Методика разработки функциональных моделей в среде IDEF0

Правила построения диаграмм

 

1. Должна быть одна контекстная диаграмма А-0.

2. Блоки на диаграмме декомпозиции должны располагаться по диагонали от верхнего левого угла до нижнего правого.

3. Диаграмма декомпозиции должна содержать от трех до шести блоков (оптимальное количество).

4. Блоки нумеруются от верхнего к нижнему, номер проставляется в правом нижнем углу. Если блоки расположены не по диагонали, то они нумеруются после диагональных с нижнего правого блока против часовой стрелки.

5. Каждый родительский блок должен иметь ссылку на дочернюю диаграмму, ссылка помещается под правым нижним углом блока.

6. блоки всегда должны иметь хотя бы одну управляющую стрелку и одну выходную стрелку, но могут не иметь входных стрелок.

7. Если одни и те же данные служат и для управления, и для входа, вычерчивается только стрелка управления, что уменьшает сложность диаграммы.

8. Можно выполнять слияние и разветвление стрелок, если они имеют сходный смысл.

9. Каждая диаграмма имеет узловой номер. Контекстная – А-0, первая дочерняя – тоже А-0, следующие – А1, А2, А3, … ,А6; далее – А11, А12, … и т.д.

 

 

6.12.1. Общие положения

 

Любая функция преобразует входы в выходы под действием управлений при помощи механизмов.

Преобразованию могут подвергаться материальные и информационные объекты, образующие соответствующие потоки.

Информация, которая участвует в преобразовании, может быть разделена на три группы:

- ограничительная информация;

- описательная информация;

- управляющая информация.

Ограничительная информация – сведения о том, чего нельзя делать: всегда или в рамках одной функции.

Например: законы, подзаконные акты, стандарты, положения, регламенты, технические требования, условия и т.п.

Описательная информация – сведения об атрибутах объекта (потока) преобразуемого функцией. Эта информация содержится в чертежах, описаниях, документах и сама может быть преобразована в результате выполнения функции.

Управляющая информация – сведения о том, как, при каких условиях и по каким правилам следует выполнять функцию. Содержится в инструкциях, руководствах, документах, определяющих функцию.

Взаимодействие перечисленных понятий представлено на рис. 6.12.

 

Основные понятия

Рис. 6.12

 

Материальный поток и информационный поток везде, где это не вызывает недоразумений, можно изображать одной стрелкой.

 

6.12.2. Классификация видов функций

 

По уровню декомпозиции можно выделить следующие виды функций:

· деятельность;

· процесс;

· операция;

· действие;

· субдеятельность;

· подпроцесс.

Для всех функций:

· части функций могут выполняться последовательно или/и параллельно;

· все функции потребляют финансовые, энергетические, трудовые и материальные ресурсы;

· на вход любой функции поступают материальные и информационные потоки, которые преобразуются в материальные и информационные потоки с другими свойствами на выходе.

Деятельность (дело, бизнес) – совокупность процессов. Деятельность осуществляется в соответствии с определенной целью, которая может меняться. На деятельность накладывает ограничения внешняя среда.

Процесс (бизнес-процесс) – совокупность операций. Управляющие воздействия для процесса – директивы, вырабатываемые на основе цели деятельности. Ограничения для процесса – ограничения внешней среды и ограничения со стороны других процессов.

Операция (бизнес-операция) – совокупность действий. Операция выполняется в соответствии с директивой, являющейся частью директивы на выполнение процесса. Ограничения для действий – ограничения внешней среды и ограничения со стороны других операций.

Действие – преобразование какого-либо свойства материального или информационного объекта в другое свойство. Действие выполняется в соответствии с командой, являющейся частью директивы на выполнение операции, с соблюдением ограничений, накладываемых на операцию.

Субдеятельность – совокупность нескольких процессов в составе деятельности, объединенных некоторой подцелью основной цели.

Подпроцесс – группа операций в составе процесса, объединенных технологически или организационно.

Перечисленные виды функций соответствуют возможным уровням декомпозиции на IDEF0-диаграммах.

По степени участия в достижении основной цели деятельности функции можно разделить на:

· основные;

· вспомогательные.

Основная функция непосредственно участвует в достижении цели, например, в получении прибыли.

Вспомогательные функции не создают конечного продукта деятельности и, следовательно, прибыли. Пример вспомогательного процесса приведен на рис. 6.13.

 

Вспомогательный процесс

Рис. 6.13

 

 

6.12.3. Классификация механизмов

 

Механизмы можно разделить на следующие виды:

· организационно-техническая система;

· организационно-техническая подсистема;

· организационно-технический комплекс (модуль);

· организационно-технический блок.

Организационно-техническая система – организационная структура, персонал и комплекс технических средств, необходимых для осуществления деятельности.

Организационно-техническая подсистема – часть организационно-технической системы, обеспечивающая протекание процесса (субдеятельности).

Организационно-технический комплекс – часть организационно-технической подсистемы, предназначенная для выполнения операции.

Организационно-технический блок – часть организационно-технического комплекса, обеспечивающая выполнение действия.

При правильном построении функциональной модели деятельности, когда блоки диаграмм связываются с объектами организационно-технической структуры, происходит формирование такой организационно-технической структуры, которая наилучшим образом реализует деятельность. Организационно-техническая структура становится результатом функционального моделирования.

 

6.12.4. Классификация управляющих воздействий

 

Управление – это разновидность функций, которая определяет условия правильного функционирования блока.

Для управления возможна следующая классификация:

· управление деятельностью;

· управление процессом;

· управление операцией.

Управление деятельностью – процесс, состоящий, как минимум, из следующих операций:

· формулирование целей деятельности;

· оценка ресурсов, "сколько надо и сколько есть";

· сбор информации о состоянии деятельности и условиях ее протекания;

· выработка и принятие решений (распределение ресурсов, оформление решений);

· реализация решений и контроль исполнения;

· корректировка ранее сформулированных целей.

Управление процессом – операция, состоящая, как минимум, из следующих действий:

· анализ директивы на управление процессом, ее декомпозиция на директивы управления операциями;

· сбор информации о выполнении операций, ее обобщение и формирование сведений о состоянии процесса; передача данных в подсистему управления деятельностью;

· анализ информации и выработка локальных решений, направленных на устранение отклонений;

· корректировка директив на выполнение операций процесса.

Управление операцией – действие, состоящее в выработке на основании директивы на управление операцией, например, следующих команд:

· на управление действиями;

· на выполнение команд;

· по оценке результатов выполнения;

· по передаче необходимой информации в комплекс управления процессом;

· по корректировке команд.

Блоки управления должны присутствовать на каждой IDEF0-диаграмме. Через них осуществляются управляющие воздействия на остальные блоки диаграммы.

Стрелки, исходящие из блока управления описывают централизованную схему управления (управление по вертикали). Если выход одного из блоков, не являющегося блоком управления, используется как вход по управлению для другого, то это отображает децентрализованное управление (по горизонтали).

 

6.12.5. Типизация функциональных моделей

 

Для повышения эффективности работы разработчиков функциональных моделей можно использовать типовые диаграммы для некоторых предметных областей.

 

6.12.6. Выводы по методологии функционального моделирования

 

Совокупность схем (IDEF0-диаграмм) образует модель системы. Эта модель носит качественный, описательный, декларативный характер. Она принципиально не может ответить на вопросы о том, как протекают процессы во времени и в пространстве, каковы их характеристики, и в какой мере удовлетворяются требования, предъявляемые к системе. Все эти вопросы с неизбежностью возникают после того, как достигнут нижний уровень декомпозиции.

В этом случае рекомендуется переходить к другим моделям – математическим, имитационным моделям и др.

По терминологии, принятой в исследовании операций, IDEF0 – модели относятся к классу концептуальных. Концептуальные модели являются основой построения математических моделей.

Для моделирования динамических процессов в зарубежной практике используется методология IDEF2, которая не стандартизована в нашей стране.


Учебники к курсу

 

  1. Грекул В.И., Денищенко Г.Н., Коровкина Н.Л. Проектирование информационных систем Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2008.
  2. Данилин А., Слюсаренко А. Архитектура и стратегия. "Инь" и "янь" информационных технологий Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2005.

 

Список литературы

 

  1. Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем М: «Финансы и статистика», 2000.
  2. Проектирование информационных систем М: «КомпьютерПресс», №9, 2001.
  3. Колтунова Е. Требования к информационной системе и модели жизненного цикла.
  4. Автоматизированные Системы Стадии создания. ГОСТ 34.601-90. Комплекс стандартов на автоматизированные системы ИПК издательство стандартов. 1997.
  5. ISO/IEC 12207:1995.
  6. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя: Пер. с англ. М.: ДМК, 2000.
  7. Thiele D. Life cycle management using life cycle process standards. Abstract.
  8. Козленко Л. Проектирование информационных систем.
  9. Clegg, Dai and Richard Barker Case Method Fast-track: A RAD Approach Adison-Wesley, 1994.
  10. Смирнова Г.Н., Сорокин А.А., Тельнов Ю.Ф. Проектирование экономических информационных систем М.: Финансы и статистика, 2002.
  11. Построение и совершенствование систем управления.
  12. Елиферов В.Г., Репин В.В. Бизнес-процессы: регламентация и управление М.: ИНФРА-М, 2004.
  13. Основы организационного бизнеса (01.2002, Эмитент. Существенные факторы, события, действия).
  14. Кондратьев В.В., Краснова В.Б. Модульная программа для менеджеров. Реструктуризация управления компанией М.: Инфра-М, 2000.
  15. Калянов Г.Н. Теория и практика реорганизации бизнес-процессов М.: СИНТЕГ, 2000.
  16. Калянов Г.Н. Структурный системный анализ М.: Лори, 1996.
  17. Калянов Г.Н. Структурный системный анализ М.: Лори, 1997.
  18. Марка Д.А., МакГоуэн К. SADT — методология структурного анализа и проектирования М.: Метатехнология, 1993.
  19. Маклаков С.В. Создание информационных систем с AllFusion Modelling Suite М.: Диалог-МИФИ, 2003.
  20. Черемных С.В., Ручкин В.С., Семенов И.О. Структурный анализ систем. IDEF-технологии М.: Финансы и статистика, 2001.
  21. Смирнова Г.Н.,Сорокин А.А., Тельнов Ю.Ф. Проектирование экономических информационных систем. Учебник М.: «Финансы и статистика», 2002.
  22. ГОСТ 6.01.1-87 Единая система классификации и кодирования технико-экономической информации М.: Изд. стандартов, 1987.
  23. Маклаков С.В. Создание информационных систем с AllFusion Modelling Suite М.: Диалог-МИФИ, 2003.
  24. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения М.: Конкорд, 1992.
  25. Нейбург Э. Д., Максимчук Р.А. Проектирование баз данных с помощью UML М.: Издательский дом «Вильямс», 2002.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Постановка задачи

 

Постановка задачи – это описание задачи по определенным правилам, которое дает исчерпывающее представление о ее сущности, логике преобразования информации для получения результат. На основе постановки задачи программист должен представить логику ее решения и рекомендовать стандартные программные средства, пригодные для ее реализации.

Постановка задачи выполняется в соответствии со следующим планом:

Организационно-экономическая сущность задачи:

- наименование задачи, место ее решения;

- цель решения;

- назначение (для каких объектов подразделений и пользователей предназначена);

- периодичность решения и требования к срокам решения;

- источники и способы поступления данных;

- потребители результатной информации и способы ее отправки;

- информационная связь с другими задачами.

Описание исходной (входной) информации:

- перечень исходной информации;

- формы представления (документ) по каждой позиции перечня; примеры заполнения документов;

- количество документов (информации) в единицу времени, количество строк в документе (массиве);

- описание структурных единиц информации (каждого элемента данных, реквизита);

- точное и полное наименование, идентификатор, максимальная разрядность в знаках;

- способы контроля исходных данных:

- контроль разрядности реквизита;

- контроль интервала значений реквизита;

- контроль соответствия списку значений;

- балансовый или расчетный метод контроля количественных значений реквизитов;

- метод контроля с помощью контрольных сумм и любые другие возможные способы контроля.

Описание используемой условно-постоянной информации:

- перечень условно-постоянной информации (классификаторов, справочников, таблиц, списков с указанием их полных наименование);

- формы представления;

- описание структурных единиц информации (по аналогии с исходными записями);

- способы взаимодействия с переменной информацией.

Описание результатной (выходной) информации:

- перечень результатной информации;

- формы представления (печатная сводка, видеограмма, машинный носитель и его макет и т.д.);

- периодичность и сроки представления;

- количество документов (информации) в единицу времени, количество строк в документе (массиве);

- перечень пользователей результатной информацией (подразделение и персонал);

- перечень регламентной и запросной информации;

- описание структурных единиц информации (каждого элемента данных, реквизита) по аналогии с исходными данными;

- способы контроля результатной информации:

- контроль разрядности;

- контроль интервала значений реквизита;

- контроль соответствия списку значений;

- балансовый или расчетный метод контроля отдельных показателей;

- метод контроля с помощью контрольных сумм и любые другие возможные способы контроля.

Примечание. Для каждого вида входной и выходной информации дается описание всех элементов информации, участвующих в автоматизированной обработке. Описание строится в виде таблицы, в которой присутствуют: наименование элемента информации (реквизита), его идентификатор и максимальная разрядность.

Наименование реквизита должно соответствовать документу или вытекать из него.

Идентификатор - условное обозначение, с помощью которого можно оперировать значением реквизита, сокращенное наименование реквизита.

Разрядность реквизита указывается количеством знаков (алфавитных, цифровых и алфавитно-цифровых).

Описание алгоритма решения задачи (последовательности действий и логики решения задачи):

- описание способов формирования результатной информации с указанием последовательности выполнения логических и арифметических действий;

- описание связей между частями, операциями, формулами алгоритма;

- требования к порядку расположения (сортировке) ключевых (главных) признаков в выходных документах, видеограммах, например по возрастанию значений табельных номеров;

- алгоритм должен учитывать общий и все частные случаи решения задачи.

Примечание. При описании алгоритма следует использовать условные обозначения (идентификаторы) реквизитов, присвоенные при описании исходной и результатной информации; допускается текстовое описание алгоритма. Необходимо предусмотреть контроль вычислений на отдельных этапах, операциях выполнения алгоритма. При этом указываются контрольные соотношения, которые позволяют выявить ошибки.


ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
Инструментальная среда BPwin

 

BPwin имеет достаточно простой и интуитивно понятный интерфейс пользователя. При запуске BPwin по умолчанию появляется основная панель инструментов, палитра инструментов (вид которой зависит от выбранной нотации) и, в левой части, навигатор модели — Model Explorer (рис. П2.1).

При создании новой модели возникает диалог, в котором следует указать, будет ли создана модель заново или она будет открыта из файла либо из репозитория ModelMart, затем внести имя модели и выбрать методологию, в которой будет построена модель (рис. П2.2).

Как было указано выше, BPwin поддерживает три методологии — IDEF0, IDEF3 и DFD, каждая из которых решает свои специфические задачи. В BPwin возможно построение смешанных моделей, т. е. модель может содержать одновременно диаграммы как IDEF0, так и IDEF3 и DFD. Состав палитры инструментов изменяется автоматически, когда происходит переключение с одной нотации на другую.

Рис. П2.1. Интегрированная среда разработки модели BPwin

 

Рис. П2.2. Диалог создания модели

 

Модель в BPwin рассматривается как совокупность работ, каждая из которых оперирует с некоторым набором данных. Работа изображается в виде прямоугольников, данные — в виде стрелок. Если щелкнуть по любому объекту модели левой кнопкой мыши, появляется контекстное меню, каждый пункт которого соответствует редактору какого-либо свойства объекта.