Проектирование информационных систем

 

 

 

Рис. 6

 

 

Р1.1 - определение мебели, которая должна быть изготовлена  в соответствии с заключенными договорами в течение определенного времени.

 

Р1.2 - определение потребности  в материалах.

 

Р1.3 - формирование заказа на приобретение материалов у конкретных поставщиков.

 

Р1.4 - распределение работ  по изготовлению мебели между исполнителями.

 

Используемые накопители:

 

D1 - каталог типовой мебели.

 

D3 - текущие заключенные  договоры.

 

D5 - имеющийся в наличии  материал и комплектующие.

 

D6 - сведения о поставщиках.

 

D7 - сведения об исполнителях.

 

На рис. 7 показана декомпозиция процесса Р2 и используемые этим процессом  накопители данных.

 

 

 

Рис. 7

 

 

Р2.1 - выбор клиентом-заказчиком мебели из каталога типовой мебели.

 

Р2.2 - заказ мебели, отсутствующей  в каталоге.

 

Р2.3 - покупка старой мебели у клиента.

 

Р2.4 - оформление договора на изготовление мебели.

 

Используемые накопители:

 

D1 - каталог типовой мебели.

 

D2 - каталог старой мебели.

 

D3 - текущие заключенные  договоры.

 

D4 - выполненные договоры.

 

На рис. 8 показана декомпозиция процесса Р3 и используемые этим процессом  накопители данных.

 

 

 

Рис. 8

 

 

Р3.1 - выбор мебели по каталогу наличия старой мебели.

 

Р3.2 - приобретение старой мебели покупателем.

 

Р3.3 - прокат старой мебели.

 

D2 - каталог имеющейся в  наличии старой мебели.

 

D8 - договора на прокат  старой мебели.

 

На рис. 9 показана декомпозиция процесса Р4 и используемые этим процессом  накопители данных.

 

 

 

Рис. 9

 

 

Р4.1 - определение мебели, подлежащей утилизации по истечении  срока хранения.

 

Р4.2 - внесение изменений в  каталог старой мебели.

 

Используемые накопители:

 

D2 - каталог имеющейся в  наличии старой мебели.

 

На рис. 10 показана декомпозиция процесса Р5 и используемые этим процессом  накопители данных.

 

 

 

Рис. 10

 

 

Р5.1 - обновление каталога типовой  мебели.

 

Р5.2 - перенос информации о  законченных договорах в накопитель выполненных договоров.

 

Используемые накопители:

 

D1 - каталог типовой мебели.

 

D3 - текущие заключенные  договоры.

 

D4 - выполненные договоры.

 

Представленные на рис. 5 - 10 варианты декомпозиции процессов  могут быть оформлены в виде набора диаграмм потоков данных, образующих очередной уровень представления DFD-модели ИС. Для этого необходимо определить и указать все потоки данных, как внешние, связанные с  находящимися за пределами конкретной диаграммы сущностями и процессами, так и между процессами внутри диаграммы.

 

Такая диаграмма декомпозиции для процесса Р2 представлена на рис. 11.

 

 

 

Рис.11

 

 

Дальнейшая декомпозиция представленных на рисунке 11 подпроцессов Р2.1 - Р2.4 в виде диаграмм вряд ли целесообразна, так как их содержание достаточно понятно и может быть описано несложными алгоритмами.

 

 

Словарь данных

 

 

Модель ИС, использующая DFD, должна также содержать словарь  данных системы. Словарь представляет собой определенным образом организованный список всех элементов данных с их точными определениями, что дает возможность различным категориям пользователей и разработчиков иметь общее понимание всех входных и выходных потоков и компонентов накопителей.

 

Определения элементов данных в словаре осуществляются следующими видами описаний:

 

·описанием значений потоков  и хранилищ, изображенных на DFD,

 

·описанием композиции агрегатов  данных, движущихся вдоль потоков, т.е. комплексных данных, которые могут  расчленяться на элементарные символы (например, АДРЕС ПОКУПАТЕЛЯ содержит ПОЧТОВЫЙ ИНДЕКС, ГОРОД, УЛИЦУ и т.д.),

 

·описанием композиции групповых  данных в хранилище.

 

Для каждого потока данных в словаре хранится имя потока, его тип и атрибуты. Относительно типа потока в словаре содержится информация, классифицирующая потоки на:

 

·простые (элементарные) или  групповые (комплексные);

 

·внутренние (существующие только внутри системы) или внешние (связывающие  систему с другими системами);

 

·потоки данных или потоки управления;

 

·непрерывные (принимающие  любые значения в пределах определенного  диапазона) или дискретные (принимающие  определенные значения).

 

Основные атрибуты потока данных включают:

 

·имена-синонимы потока данных (если они используются);

 

·определение в виде формы  Бекуса - Наура в случае группового потока;

 

·единицы измерения потока;

 

·диапазон значений для непрерывного потока;

 

·список значений и их смысл  для дискретного потока.

 

Далее в качестве примера  приведен словарь данных для диаграммы, представленной на рис. 11. В данном примере  словарь включает только основной набор  показателей, относящихся к типу потока и его атрибутам.

 

 

Имя потокаТип потокаАтрибутыКомментарийE2 ? P2.1 пожеланияПростой Внешний Данные ДискретныйБезразмерный Значения - номера мебели в каталогеВыбор заказчиком мебели из каталогаE2 ? P2.4 сведения о заказчикеКомплексный Внешний Данные ДискретныйФИО, адрес, телефон Безразмерный Значения - строкиE2 ? P2.2 описание мебелиПростой Внешний Данные ДискретныйБезразмерный Значения - строкаПроизвольный текст с описанием заказываемой мебели, отсутствующей в каталогеE2 ? P2.3 продаваемая мебельПростой Внешний Данные ДискретныйБезразмерный Значения - строкаПроизвольный текст с описанием старой мебели, покупаемой у заказчикаE5 ? P2.2 стоимость и срокиКомплексный Внешний Данные НепрерывныйРазмерный: Рубли для стоимости Дата для срокаСтоимость индивидуального заказа и срок изготовления мебелиE5 ? P2.3 стоимостьПростой Внешний Данные НепрерывныйРазмерный: Рубли для стоимости Цена, по которой старая мебель приобретается у заказчикаE5 ? P2.4 служебная информацияКомплексный Внешний Данные и управляющая информация НепрерывныйБезразмерный Значения числовые и строкиТип договора Процент скидки Учет стоимости старой мебели срок выполнения заказаD1 ? P2.1 типовая мебельКомплексный Внутренний Данные ДискретныйБезразмерный Значения - строкиОписание мебели из каталогаP2.4 ? D3 заключенные договорыКомплексный Внутренний Данные ДискретныйБезразмерный Значения - коды заказчика и мебели Размерный: Стоимость рубли Срок выполнения датаИнформация о заключенных договорахD4 ? P2.4 скидкаПростой Внутренний Данные НепрерывныйРазмерность: РублиСуммарная стоимость ранее выполненных договоров данного заказчикаP2.1 ? P2.4 выбранная мебельКомплексный Внутренний Данные ДискретныйБезразмерный Значения - числа Размерный: РублиКод выбранной мебели из каталога и ее стоимостьP2.2 ? P2.4 описание заказаПростой Внутренний Данные ДискретныйБезразмерный Значения - строкиОписание мебели, изготавливаемой по инд. заказуP2.3? D2 приобретенная мебельКомплексный Внутренний Данные НепрерывныйБезразмерный Значения - строки Размерный: Стоимость Рубли Срок списания датаИнформация о старой мебели, приобретенной у заказчиковP2.3 ? P2.4 стоимость мебелиПростой Внутренний Данные НепрерывныйРазмерный: Стоимость Рубли Стоимость старой мебели, учитываемая в стоимости заказа

 

Миниспецификации

 

 

Алгоритмические описания процессов, представленных на последнем уровне декомпозиции, в DFD-модели называются миниспецификациями. Их назначение - обеспечить разработчика системы информацией, достаточной для понимания логики процесса и реализации алгоритмов процессов, описанных миниспецификациями, в виде программных модулей и процедур.модель не предписывает какой-либо специальной обязательной формы для представления миниспецификаций. Одно из требований (и одновременно признак того, что дальнейшая декомпозиция процесса не нужна) - текст миниспецификации процесса должен быть объемом не более 20-30 строк, а соответствующий язык может варьироваться от структурированного естественного языка или псевдокода до визуальных языков проектирования.

 

Миниспецификация должна содержать номер и/или имя процесса, списки входных и выходных данных и тело (описание) процесса, являющееся спецификацией алгоритма или операции, трансформирующей входные потоки данных в выходные.

 

Независимо от используемой нотации спецификация процесса должна начинаться с ключевого слова (например, @СПЕЦПРОЦ). Требуемые входные и  выходные данные должны быть специфицированы  следующим образом:

 

@ВХОД = <имя символа данных>

 

@ВЫХОД = <имя символа  данных>

 

@ВХОДВЫХОД = <имя символа  данных>,

 

где <имя символа данных> - соответствующее имя из словаря  данных.

 

Иногда в миниспецификации задаются пред- и постусловия выполнения данного процесса. В предусловии записываются объекты, значения которых должны быть истинны перед началом выполнения процесса, что обеспечивает определенные гарантии безопасности для пользователя. Аналогично, в случае наличия постусловия гарантируется, что значения всех входящих в него объектов будут истинны при завершении процесса.

 

При описании миниспецификаций на структурированном естественном языке могут быть использованы:

 

·глаголы, ориентированные  на действие и применяемые к объектам;

 

·термины, определенные на любой  стадии проектирования (например, задачи, процедуры, символы данных и т.п.);

 

·предлоги и союзы, используемые в логических отношениях;

 

·общеупотребительные математические, физические и технические термины;

 

·формулы, таблицы, диаграммы, графы и т.п.;

 

·комментарии.

 

К управляющим структурам относятся:

 

последовательная конструкция:

 

ВЫПОЛНИТЬ функция1

 

ВЫПОЛНИТЬ функция2

 

конструкция выбора:

 

ЕСЛИ <условие> ТО

 

ВЫПОЛНИТЬ функция1

 

ИНАЧЕ

 

ВЫПОЛНИТЬ функция2

 

КОНЕЦЕСЛИ

 

итерация:

 

ДЛЯ <условие>

 

ВЫПОЛНИТЬ функция

 

КОНЕЦДЛЯ

 

или

 

ПОКА <условие>

 

ВЫПОЛНИТЬ функция

 

КОНЕЦПОКА

 

В качестве примеров приведем варианты миниспецификаций процессов Р2.1 «Выбор заказчиком типовой мебели из каталога» и P2.3 «Покупка мебели у заказчика»..

 

Пример 1.

 

@P2.1_выбор_по_каталогу

 

@ВХОД = пожелания// номер мебели  в каталоге

 

@ВЫХОД = выбранная мебель// номер мебели и ее стоимость

 

ВЫПОЛНИТЬ открыть окно формы  с каталогом мебели

 

ВЫПОЛНИТЬ зафиксировать  выбор заказчика

 

ЕСЛИ выбор подтвержден  ТО

 

ВЫПОЛНИТЬ передать номера мебели и ее стоимость процессу P2.2

 

ИНАЧЕ

 

ВЫПОЛНИТЬ отменить выбор  заказчика 

 

КОНЕЦЕСЛИ

 

ВЫПОЛНИТЬ закрыть окно формы  с каталогом

 

Пример 2.

 

@P2.3_покупка_старой_мебели

 

ПРЕДУСЛОВИЕ заказчик оформляет  договор на изготовление мебели

 

@ВХОД = продаваемая мебель//описание  старой мебели,

 

покупаемой у заказчика

 

@ВХОД = стоимость//стоимость,

 

назначаемая персоналом

 

@ВЫХОД = приобретенная  мебель// описание старой мебели, приобретенной у заказчика

 

@ВЫХОД = стоимость мебели//стоимость,

 

согласованная с заказчиком

 

ВЫПОЛНИТЬ открыть окно формы  диалога с заказчиком

 

ВЫПОЛНИТЬ получить описание старой мебели, предлагаемой

 

заказчиком

 

ВЫПОЛНИТЬ предложить стоимость

 

ЕСЛИ стоимость согласована  ТО

 

ВЫПОЛНИТЬ передать описание старой мебели, приобретенной

 

у заказчика в накопитель D2

 

ВЫПОЛНИТЬ передать стоимость  старой мебели, приобретенной

 

у заказчика процессу P2.4

 

КОНЕЦЕСЛИ

 

ВЫПОЛНИТЬ закрыть окно формы  диалога с заказчиком

 

 

Информационное моделирование  ИС

 

 

Информационная модель предметной области (и информационной системы) разрабатывается с целью получения  концептуальной схемы базы данных в  форме одной модели или нескольких локальных моделей, которые относительно легко могут быть реализованы  далее в рамках какой-либо реляционной  СУБД или другой инструментальной системы, поддерживающей реляционную модель данных.

 

 

Модель сущность - связь

 

 

Наиболее распространенным средством моделирования данных являются диаграммы сущность - связь (ERD Entity - Relationship Diagrams). Основное назначение ERD - семантическое описание предметной области и представление информации для выбора структур данных на этапе логического проектирования. Модель сущность - связь строится с использованием трех конструктивных элементов: сущность, атрибут и связь. С их помощью определяются важные для предметной области информационные объекты (сущности), их свойства (атрибуты) и отношения друг с другом (связи).

 

Сущность (Entity) - это некоторая абстракция (модель) реально существующего либо воображаемого объекта, процесса или явления, имеющего существенное значение для рассматриваемой предметной области, информация о котором подлежит хранению. С сущностью связаны понятия: тип - набор однородных предметов, явлений, выступающий как единое целое, и экземпляр - конкретный элемент набора данного типа. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности.

 

Связь (Relationship) - средство для представления отношений между сущностями. Каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели. Семантически отношения могут объединять любое количество сущностей, но в ERD-модели используются только бинарные связи, которыми моделируются любые n-арные отношения. Различают связи трех типов - один-к-одному (когда существует взаимно однозначное соответствие экземпляров двух сущностей); один-ко-многим (когда соответствие однозначно со стороны одной из сущностей); многие-ко-многим (когда это соответствие многозначно).

 

Атрибут (attribute) - это поименованная характеристика сущности, являющаяся средством для описания ее свойств, значимых для рассматриваемой предметной области (т.е. средством для моделирования свойств объекта). (Пример: сущность - книга, а автор, название, издательство, год издания, тираж - атрибуты этой сущности.) Атрибут предназначен для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности.

 

Атрибут представляет тип  характеристик или свойств, ассоциированных  с множеством реальных или абстрактных  объектов (людей, мест, событий, состояний, идей, предметов и т.д.). Экземпляр  атрибута - это определенная характеристика отдельного элемента множества экземпляров  сущности, которой принадлежит атрибут. Атрибут может быть либо обязательным, либо необязательным. Обязательность означает, что атрибут не может  принимать неопределенных значений.

 

Для идентификации конкретных экземпляров сущностей, принадлежащих  некоторому типу, используются специальные  атрибуты или наборы атрибутов, называемые ключом. Каждая сущность должна обладать хотя бы одним возможным ключом. Возможный ключ сущности - это один или несколько атрибутов, чьи  значения однозначно определяют каждый экземпляр сущности. При существовании  нескольких возможных ключей один из них выбирается в качестве первичного ключа, а остальные рассматриваются  как альтернативные ключи.

 

На рис.12 представлена основная часть информационной модели для  рассматриваемого в пособии примера  в виде диаграммы сущность - связь. Сущностям этой ER-диаграммы соответствуют  накопители и внешние сущности ранее  представленных DF-диаграмм. Основным типом  связи на этой диаграмме является связь один-ко-многим (за исключением связи «Текущий договор-Материалы» типа многие-ко-многим).