Основные модели, используемые при проектировании ИС и анализе предметной области

В основе проектирования ИС лежит моделирование предметной области.

Предметная (проблемная) область — часть реального мира, которая исследуется или используется. Это взаимосвязанная совокупность объектов и субъектов автоматизируемой организации, автоматизируемых функций и программно-технических средств их реализации.

Необходимость моделирования проблемной области во многом обусловлена сложностью современных ИС. Для того чтобы получить адекватный проблемной области проект ИС необходимо иметь целостное представление в виде совокупностей схем, или моделей, отражающих все значимые аспекты функционирования создаваемой ИС.

Под моделью понимается система, имитирующая структуру или функционирование исследуемой проблемной области, и, главное, отвечающая требованию адекватности проблемной области.

Проведение предварительного моделирования предметной области позволяет сократить сроки проведения работ по проектированию, поскольку модели предметной области часто развиваются и трансформируются в модели ИС, а также позволяет получить более качественный и эффективный проект. Без проведения анализа предметной области велика вероятность получения некачественной ИС, что приводит к экономическим и временным потерям и необходимости перепроектирования ИС. Поэтому все основные современные технологии проектирования ИС включают в себя как неотъемлемую составляющую моделирование предметной области.

К моделям предметной области и ИС предъявляются следующие требования:

- формализованность, обеспечивающая однозначное описание структуры предметной области или ИС; для представления моделей используются нотации различных формальных языков моделирования;

- понятность для заказчиков и разработчиков, что диктует необходимость применения графических средств отображения модели;

- реализуемость моделей предметной области и моделей ИС в физической ИС;

- возможность оценки эффективности реализации модели.

Как правило, строится система моделей проблемной области, обычно трансформирующихся в соответствующие модели ИС в процессе проектирования.

Модели отражают структурный и оценочный аспекты.

Структурный аспект функционирования ИС обычно предполагает построение следующих моделей:

1. объектной структуры, отражающей состав взаимодействующих в процессах материальных и информационных объектов предметной области и состав атрибутов (характеристик) этих объектов;

2. функциональной структуры, отражающей взаимосвязь функций (действий, работ и т.п.) по преобразованию объектов в процессах;

3. структуры управления, отражающей события и бизнес-правила, которые влияют на ход выполнение процесса; бизнес-правило — ограничение на порядок выполнения действий, значения характеристик объектов, специфическое для данной предметной области;

4. организационной структуры, отражающей взаимодействие организационных единиц организации и работников в ходе выполнения процесса;

5. технической структуры, описывающей топологию и способы взаимодействий комплекса технических средств.

В основе различных методологий моделирования предметных областей и ИС лежат принципы последовательной детализации. Обычно модели строятся на трех уровнях:

1. внешний (определение требований) — отвечает на вопрос, что должна делать система, определяется состав основных компонентов системы: объектов, функций, событий, организационных и технических единиц;

2. концептуальный (спецификация требований) — определяет, как должна функционировать система, т.е. решаются вопросы выбора характера взаимодействия компонентов системы одинакового и разного типов;

3. внутренний (реализация требований) — отвечает на вопрос, с помощью каких именно средств реализуются специфицированные требования к системе.

С точки зрения жизненного цикла ИС эти уровни соответствуют этапам анализа требований, проектирования и разработки соответственно.

Для представления структурного аспекта моделей в основном используются графические средства документирования. Главное требование к графическим средствам — простота и однозначность толкования. Графические методы должны обеспечивать возможность структурной декомпозиции спецификаций системы с нужной степенью детализации и согласованностью описаний на разных уровнях детализации. Графический «язык» (нотация) модели должен, с одной стороны, делать решения проектировщиков понятными заказчикам и пользователям, которые обычно не являются специалистами в области анализа систем, но, с другой стороны, предоставлять проектировщикам средства в требуемой степени формализованного и однозначного определения проектных решений.

Графическое изображение часто оказывается наиболее емкой формой представления информации. Но необходимо учитывать, что графические средства не могут полностью обеспечить выполнение всей технологической цепочки разработки ИС от постановки задачи до реализации. Трудности возникают при переходе от этапа анализа к проектированию и в особенности к программированию. Например, отдельный программный модуль может не быть результатом прямой декомпозиции некоторой функции системы. Этот модуль может выполнять обработку информации в рамках обеспечения нескольких функций системы.

Главный критерий адекватностиструктурной модели предметной области состоит в полном отражении функций разрабатываемой ИС.

Учитывая введенное понятие о трех уровнях детализации структурных моделей, можно указать особенности и суть основных структурных моделей.