- •Міністерство освіти та науки України в.В. Литвин, н.Б. Шаховська Проектування інформаційних систем
- •Передмова наукового редактора серії підручників «комп’ютинґ»
- •1.1. Складність програмного забезпечення
- •1.2. Структура складних систем
- •1.2.1. Приклади складних систем
- •1.2.2. П'ять ознак складної системи
- •1.2.3. Організована і неорганізована складність
- •1.3. Методи подолання складності
- •1.3.1. Роль декомпозиції
- •1.3.3. Роль абстракції
- •1.3.4. Роль ієрархії
- •1.4. Про проектування складних систем
- •1.4.1. Інженерна справа як наука і мистецтво
- •1.4.2. Сенс проектування
- •4. Методи подолання складності.
- •2.1. Базові означення
- •2.2. Методи проектування інформаційних систем
- •2.3. Види інформаційних систем
- •2.4. Рівні моделей даних
- •3. Види інформаційних систем.
- •3.1. Методологія процедурно-орієнтованого програмування
- •3.2. Методологія об'єктно-орієнтованого програмування
- •3.3. Методологія об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування
- •3.4. Методологія системного аналізу і системного моделювання
- •4.1. Передісторія. Математичні основи
- •4.1.1. Теорія множин
- •4.1.2. Теорія графів
- •4.1.3. Семантичні мережі
- •4.2. Діаграми структурного системного аналізу
- •4.3. Основні етапи розвитку uml
- •3. Семантичні мережі.
- •5.1. Принципи структурного підходу до проектування
- •5.2. Структурний аналіз
- •5.3. Структурне проектування
- •5.4. Методологія структурного аналізу
- •5.5. Інструментальні засоби структурного аналізу та проектування
- •6.1. Основні елементи
- •6.2. Типи зв’язків
- •6.3. Техніка побудови
- •6.4. Діаграма бізнес – функцій
- •6.4.1. Призначення діаграми бізнес-функцій
- •6.4.2. Основні елементи
- •7.1. Призначення діаграм потоків даних та основні елементи
- •7.1.1. Зовнішні сутності
- •7.1.2. Процеси
- •7.1.3. Накопичувачі даних
- •7.1.4. Потоки даних
- •7.2. Методологія побудови dfd.
- •8.1. Діаграма «сутність-зв’язок»
- •8.2. Діаграма атрибутів
- •8.3. Діаграма категоризації
- •8.4. Обмеження діаграм сутність-зв’язок
- •8.5. Методологія idef1
- •9.1. Основні елементи
- •9.2. Типи керуючих потоків
- •9.3. Принципи побудови
- •10.1. Структурні карти Константайна
- •10.2. Структурні карти Джексона
- •11.1. Призначення case-технологій
- •11.2. Інструментальний засіб bPwin
- •11.2.4. Інші діаграми bpWin
- •11.2.5. Моделі as is і to be
- •11.3.1. Основні властивості
- •11.3.2. Стандарт idef1x
- •11.4. Програмний засіб Visio
- •12.1. Системний аналіз області наукових досліджень
- •12.1.1. Аналіз предметної області
- •12.2. Системний аналіз біржі праці
- •12.2.1. Дерево цілей
- •12.2.2. Опис об’єктів предметної області
- •12.2.3. Концептуальна модель
- •14.1. Еволюція об'єктної моделі
- •14.1.1. Основні положення об'єктної моделі
- •14.2. Складові частини об'єктного підходу
- •14.2.1. Парадигми програмування
- •14.2.2. Абстрагування
- •14.2.3. Інкапсуляція
- •14.2.4. Модульність
- •14.2.5. Ієрархія
- •14.2.7. Паралелізм
- •14.2.8. Збереженість
- •14.3. Застосування об'єктної моделі
- •14.3.1. Переваги об'єктної моделі
- •14.3.2. Використання об'єктного підходу
- •14.3.3. Відкриті питання
- •15.1. Природа об'єкта
- •15.1.1. Що є й що не є об'єктом?
- •15.1.2. Стан
- •15.1.3. Поведінка
- •15.1.4. Ідентичність
- •Void drag(DisplayItem I); // Небезпечно
- •15.2. Відношення між об'єктами
- •15.2.1. Типи відношень
- •15.2.2. Зв'язки
- •15.2.3. Агрегація
- •15.3. Природа класів
- •15.3.1. Що таке клас?
- •15.3.2. Інтерфейс і реалізація
- •15.3.3. Життєвий цикл класу
- •15.4. Відношення між класами
- •15.4.1. Типи відношень
- •15.4.2. Асоціація
- •15.4.3. Успадкування
- •15.4.4. Агрегація
- •15.4.5. Використання
- •15.4.6. Інсталювання (Параметризація)
- •15.4.6. Метакласи
- •15.5. Взаємозв'язок класів і об'єктів
- •15.5.1. Відношення між класами й об'єктами
- •15.5.2. Роль класів і об'єктів в аналізі й проектуванні
- •16.1. Важливість правильної класифікації
- •16.1.1. Класифікація й об’єктно-орієнтовне проектування
- •16.1.2. Труднощі класифікації
- •16.2. Ідентифікація класів і об'єктів
- •16.2.1. Класичний і сучасний підходи
- •16.2.2. Об’єктно-орієнтований аналіз
- •16.3. Ключові абстракції й механізми
- •16.3.1. Ключові абстракції
- •16.3.2. Ідентифікація механізмів
- •17.1. Призначення мови uml
- •17.2. Загальна структура мови uml
- •17.3. Пакети в мові uml
- •17.4. Основні пакети мета-моделі мови uml
- •17.5. Специфіка опису мета-моделі мови uml
- •17.6. Особливості зображення діаграм мови uml
- •18.1. Варіант використання
- •18.2. Актори
- •18.3. Інтерфейси
- •18.4. Примітки
- •18.5. Відношення на діаграмі варіантів використання
- •18.5.1. Відношення асоціації
- •13.5.2. Відношення розширення
- •18.5.3. Відношення узагальнення
- •18.5.4. Відношення включення
- •18.6. Приклад побудови діаграми варіантів використання
- •18.7. Рекомендації з розроблення діаграм варіантів використання
- •19.1. Клас
- •19.1.1. Ім'я класу
- •19.1.2. Атрибути класу
- •19.1.3. Операція
- •19.2. Відношення між класами
- •19.2.1. Відношення залежності
- •19.2.2. Відношення асоціації
- •19.2.3. Відношення агрегації
- •19.2.4. Відношення композиції
- •19.2.5. Відношення узагальнення
- •19.3. Інтерфейси
- •19.5. Шаблони або параметризовані класи
- •19.6. Рекомендації з побудови діаграми класів
- •20.1. Автомати
- •20.2. Стан
- •20.2.1. Ім'я стану
- •20.2.2. Список внутрішніх дій
- •20.2.3. Початковий стан
- •20.2.4. Кінцевий стан
- •20.3. Перехід
- •20.3.2. Сторожова умова
- •20.3.3.Вираз дії
- •15.4. Складений стан і підстан
- •20.4.1. Послідовні підстани
- •20.4.2. Паралельні підстани
- •15.5. Історичний стан
- •20.6. Складні переходи
- •15.6.1. Переходи між паралельними станами
- •20.6.2. Переходи між складеними станами
- •20.6.3. Синхронізуючі стани
- •20.7. Рекомендації з побудови діаграм станів
- •21.1. Стан дії
- •21.2. Переходи
- •21.5. Рекомендації до побудови діаграм діяльності
- •22.1.1. Лінія життя об'єкта
- •22.1.2. Фокус керування
- •22.2. Повідомлення
- •22.2.1. Розгалуження потоку керування
- •22.2.2. Стереотипи повідомлень
- •22.2.3. Тимчасові обмеження на діаграмах послідовності
- •22.2.4. Коментарі або примітки
- •22.3. Приклад побудови діаграми послідовності
- •22.4. Рекомендації з побудови діаграм послідовності
- •23.1. Кооперація
- •23.2.1. Мультиоб'єкт
- •23.2.2. Активний об'єкт
- •23.2.3. Складений об'єкт
- •23.3. Зв'язки
- •23.3.1. Стереотипи зв'язків
- •23.4. Повідомлення
- •23.4.1. Формат запису повідомлень
- •23.5. Приклад побудови діаграми кооперації
- •23.6. Рекомендації з побудови діаграм кооперації
- •24.1. Компоненти
- •24.1.1. Ім'я компоненту
- •24.1.2. Види компонент
- •24.2. Інтерфейси
- •24.3. Залежності
- •24.4. Рекомендації з побудови діаграми компонент
- •25.1. Вузол
- •25.2. З'єднання
- •25.3. Рекомендації з побудови діаграми розгортання
- •26.1. Загальна характеристика case-засобу Rational Rose
- •26.2. Особливості робочого інтерфейсу Rational Rose
- •26.1.1. Головне меню програми
- •26.1.2. Стандартна панель інструментів
- •26.1.3. Вікно браузера
- •26.1.4. Спеціальна панель інструментів
- •26.1.5. Вікно діаграми
- •26.1.6. Вікно документації
- •26.1.7. Вікно журналу
- •26.3. Початок роботи над проектом у середовищі Rational Rose
- •26.4. Розроблення діаграми варіантів використання в середовищі Rational Rose
- •26.5. Розроблення діаграми класів у середовищі Rational Rose
- •26.6. Розроблення діаграми станів у середовищі Rational Rose
- •26.7. Розроблення діаграми послідовності в середовищі Rational Rose
- •26.8. Розроблення діаграми кооперації в середовищі Rational Rose
- •26.9. Розроблення діаграми компонентів у середовищі Rational Rose
- •26.10. Розроблення діаграми розгортання в середовищі Rational Rose
8.2. Діаграма атрибутів
Деталізація сутності здійснюється з використанням діаграм атрибутів, які розкривають асоційовані з сутністю атрибути. Діаграма атрибутів складається з сутності, що деталізується, відповідних атрибутів і доменів, значень атрибутів, які описують області. На діаграмі кожен атрибут подається у вигляді зв'язку між сутністю і відповідним доменом, графічним поданням множини можливих значень атрибуту. Всі атрибутні зв'язки мають значення на своєму закінченні. Для ідентифікації ключового атрибуту використовується підкреслення імені атрибуту.
Діаграма атрибутів обслуговування банкомату подана на рис. 8.3.
Сутність може бути розділена і подана у вигляді двох або більше сутностей-категорій, кожна з яких має загальні атрибути і/або зв’язки, які визначаються один раз на верхньому рівні й успадковуються на нижньому.
Сутність-категорія може мати і свої власні атрибути і/або зв’язки, а також, у свою чергу, може бути декомпозована своєю сутністю-категорією на наступному рівні.
Рис. 8.3. Діаграма атрибутів обслуговування банкомату.
Розщеплювана на категорії сутність одержала назву загальної сутності (відзначимо, що на проміжних рівнях декомпозиції одна і та ж сутність може бути як загальною сутністю, так і сутністю-категорією).
8.3. Діаграма категоризації
Для демонстрації декомпозиції сутності на категорії використовуються діаграми категоризації. Така діаграма містить загальну сутність, дві і більше сутностей-категорій і спеціальний вузол-дискримінатор, який описує способи декомпозиції сутності (див. рис. 8.4).
Рис. 8.4. Діаграма категоризації.
Існують 4 можливих типи дискримінатора (рис.8.5):
1. Повне і обов'язкове входження E/M (exclusive/mandatory) – сутність повинна бути однією і лише однією із вказаних категорій. Для прикладу на рис. 2.4 це означає, що адміністративною одиницею є країна, або область, або місто, або адміністративний центр.
2. Повне і необов'язкове входження E/O (exclusive/optional) – сутність може бути однією і лише однією з належних категорій. Це означає, що адміністративною одиницею є країна, або область, або місто (або районний центр).
Рис. 8.5. Типи дискримінаторів.
3. Неповне і обов'язкове входження I/M (inclusive/mandatory) – сутність повинна бути принаймні однією з вказаних категорій. Це припускає на додаток до першого типу задавати наступну ситуацію: адміністративна одиниця є одночасно і містом і адміністративним центром.
4. Неповне і необов'язкове входження I/O (inclusive/optional) – сутність може бути принаймні однією з вказаних категорій. На додаток до другого типу адміністративна одиниця є ще, крім того, що вона містом, і районним центром.
8.4. Обмеження діаграм сутність-зв’язок
Розглянемо як простий приклад ситуацію, яка описується двома сутностями: "Співробітник" і "Компанія". Як зв'язок природно використовувати відношення приналежності співробітника до компанії. Якщо врахувати міркування про те, що в компанії працюють декілька співробітників, і ці співробітники не можуть бути працівниками інших компаній, то дана інформація може бути представлена графічно у вигляді такої діаграми "сутність-зв'язок" (рис. 8.5). На цьому рисунку буква "N" біля зв'язку означає той факт, що в компанії можуть працювати більше за одного співробітника, при цьому значення N заздалегідь не фіксується. Цифра "1" на іншому кінці зв'язку означає, що співробітник може працювати тільки в одній конкретній компанії, тобто не допускається прийом на роботу співробітників за сумісництвом з інших компаній або установ.
Рис. 8.5. Діаграма "сутність-зв'язок" для прикладу співробітників деякої компанії
Трохи інша ситуація спостерігається у разі розгляду сутності "співробітник" і "проект", і зв'язком "бере участь в роботі над проектом" (рис. 8.6). Оскільки в загальному випадку один співробітник може брати участь в розробці декількох проектів, а в розробці одного проекту можуть брати участь декілька співробітників, то даний зв'язок є багатозначним. Даний факт спеціально задається на діаграмі вказівкою букв "N" і "М" біля відповідної сутності, при цьому вибір конкретних букв не є принциповим.
Рис. 8.6. Діаграма "сутність-зв'язок" для прикладу співробітників, що беруть участь в роботі над проектами
Розглянуті дві діаграми можуть бути об'єднані в одну, на якій буде подана інформація про співробітників компанії та проекти цієї компанії (рис. 8.7). При цьому може бути введений додатковий зв'язок, що характеризує проекти цієї компанії.
Примітка
На вказаних діаграмах можуть бути відображені складніші залежності між сутностями, які відображають обов'язковість виконання деяких додаткових умов, що визначаються специфікою вирішуваного завдання і модельованої предметної області. Зокрема, можуть бути відбиті зв'язки підпорядкування одній сутності іншої або введення обмежень на дію окремих зв'язків. У подібних випадках використовуються додаткові графічні позначення, що відображають особливості відповідної семантики.
Обмеженість ERD виявляється під час конкретизації концептуальної моделі в детальніші подання модельованої програмної системи, які окрім статичних зв'язків повинні містити інформацію про поведінку або функціонування окремих її компонент. Для цих цілей в рамках ССА використовуються діаграми потоків даних.
Рис. 8.7. Діаграма "сутність-зв'язок" для загального прикладу компанії
Таблиця 8.1. Об’єкти ERD у різних методологіях
|
Чена |
Баркера |
SADT |
SAG |
Незалежна сутність |
|
|
|
|
Залежна сутність |
|
|
|
|
Зв'язок |
|
|
|
|
Арність зв’язків: |
|
|
|
|
1:1 |
|
|
|
|
1:N
|
|
|
|
|
N:N
|
|
|
|
|
Можли-вість під-тримки ієрархічності зв’язків |
–
|
–
|
–
|
так
|
Необов’язковий зв’язок |
|
|
|
|
Категоризація сутності |
|
|
|
|
Відображення ключо-вих атрибутів |
– |
– |
PK- первинний FK- зовнішній. |
i
|
Можли-вість авто-матичної генерації схеми |
–
|
так
|
так
|
так
|