Лекция: Логическая модель АИТ.
Логический уровень представляется комплексом взаимосвязанных моделей, формализующих информационные процессы при технологических преобразованиях информации и данных.
На основе модели предметной области создается общая модель управления, а из нее вытекают модели решаемых задач. Так как в основе решаемых задач в ИТ — различные информационные процессы (ИП), то на передний план выходит модель организации ИП, призванная на логическом уровне увязать эти процессы при решении задач управления.
Модель обработки данных включает в себя формализованное описание процедур организации вычислительного процесса, преобразования данных и отображения данных. Под организацией вычислительного процесса понимается управление ресурсами компьютера. Комплексы алгоритмов, с помощью которых эта процедура формализуется и программ получили название ОС. Процедуры преобразования данныхна логическом уровне представляют собой алгоритмы и программы обработки данных и их структур. Сюда включаются стандартные процедуры: сортировка, поиск, создание и преобразование статистических и динамических структур данных, а также нестандартные процедуры. Моделями процедур отображения данных являются компьютерные программы преобразования данных, представленных машинными кодами, в воспринимаемую человеком информацию, несущую в себе смысловое содержание.
Модель обмена данными включает в себя формальное описание процедур, выполняемых в вычислительной сети: передачи, маршрутизации, коммутации. Эти процедуры составляют информационный процесс обмена. Передача данных основывается на моделях кодирования, модуляции, каналов связи. На основе моделей обмена производится синтез системы обмена данными, при котором оптимизируются топология и структура вычислительной сети, метод коммутации, протоколы и процедуры доступа, адресации и маршрутизации.
Модель накопления данных. Процесс перехода от информационного уровня к физическому отличается трехуровневой системой моделей представления информационной базы: концептуальной (описывает информационное содержание предлагаемой области), логической (формализованное описание структуры и взаимосвязи элементов информации) и физической (описывает методы размещения данных и доступа к ним на машинных носителях информации) схем.
Модель представления знаний позволит проектировщику АИТ в автоматизированном режиме формировать из фрагментов модель предметной области, а также модели решаемых задач. Сейчас практически используются такие модели, как логические, алгоритмические, фреймовые, семантические и интегральные. Взаимная увязка базовых информационных процессов, их синхронизация на логическом уровне осуществляются через модель управления данными — это управление процессами обработки, обмена и накопления. Управление процессом обработки данных означает управление организацией вычислительного процесса, преобразованиями и отображениями данных. При управлении процессом обмена управлению подлежат процедуры маршрутизации и коммутации в вычислительной сети, а также передачи сообщений по каналам связи. Управление данными в процессе накопления означает организацию физического хранения данных в базе и ее актуализацию. Кроме того, должны быть подчинены управлению процедуры поиска, группировок, выборок и т.п.
Методологии функционально-ориентированного проектирования ЭИС. Методология IDEF0. Основные понятия. Этапы процесса построения модели IDEF0.Диаграммы IDEF0. Объекты диаграмм
В основу методологии положен принцип функциональной декомпозиции. Структура системы описывается в терминах иерархии функций системы и передачи информации между отдельными функциональными элементами.
Структурные методологии основаны на использовании принципов и методов структурного системного анализа (ССА) и проектирования. Структурный анализ — метод исследования системы, который начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней.
Принципы структурного анализа: абстрагирование (выделение более существенных признаков), формализация (строгое соблюдение подхода), концептуальная общность (следование единой философии), полнота, непротиворечивость, логическая независимость (обеспечение независимости от физического проектирования), структурирование данных, доступ конечного пользователя.
Среди методов функционально-ориентированного проектирования можно выделить: IDEF0 — диаграммы функционального моделирования, DFD — диаграммы потоков данных совместно со словарями данных и спецификациями процессов, ERD — диаграммы «сущность-связь», STD — диаграммы переходов состояний.
Наиболее удобным языком моделирования бизнес-процессов является IDEF0. Методология отражает такие характеристики как управление, обратная связь, исполнители, необходимые для представления различных систем.
Под моделью в IDEF0 понимают описание системы (текстовое и графическое), которое должно дать ответ на некоторые заранее определенные вопросы.
Этапы построения модели IDEF: подготовительный (определение контекста), определение данных для построения модели, построение IDEF-диаграмм.
1-ый этап — определение субъекта моделирования (что является компонентами системы, а что внешними воздействиями), цели и точки зрения на модель. IDEF0-модель предполагает наличие четко сформулированной цели, единственного субъекта моделирования и одной точки зрения.
2-ой этап — сбор информации о системе (внутренняя документация, наблюдение, анкетирование, опросы экспертов, использование собственного опыта и др.), выбор варианта декомпозиции (принцип выделения функциональных подсистем) и определение состава функций (построение дерева функций системы со степенью детализации, соответствующей цели моделирования).
3-ий этап — процесс начинается после определения основных потоков данных и функций модели.
Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Модель может содержать четыре типа диаграмм: контекстную диаграмму, диаграммы декомпозиции, диаграммы дерева узлов, диаграммы только для экспозиции.
Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой.
После описания системы проводится разбиение ее на крупные фрагменты. Этот процесс называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие и так далее, до достижения нужного уровня подробности описания.
Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи между работами. Диаграмм деревьев узлов может быть в модели много. Диаграммы для экспозиции строятся для иллюстрации отдельных фрагментов модели, для иллюстрации альтернативной точки зрения, либо для специальных целей.
Основными объектами IDEF-диаграмм являются работы и стрелки, которые отражают взаимодействие и связи между ними.
Работы обозначают поименованные процессы, функции или задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты. Работы изображаются в виде прямоугольников (блоков). Работы на диаграммах декомпозиции обычно располагаются по диагонали от левого верхнего угла к правому нижнему. Такой порядок называется порядком доминирования. Каждая из работ на диаграмме декомпозиции может быть в свою очередь декомпозирована.
Стрелки представляют собой некоторую информацию. Виды стрелок:
— вход (информация, используемая или преобразуемая работой для получения результата (выхода)). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа. Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань работы;
— управление — правила, стратегии, процедуры или стандарты, которыми руководствуется работа. Стрелка управления рисуется как входящая в верхнюю грань работы;
— выход — материал или информация, которые производятся работой. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода. Стрелка выхода рисуется как исходящая из правой грани работы.
— механизм — ресурсы, которые выполняют работу. Стрелка механизма рисуется как входящая в нижнюю грань работы.
— вызов — специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Стрелка вызова рисуется как исходящая из нижней грани работы.
Стрелки на контекстной диаграмме служат для описания взаимодействия системы с окружающим миром. Они могут начинаться у границы диаграммы и заканчиваться у работы, или наоборот. Такие стрелки называются граничными. Для связи работ между собой используются внутренние стрелки, т. е. стрелки, которые не касаются границы диаграммы, начинаются у одной и кончаются у другой работы.
В IDEF0 различают пять типов связей работ.
— связь по входу(стрелка выхода вышестоящей работы направляется на вход нижестоящей);
— связьпо управлению (выход вышестоящей работы направляется на управление нижестоящей);
— обратная связь по входу (выход нижестоящей работы направляется на вход вышестоящей);
— обратная связь по управлению (выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей);
— связь выход-механизм (выход одной работы направляется на механизм другой).