Теоретичні відомості про методологію idef0

 

Постійне ускладнення виробничо-технічних та організаційно-економічних систем - фірм, підприємств, виробництв, та ін суб'єктів виробничо-господарської діяльності - і необхідність їх аналізу з метою вдосконалення функціонування і підвищення ефективності обумовлюють необхідність застосування спеціальних засобів опису та аналізу таких систем. Ця проблема набуває особливої ​​актуальності в зв'язку з появою інтегрованих комп'ютеризованих виробництв і автоматизованих підприємств.

У США ця обставина було усвідомлено ще в кінці 70-их років, коли ВПС США запропонували і реалізували Програму інтегрованої комп'ютеризації виробництва ICAM (ICAM - Integrated Computer Aided Manufacturing), спрямовану на збільшення ефективності промислових підприємств за допомогою широкого впровадження комп'ютерних (інформаційних) технологій.

Реалізація програми ICAM зажадала створення адекватних методованаліза і проектування виробничих систем і способів обміну інформацією між фахівцями, що займаються такими проблемами. Для задоволення цієї потреби в рамках програми ICAM була розроблена методологія IDEF (ICAM Definition), що дозволяє досліджувати структуру, параметри і характеристики виробничо-технічних та організаційно-економічних систем (надалі, там, де це не викликає непорозумінь - систем). Загальна методологія IDEF складається з трьох приватних методологій моделювання, заснованих на графічному представленні систем:

-         IDEF0 використовується для створення функціональної моделі, що відображає структуру і функції системи, а також потоки інформації і матеріальних об'єктів, що зв'язують ці функції;

-         IDEF1 застосовується для побудови інформаційної моделі, що відображає структуру та зміст інформаційних потоків, необхідних для підтримки функцій системи;

-         IDEF2 дозволяє побудувати динамічну модель змінних в часі поведінки функцій, інформації і ресурсів системи.

До теперішнього часу найбільшого поширення і застосування мають методології IDEF0 та IDEF1 (IDEF1X), що отримали в США статус федеральних стандартів. [1, 2].

Методологія IDEF0, особливості та прийоми застосування заснована на підході, розробленому Дугласом Т. Россом на початку 70-их років і отримав назву SADT (Structured Analysis & Design Technique - метод структурного аналізу і проектування). Основу підходу і, як наслідок, методології IDEF0, складає графічна мова опису (моделювання) систем, що володіє наступними властивостями.

 Графічний мова - повне і виразне засіб, здатний наочно представляти широкий спектр ділових, виробничих та інших процесів і операцій підприємства на будь-якому рівні деталізації;

Мова забезпечує точне і лаконічне опис модельованих об'єктів, зручність використання і інтерпретації цього опису;

Мова полегшує взаємодію та взаєморозуміння системних аналітиків, розробників і персоналу досліджуваного об'єкта (фірми, підприємства), тобто служить засобом «інформаційного спілкування» великого числа фахівців і робочих груп, зайнятих в одному проекті, в процесі обговорення, рецензування, критики та затвердження результатів;

Мова пройшов багаторічну перевірку і продемонстрував працездатність як в проектах ВПС США, так і в інших проектах, що виконувалися державними та приватними промисловими компаніями;

Мова легкий і простий у вивченні і освоєнні;

Мова може генеруватися поруч інструментальних засобів машинної графіки; відомі комерційні програмні продукти, що підтримують розробку та аналіз моделей - діаграм IDEF0, наприклад, продукт Design / IDEF 3.7 (і більш пізні версії) фірми Meta Software Corporation (США).

Перераховані властивості мови зумовили вибір методології IDEF0 в якості базового засобу аналізу і синтезу виробничо-технічних та організаційно-економічних систем, що знайшло своє відображення у згаданих федеральних стандартах США.

Методологія IDEF0 заснована на наступних концептуальних положеннях.

1.1 Модель - штучний об'єкт, що представляє собою відображення (образ) системи та її компонентів. М моделює А, якщо М відповідає на питання щодо А. Тут М - модель, А - модельований об'єкт (оригінал). Модель розробляють для розуміння, аналізу і прийняття рішень про реконструкцію (реинжиниринге) або заміни існуючої, або проектуванні нової системи. Система являє собою сукупність взаємопов'язаних і взаємодіючих частин, що виконують деяку корисну роботу. Частинами (елементами) системи можуть бути будь-які комбінації різноманітних сутностей, що включають людей, інформацію, програмне забезпечення, обладнання, вироби, сировину або енергію (енергоносії). Модель описує, що відбувається в системі, як нею управляють, які суті вона перетворює, які кошти використовує для виконання своїх функцій і що виробляє.

1.2 Блокове моделювання та його графічне представлення. Основний концептуальний принцип методології IDEF - представлення будь досліджуваної системи у вигляді набору взаємодіючих і взаємопов'язаних блоків, що відображають процеси, операції, дії (визначення - див. нижче), що відбуваються у досліджуваній системі. В IDEF0 все, що відбувається в системі та її елементах, прийнято називати функціями. Кожній функції ставиться у відповідність блок. На IDEF0-діаграми, основному документі при аналізі і проектуванні систем, блок являє собою прямокутник. Інтерфейси, за допомогою яких блок взаємодіє з іншими блоками або з зовнішньої по відношенню до моделюється системі середовищем, представляються стрілками), що входять у блок або виходять з нього. Вхідні стрілки показують, які умови повинні бути одночасно виконані, щоб функція, описувана блоком, здійснилася.

1.3 Лаконічність і точність. Документація, що описує систему, повинна бути точною і лаконічною. Багатослівні характеристики, викладені у формі традиційних текстів, незадовільні. Графічна мова дозволяє лаконічно, однозначно і точно показати всі елементи (блоки) системи і всі відносини і зв'язки між ними, виявити помилкові, зайві або дублюючі зв'язку і т.д..

1.4 Передача інформації. Засоби IDEF0 полегшують передачу інформації від одного учасника розробки моделі (окремого розробника або робочої групи) до іншого. До числа таких засобів відносяться:

-    Діаграми, засновані на простій графіці блоків і стрілок, легко читаються і            розуміються;

-      Мітки на природній мові для опису блоків і стрілок, а також глосарій і супровідний текст для уточнення сенсу елементів діаграми;

-       Послідовна декомпозиція діаграм, що будується за ієрархічним принципом, при якому на верхньому рівні відображаються основні функції, а потім відбувається їх деталізація та уточнення;

     -    Деревоподібні схеми ієрархії діаграм і блоків, що забезпечують видимість моделі в цілому і вхідних в неї деталей.

1.5 Строгість і формалізм. Розробка моделей IDEF0 вимагає дотримання ряду строгих формальних правил, що забезпечують переваги методології щодо однозначності, точності та цілісності складних багаторівневих моделей. Ці правила описуються нижче. Тут відзначається тільки основне з них: усі стадії й етапи розробки та коригування моделі повинні строго, формально документуватися з тим,

щоб при її експлуатації не виникало питань, пов'язаних з неповнотою або некоректністю документації.

1.6 ітеративного моделювання. Розробка моделі в IDEF0 являє собою покрокову, ітеративну процедуру. На кожному кроці ітерації розробник пропонує варіант моделі, який піддають обговоренню, рецензуванню та подальшого редагування, після чого цикл повторюється. Така організація роботи сприяє оптимальному використанню знань системного аналітика, володіє методологією і

технікою IDEF0, і знань фахівців - експертів в предметній області, до якої відноситься об'єкт моделювання.

1.7 Відділення «організації» від «функцій». При розробці моделей слід уникати споконвічній «прив'язки» функцій досліджуваної системи до існуючої організаційної структури модельованого об'єкта (підприємства, фірми). Це допомагає уникнути суб'єктивної точки зору, авязанной організацією та її керівництвом. Організаційна структура повинна з'явитися результатом використання (застосування) моделі. Порівняння результату з існуючою структурою дозволяє, по-перше, оцінити адекватність моделі, а по-друге - запропонувати рішення, спрямовані на вдосконалення цієї структури.

Зазначені вище фактори сприяли появі програмно-технологічних засобів спеціального класу - CASE-засобів, що реалізують CASE-технологію створення і супроводу ІС. Термін CASE використовується в даний час у досить широкому сенсі. Первісне значення терміну CASE, обмежене питаннями автоматизації розробки тільки програмного забезпечення (ПЗ), сьогодні набуло нового сенсу, що охоплює процес розробки складних ІС у цілому. Тепер під терміном CASE-засобу розуміють програмні засоби, що підтримують процеси створення і супроводу ІС, включаючи аналіз і формулювання вимог, проектування прикладного ПЗ (додатків) і баз даних, генерацію коду, тестування, документування, забезпечення якості, конфігураційне керування і керування проектом, а також інші процеси. CASE-засоби разом із системним ПЗ і технічними засобами утворюють повне середовище розробки ІС.

Появі CASE-технології і CASE-засобів передували дослідження в області методології програмування. Програмування набуло рис системного підходу з розробкою і впровадженням мов високого рівня, методів структурного і модульного програмування, мов проектування і засобів їхньої підтримки, формальних і неформальних мов описів системних вимог і специфікацій і т.д. Крім того, появі CASE-технології сприяли і такі фактори, як:

- підготовка аналітиків і програмістів за концепцією модульного і структурного програмування;

- широке впровадження і постійний ріст продуктивності комп'ютерів, що дозволило використовувати ефективні графічні засоби й автоматизувати більшість етапів проектування;

- впровадження мережевої технології, що надала можливість об'єднання зусиль окремих виконавців у єдиний процес проектування шляхом використання розподіленої бази даних, яка містить необхідну інформацію про проект.

CASE-технологія являє собою методологію проектування ІС, а також набір інструментальних засобів, що дозволяють у наочній формі моделювати предметну область, аналізувати цю модель на всіх етапах розробки і супроводу ІС і розробляти додатки відповідно до інформаційних потреб користувачів. Більшість існуючих CASE-засобів засновано на методологіях структурного (в-основному) або об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування, що використовують специфікації у вигляді діаграм або текстів для опису зовнішніх вимог, зв'язків між моделями системи, динаміки поводження системи та архітектури програмних засобів.

Засіб XTG Data Modeller. XTG Data Modeller (XTGDM) є CASE-засобом для структурного моделювання даних та розробки баз даних.

Він здатний як моделювати прості структури даних так і складні інформаційні системи. Це представляється важливим, якщо досягнуто моменту, коли модель даних є настільки складною, що простих засобів - ручки і паперу є недостатньо. Система XTGDM забезпечує моделювання структури даних інформаційної системи, надаючи наступні компоненти і функції:

o візуальне моделювання даних з використанням зручного для користувача інтерфейсу;

- зворотне управління через ODBC чи з SQL-скриптів;

- визначені користувачем типи даних (UDD);

- генерацію SQL-скриптів;

- визначені користувачем HTML-звіти;

- підтримка багатовимірного моделювання;

- перехід між логічним і фізичним виглядом;

- визначення правил атрибутів у логічних об'єктах (entity);

- завдання значень по замовчуванню і за визначенням;

- цілісність даних (первинний і зовнішній ключі);

- визначення індексів;

- визначення користувачем логічних об'єктів, атрибутів та зв'язків;

- роздрук

- ODBC зв'язок з будь-яким джерелом даних;

- дослідження баз даних;

- довільні текстові об'єкти на робочій області;

- завдання потужності;

- експорт в PNG, BMP, EMF;

- визначення підмоделей (SUBMODELS);

- XER COMPARE - порівняння моделей;

 

Література:

1) Вендров А.М. Один з підходів до вибору засобів проектування баз даних і додатків. "СУБД", 1995, № 3.

2) Зіндер Є.З. Бізнес-реінжиніринг і технології системного проектування. Навчальний посібник. М., Центр Інформаційних Технологій, 1996

3) Калянов Г.М. CASE. Структурнийсистемний аналіз (автоматизація та застосування). М., "Лорі", 1996.

4) Марка Д.А., МакГоуен К. Методологія структурного аналізу і проектування. М., "Метатехнология", 1993.

5) Міжнародні стандарти, що підтримують життєвий цикл програмних засобів. М., МП "Економіка", 1996 

6) Створення інформаційної системи підприємства. "Computer Direct", 1996, N2

7) Шлеер С., Меллор С. Об'єктно-орієнтований аналіз: моделювання світу в станах.Київ, "Діалектика", 1993.