы данных для проектируемой ИС.

1. Верификация (проверка правильности) модели.

Осуществляется проверка модели на полноту и совместимость.

Основные элементы ДПД

 

1. Внешняя сущность – это процесс, материальный предмет или физическое лицо, которое является источником или приёмником информации для системы.

	Е1 Название

 

Пример: клиент, поставщик, склад, банк, завод.

 

Внешняя сущность – это процесс, внутренняя организация которого нас не интересует.

 

1. Процесс – это преобразование входной информации в выходную, в соответствии с некоторым алгоритмом.

Физически процесс может быть реализован в виде программы, подразделения (отдела), аппаратно реализованного логического устройства (пример: банкомат).

 

Название процесса должно содержать глагол или существительное, раскрывающее его содержание.

Например: начисление зарплаты, запись в библиотеку, проверка пароля, оформление билета и т.п.

 

1. Поток данных – это информация, передаваемая между процессами, или между процессами и другими элементами ДПД.

 

Название

 

потока данных

 

 

Пример: электрический сигнал, документ.

Физически поток может передаваться по кабелю, по почте, на дискете и т.п.

 

1. Накопители данных (хранилища) – это абстрактные устройства или программные комплексы для хранения информации, которую можно в любой момент поместить в накопитель или извлечь из него.

 

 

 

Физически накопитель может быть: базой данных, массивом, файлом, структурой, списком, а также папкой, ящиком картотеки, коробкой и т.п..

Накопитель – это прообраз Базы данных.

 

На ДПД можно водить копии хранилищ и внешних сущностей для большей наглядности диаграмм с целью минимизации количества стрелок и их пересечений, чтобы диаграмма была легко читаемой.

 

 

Построение иерархии ДПД

 

Процесс создания иерархии диаграмм, описывающих ИС включает следующие этапы:

1. Определить назначение системы и её основные функции.

2. Построить контекстную диаграмму (ДПД «0» уровня).

3. Произвести декомпозицию процессов (построить ДПД 1,2 и т.д. уровней).

 

Х1 Х3

 

Р1

Е3

Е2

Е1

 

 

		Х2
		Р7
		Е1