Методика моделирования потоков данных

Целью методики является построение модели рассматриваемой системы в виде диаграммы потоков данных (Data Flow Diagram — DFD), обеспечивающей правильное описание выходов (результатов работы системы в виде данных) и воздействий, поступающих на вход системы (через внешние интерфейсы).

Диаграммы потоков данных являются удобным средством моделирования функциональных требований к проектируемой системе. Требования представляются в виде совокупности процессов, связанных потоками данных. Диаграммы потоков данных показывают, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, и выявляют отношения между этими процессами. DFD-диаграммы успешно используются как дополнение к модели IDEF0 для описания деятельности, документооборота и обработки информации. Основные компоненты DFD — процессы (или работы), внешние сущности, потоки данных, накопители данных (хранилища).

Потоки данных используются для описания передачи информации (или физических компонент) из одной части системы в другую. Потоки на диаграммах изображаются поименованными направленными стрелками, ориентация которых указывает направление движения информации.

Процесс (работа) формирует выходные потоки из входных в соответствии с действием, задаваемым именем процесса. Каждому процессу присваивается уникальный идентификатор для ссылок на него внутри модели.

Хранилище (накопитель) данных позволяет зафиксировать место хранения и состав данных, которые будут накапливаться в памяти между процессами. Информация, которую содержит хранилище, может использоваться в любое время после ее получения, при этом данные могут выбираться в любом порядке. Хранилищу присваивается имя, соответствующее его содержимому. В материальных системах хранилища данных изображаются там, где объекты ожидают обработки, например в очереди. В системах обработки информации хранилища данных являются механизмом, который позволяет сохранить данные для последующих процессов.

Внешняя сущность представляет собой объект, находящийся вне описываемой системы и являющийся источником или приемником данных. Одна внешняя сущность может быть использована многократно на одной или нескольких диаграммах. Обычно такой прием используют, чтобы нс рисовать слишком длинных и запутанных стрелок.

Кроме перечисленных основных элементов, в состав DFD входят словари данных и миниспецификации. Словари данных являются каталогами всех элементов данных, присутствующих в DFD. Миниспецификации описывают процессы нижнего уровня. Фактически они представляют собой алгоритмы описания элементарных задач, выполняемых процессами последнего уровня декомпозиции.

Процесс построения DFD начинается с создания контекстной диаграммы, на которой представлен моделируемый процесс и все внешние сущности, с которыми он взаимодействует. При необходимости осуществляется декомпозиция этого процесса на ряд взаимодействующих процессов. Основаниями для декомпозиции является наличие большого числа внешних сущностей, многофункциональность системы, ее распределенный характер. На следующем шаге происходит декомпозиция основного процесса на набор взаимосвязанных процессов низкого уровня, обменивающихся потоками данных. Декомпозиция завершается, когда процесс становится достаточно простым.

Для простых процессов строится миниспецификация — формальное описание алгоритма преобразования входных данных в выходные. Оно удовлетворяет следующим требованиям:

• • для каждого процесса строится одна спецификация;
• • спецификация однозначно определяет входные и выходные потоки для данного процесса;
• • не определяет способ преобразования входных потоков в выходные;
• • ссылается на имеющиеся элементы, не вводя новые;
• • по возможности использует стандартные подходы и операции.

Полученная модель должна быть проверена на полноту и непротиворечивость. Полнота диаграмм обеспечивается, если в модели нет процессов, не используемых для преобразования входных потоков в выходные. Непротиворечивость системы подтверждается выполнением наборов формальных правил: на диаграмме не может быть потока, связывающего две внешние сущности, — это взаимодействие удаляется из рассмотрения; два хранилища данных не могут непосредственно обмениваться информацией и пр.

В результате дополнения диаграмм IDEF0 диаграммами DFD и IDEF3 может быть создана смешанная модель, которая наилучшим образом описывает все стороны деятельности предприятия.

Таким образом, использование методик функционального моделирования позволяет отразить все существенные для проектирования ИС аспекты, касающиеся как деятельности предприятия, так и описания собственно ИС:

• • диаграммы IDEF0 отражают состав функций и взаимосвязи между ними;
• • диаграммы IDEF3 отражают исполнение этих функций (или алгоритмы программных приложений);
• • диаграммы DFD отражают обмен информацией при исполнении бизнес-процессов (или информационные связи между подсистемами и функциональными блоками ИС).