ТРПО ЛР №4


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Лабораторная работа №
4

Тема
:
разработка моделей информационных систем по методологии
моделирования процессов
(
IDEF
3)

Цель
:
изучить методологию моделирования
процессов (
IDEF
3),
освоить
CA
SE
-
средство
AllFusion

Process

Modeller

для построения диаграмм
IDEF
3
,

научиться строить модели
информационных систем, используя данную методологию

Краткая теория

Методология IDEF3


способ описания процессов, основной целью которого является
обеспечение структурированного метода, используя который эксперт в предметной облас
ти
может описать положение вещей как упорядоченную последовательность событий с
одновременным описанием объектов, имеющих непосредственное отношение к процессу.
Данная методология хорошо приспособлена для сбора данных, требующихся для проведения
структурно
го анализа системы. В отличие от большинства технологий моделирования бизнес
-
процессов, IDEF3 не имеет жестких синтаксических или семантических ограничений,
делающих неудобным описание неполных или нецелостных систем. Технология IDEF3 также
может быть испо
льзована как метод проектирования бизнес
-
процессов.
IDEF
3
-
моделирование
органично дополняет традиционное моделирование с использованием методологии IDEF0.

Основой модели IDEF3 служит так называемый
сценарий

бизнес
-
процесса, который
выделяет последовательно
сть действий или подпроцессов анализируемой системы. Так как
сценарий определяет назначение и границы модели, довольно важным является подбор
подходящего наименования для обозначения действий. Для подбора необходимого имени
применяются стандартные рекоменд
ации по предпочтительному использованию глаголов и
отглагольных существительных, аналогично методологии
IDEF
0. Также как и в методологии
IDEF
0, для модели
IDEF
3 должна быть явным образом документирована точка зрения. А для
системного аналитика также важно
понимание цели моделирования


набора вопросов,
ответами на которые будет служить модель, границ моделирования (какие части системы
войдут в модель, а какие не будут в ней отображены) и целевой аудитории (для кого
разрабатывается модель).

Главной организац
ионной единицей модели IDEF3 является диаграмма. Основным
элементом, изображаемым на диаграммах
IDEF
3, является «единица работы» (
Unit

of

Work

-

UOW
). Диаграммы IDEF3 отображают действие в виде прямоугольника. Как уже отмечалось,
действия именуются с испо
льзованием глаголов или отглагольных существительных, каждому
из действий присваивается уникальный идентификационный номер. Этот номер не
используется вновь даже в том случае, если в процессе построения модели действие удаляется.
В диаграммах IDEF3 номер д
ействия обычно предваряется номером его родителя (рисунок
1
).


Рисунок
1



Изображение и нумерация действия на диаграмме
IDEF
3

Связи выделяют существенные взаимоотношения между действиями. Все связи в IDEF3
являются однонаправле
нными, и, хотя стрелка может начинаться или заканчиваться на любой
стороне блока, обозначающего действие, диаграммы IDEF3 обычно организовываются слева
Обработать заказ

1.1

Название действия

Н
омер

действия

Н
омер

родительского
дей
ствия

направо таким образом, что стрелки начинаются на правой и заканчиваются на левой стороне
блоков. В табли
це 4.1 приведены три возможных типа связей.

Таблица 4.1



Типы

связей в модели
IDEF
3

Название

Изображение

Назначение

Временное

предшествование


Исходное действие должно завершиться
прежде, чем конечное действие может
начаться

Объектный поток


Выход исходного действия является входом
конечного действия. Из того, в частности,
следует, что исходное действие должно
завершиться прежде, чем конечное действие
сможет начаться

Нечеткое отношение


Вид взаимодействия между исходным и
конечным действиями задается аналитиком
отдельно для каждого случая использования
такого отношения


Связь типа "Временное предшествование".

Как видно из названия, связи этого типа
отражают, что исходно
е действие должно полностью завершиться, прежде чем начнется
выполнение конечного действия. Связь должна быть поименована таким образом, чтобы
человеку, просматривающему модель, была понятна причина ее появления. Во многих случаях
завершение одного действи
я инициирует начало выполнения другого, как показано на рис
унок

2
. В этом примере автор должен принять рекомендации рецензентов, прежде чем начать
вносить соответствующие изменения в работу.


Рисунок
2



Пример связи «Временное
предшествование»

Связь типа "Объектный поток".

Одной из наиболее часто встречающихся причин
использования связи типа "объектный поток" состоит в том, что некоторый объект,
являющийся результатом выполнения исходного действия, необходим для выполнения
коне
чного действия. Такая связь отличается от связи временного предшествования двойным
концом обозначающей ее стрелки. Наименования потоковых связей должны четко
идентифицировать объект, который передается с их помощью. Временная семантика объектных
связей ана
логична связям предшествования. Это означает, что порождающее конечное
действие начнет выполняться, как показано на рисунке
3
. В приведенном примере счет на
оплату услуг является результатом выполнения действия 1.1. Счет необходим для проведения
оплаты ус
луг.


Рисунок
3



Пример связи «Объектный поток»

Связь типа '''Нечеткое отношение".

Связи этого типа используются для выделения
отношений между действиями, которые невозможно описать с использованием
Получить
счет на
оплату услуг

1.1


Произвести
оплату

1.2



Счет к оплате

Принять
рекомендации
рецензентов

1.1


Внести
исправления

1.2


Принятие
исправлений

предшественных или объектных

связей. Значение каждой такой связи должно быть определено,
поскольку связи типа "Нечеткое отношение" сами по себе не предполагают никаких
ограничений. Одно из применений нечетких отношений


отображение взаимоотношений
между параллельно выполняющимися де
йствиями. Рисунок 4 иллюстрирует фрагмент процесса
запуска бензопилы с водяным охлаждением и нечеткое отношение между действиями
"Запустить двигатель" и "Запустить водяной насос". Название стрелки может быть
использовано для описания природы отношения, бол
ее подробное объяснение может быть
приведено в виде отдельной ссылки.


Рисунок 4


Пример связи «Нечеткое отношение»

Наиболее часто нечеткие отношения используются, если последующее действие может
начать свое выполнение, после н
ачала выполнения предшествующего действия, но до его
завершения. При этом последующее действие может завершиться ранее предшествующего
действия.

Завершение одного действия может инициировать начало выполнения сразу нескольких
других действий, или, наоборот
, определенное действие может требовать завершения
нескольких других действий для начала своего выполнения. Соединения разбивают или
соединяют внутренние потоки и используются для описания
ветвления
процесса.



Разворачивающие соединения используются для раз
биения потока. Завершение одного
действия вызывает начало выполнения нескольких других.



Сворачивающие соединения объединяют потоки. Завершение одного или нескольких
действий вызывает начало выполнения только одного другого действия.

В таблице 2
прив
ед
е
ны т
ри типа соединений.

"И"
-
соединения.

Соединения этого типа инициируют выполнение всех своих конечных
действий. Все действия, присоединенные к сворачивающему "И"
-
соединению, должны
завершиться, прежде чем может начать выполняться следующее действие. На рисун
ке
5

после
обнаружения пожара инициируются включение пожарной сигнализации, вызов пожарной
охраны и начинается тушение пожара. Запись в журнал производится только тогда, когда все
три перечисленных действия завершены.

Соединение "Исключающее ИЛИ".

Вне зави
симости от количества действий,
прицепленных к сворачивающему или разворачивающему соединению "Исключающее ИЛИ",
инициировано будет только одно из них, и поэтому только одно из них будет завершено перед
тем, как любое действие, следующее за сворачивающим с
оединением "Исключающее ИЛИ",
сможет начаться. Если правила активации соединения известны, они обязательно должны быть
документированы либо в его описании, либо пометкой стрелок, исходящих из
разворачивающего соединения, как показано на рисунке
6
. На рисун
ке
6

соединение
"Исключающее ИЛИ" используется для отображения того факта, что студент не может
одновременно быть направлен на лекции по двум разным курсам.

Соединение "ИЛИ".

Соединения этого типа предназначены для описания ситуаций,
которые не могут быть
описаны двумя предыдущими типами соединений. Аналогично связи
нечеткого отношения соединение "ИЛИ" в основном определяется и описывается
непосредственно системным аналитиком. На рисунке
7

соединение J2 может активировать
проверку данных чека и (или) провер
ку суммы наличных. Проверка чека инициируется, если
Запустить
двигатель

1.1


Запустить
водяной
насос

1.2


1,5
-
секундная задер
жка для
предотвращения перегрузки
электрической цепи

покупатель желает расплатиться чеком, проверка суммы наличных


при оплате наличными. И
то, и другое действие инициируется при частичной оплате чеком и частичной


наличными.

Таблица 2



Типы

соединений в

модели
IDEF
3

Название

Обозначение

Вид

Правила инициации

Соединение «И»



Разворачивающее

Каждое конечное
действие обязательно
инициируется

Сворачивающее

Каждое исходное
действие обязательно
должно завершиться

Соединение

«И
сключающее ИЛИ»



Разворачивающее

Одно и только одно
конечное действие
инициируется

Сворачивающее

Одно и только одно
исходное действие
должно завершиться

Соединение «ИЛИ»



Разворачивающее

Одно (и
ли более)
конечное действие
инициируется

Сворачивающее

Одно (или более)
исходное действие
должно завершиться


Рисунок
5



Пример «И»
-
соединения

O

X

&

Обнаружение
пожара

1.1


Набрать 01

1.3


Включить
пожарную
сигнализаци
ю

1.2


Притупить к
тушению
пожара

1.4


Сделать запись в
журнале
дежурств

1.5


&

&

J1

J2


Рисунок
6



Пример «Исключающее ИЛИ»
-
соединения



Рисунок
7



Пример «ИЛИ»
-
соединения

В приведенных примерах все действия осуществлялись асинхронно, т.е. они не должны
были начинать выполняться одновременно. Однако есть случаи, когда время начала или
окончания параллельно выполн
яемых действий должно быть одинаковым, т.е. действия
должны выполняться синхронно. Для моделирования такого поведения системы используются
синхронные соединения. В табл
ице

3 приведены виды синхронных соединений.

Таблица 3



Типы

синхронных соединений в мод
ели
IDEF
3

Название

Обозначение

Вид

Правила инициации

Соединение «И»



Разворачивающее

Все действия начнутся
одновременно

Сворачивающее

Все действия закончатся
одновременно

Соединение «ИЛИ»




Раз
ворачивающее

Несколько действий,
возможно, начнутся
одновременно

Сворачивающее

Несколько действий,
возможно, завершатся
одновременно


Синхронное соединение обозначается двумя вертикальными линиями внутри
обозначающего его прямоугольника в отличие от од
ной вертикальной линии в асинхронном
соединении. На рисунке
8

приведен пример использования синхронного разворачивающего
O

&

Проверить
данные чека

1.2


Проверить
сумму
наличных

1.3


O

O

J1

J2

Проверить
заявку
студента

1.1


Направить на
лекцию по
кредиту

1.2


Направить на
лекцию по
аудиту

1.3


Записать
результат
экзамена

1.4


X

X

J1

J2

«И»
-
соединения для ситуации начала состязаний, когда необходимо обеспечить одновременное
начало действий: выстрел из стартового пистоле
та, запуск секундомера и начало забега.


Рисунок
8



Пример синхронного «И»
-
соединения

Все соединения на диаграммах должны быть парными, из чего следует, что любое
разворачивающее соединение имеет парное себе сворачивающее. Одн
ако типы соединений
вовсе не обязательно должны совпадать. При этом синхронное разворачивающее соединение не
обязательно должно иметь парное себе синхронное сворачивающее соединение и наоборот:
асинхронное разворачивающее соединение необязательно имеет пар
ное асинхронное
соединение. На рис.
9

разворачивающее «И»
-
соединение имеет парное сворачивающее «ИЛИ»
-
соединение. Интерпретация соединения
J
1 аналогична случаю, показанному на рисунке
5
.
Соединение J2 интерпретируется следующим образом: после включения пож
арной
сигнализации и (или) вызова пожарных и (или) начала тушения производится запись в журнал.


Рисунок
9



Пример комбинации двух типов соединений

Соединения могут комбинироваться для создания более сложных правил ветвления

исунок
10
). Комбинации соединении следует использовать с осторожностью, поскольку
перегруженные ветвлением диаграммы могут оказаться сложными для восприятия.

Помимо приведенных элементов на диаграммах
IDEF
3 могут изображаться указатели.
Указатели


это спе
циальные символы, которые ссылаются на другие разделы описания
Обнаружение
пожара

1.1


Набрать 01

1.3


Включить
пожарную
сигнализаци
ю

1.2


При
с
тупить к
тушению
пожара

1.4


Сделать запись в
журнале
дежурств

1.
5


&

O

J1

J2

Начать
состязания

1.1


Зап
устить
секундомер

1.3


Выстрелить
из стартового
пистолета

1.2



Начать забег

1.4


J1

&

процесса. Они выносятся на диаграмму для привлечения внимания читателя к каким
-
либо
важным аспектам модели. Типы указателей и их применение приведены в таблице

4.
4.



Рисунок
10



Пример комби
нации соединений

Таблица 4



Типы

указателей модели
IDEF
3

Тип указателя

Назначение

Объект (
OBJECT
)

Для описания того, что в действии принимает участие какой
-
либо заслуживающий отдельного внимания объект.

Ссылка (
GOTO
)

Для реализации цикличности выполнени
я действий.
Указатель ССЫЛКА может относиться и к соединению.

Единица

действия

(Unit

of behavior
-

UOB)

Для помещения на диаграмму дополнительного экземпляра
уже существующего действия без зацикливания.

Заметка
(NOTE)

Для документирования любой важной ин
формации общего
характера, относящейся к изображенному на диаграммах.

Уточнение

(
Elaboration


ELAB
)

Для уточнения или более подробного описания
изображенного на диаграмме. Указатели УТОЧНЕНИЕ
обычно используются для описания логики ветвления у
соединений
.


Указатель изображается на диаграмме в виде прямоугольника, похожего на изображение
действия. Имя указателя обычно включает его тип (например,
OBJECT
, UOB и т.п.) и
идентификатор. На рисунке
11

изображен указатель типа объект со связью с единицей
действ
ия.


Рисунок
11



Изображение указателя

Действия в IDEF3 могут быть декомпозированы, или разложены на составляющие, для
более детального анализа. Декомпозировать действие можно
несколько
раз. Это позволяет
документировать альтер
нативные потоки процесса в одной модели. Для корректной
идентификации действий в модели с множественными декомпозициями схема нумерации
действий расширяется и наряду с номерами действия и его родителя включает в себя
порядковый номер декомпозиции. Например
, в номере действия 1.2.5: 1


номер
родительского действия, 2


номер декомпозиции, 5


номер действия.


OBJECT/
Пилот

Провести
посадку

1.1

Ход работы

1.

Получить вариант индивидуального задания
.

2.

Определить для проектируемого процесса единицы работы (
OUW
)
.

3.

Определить виды взаимосвязей между пр
оцессами
.

4.

Построить диаграмму
IDEF
3
, моделирующую процесс
.


Варианты заданий:

1.


Смоделировать процесс изучения студентами дисциплины. Изучение дисциплины
в
течени
е

семестра
предполагает прослушивание курса лекций и выполнение курса
из
4

лабораторных работ

(
работы могут выполняться в произвольном порядке)
.

Дополнительно
студент должен выполнить контрольную работу

Учесть, что время выдачи контрольной
работы (начала ее выполнения) не совпадает с началом курсов лабораторных работ и
лекций
. Итоговой формой контро
ля изучения дисциплины является зачет и экзамен. Зачет
выставляется после защиты всех лабораторных работ и сдачи контрольной работы. После
получения зачета студент допускает
ся

к экзамену и сдает его. Если экзамен сдан
неудовлетворительно, то студент может
сдать его повторно. Если и повторная сдача
проходит неуспешно, то студент сдает данный экзамен комиссии. После чего принимается
решение о повторном прохождении курса.

2.


Необходимо смоделировать процесс сборки системного блока компьютера. Процесс
сборки нач
инается с проверки наличия всех необходимых комплектующих. Сначала на
материнскую плату монтируются основные компоненты: процессор и модули памяти. Они
могут монтироваться в произвольном порядке независимо друг от друга. Затем собранная
материнская плата м
онтируется в корпус. После чего на нее подключается видеокарта и
разъемы питания (также независимо друг от друга в любом порядке). Далее
осуществляется подключение внутренних устройств: жесткий диск и
DVD
-
привод (они
монтируют и подключаются в любом порядк
е независимо друг от друга).

3.


Смоделировать процесс изучения студентами дисциплины. Изучение дисциплины в
течение семестра предполагает прослушивание курса лекций и выполнение курса из 4
лабораторных работ (работы могут выполняться только последовательно
). Дополнительно
студент должен выполнить курсовую работу. Учесть, что время выдачи курсовой работы
(начала ее выполнения) не совпадает с началом курсов лабораторных работ и лекций.
Итоговой формой контроля изучения дисциплины является экзамен. Студент доп
ускается
к сдаче экзамена, только после выполнения всех лабораторных работ и защиты курсовой
работы. Если экзамен сдан неудовлетворительно, то студент может сдать его повторно.
Если и повторная сдача проходит неуспешно, то студент сдает данный экзамен коми
ссии.
После чего принимается решение о повторном прохождении курса.

4.


Необходимо смоделировать процесс установки программного обеспечения на только что
собранный компьютер. Сначала выполняется подбор необходимого ПО. Затем
устанавливается операционная сист
ема. После установки ОС осуществляется установка
драйверов. После того, как ОС и драйвера установлены
,

осуществляется установка
прикладного ПО. На компьютер необходимо установить: пакет
MS

Office
, архиватор,
аудио
-

и видео
-
проигрыватели, среду разработки п
рограмм (одну на выбор:
MS

Visual

Studio
,
RAD

Studio
,
Eclipse
,

Beans
)
. Каждый вид прикладного ПО может
устанавливаться независимо от других в произвольном порядке.

5.


Смоделировать процесс сдачи контрольных работ студентами заочной формы обучения.
Проце
сс начинается с выдачи задания. Далее студент выполняет его. После того как
контрольная работа выполнена студент сдает ее на кафедру, предварительно он может
(необязательно) зарегистрировать ее в деканате. После сдачи работы она проверяется
преподавателем.

Если работа выполнена правильно, то она остается на кафедре с
пометкой «К защите». Если работа содержит ошибки, то она возвращается студенту на
доработку. Студент ее дорабатывает
,

и процесс сдачи на проверку повторяется.

6.


Смоделировать процесс разработки

программного обеспечения. Разработка ПО
начинается с системного анализа, после которого выполняется определение
функциональных требований. Результатом последнего процесса становится техническое
задание, которое передается на этап предварительного проектир
ования. На этом этапе
выделяются модули, из которых состоит приложение (предположим что их 5). Разработка
каждого модуля ведется независимо, но разработка всех модулей начинается в один тот же
момент времени, а завершение разработки


в разные моменты врем
ени.
Параллельно с
процессами предварительного проектирования и разработки модулей, выполняется
процесс разработки тестов. После завершения разработки всех модулей и тестов
последовательно выполняются тестирование интеграции и тестирование правильности. В
завершении выполняется процесс внедрения разработанного ПО.

7.


Смоделировать процесс
прохождения

студентом
преддипломной практики
.
Во время
преддипломно
й

практики студент сначала знакомится с местом прохождения практики.
Далее он осуществляет выбор темы дип
ломного проектирования, после которого
осуществляется сбор необходимых сведений для выполнения
дипломного проектирования
и разработка технического задания (могут осуществляться параллельно, но зависят друг от
друга). Параллельно с работой над
темой
диплом
н
ого проекта

выполняется
сопутствующая работа на месте прохождения практики. В конце практики осуществляется
составление отчета по практике

и разработка технического задания (они могут
выполняться параллельно, то разработка ТЗ зависит от составления отчета)
. В завершении
всего выполняется защита преддипломной практики.


8.


Смоделировать процесс прохождения студентом теста по определенной дисциплине. В
начале студент регистрируется в системе и ему предоставляется
список дисциплин.
Студент выбирает одну из дисц
иплин и заявка о выполнении теста отправляется
преподавателю. Преподаватель может либо подтвердить заявку, либо отклонить ее. Если
заявка подтверждена, то студенту сразу высылаются пять тестовых заданий. Выполнять
тестовые задания студент может в произволь
ном порядке независимо друг от друга, в
параллельном или последовательном режиме. После этого он отсылает результаты
выполнения тестов, при этом он может выполнить не все задания, а только часть из них.
Результаты проверяет преподаватель, и отсылает студен
ту результаты проверки и оценку
за тест.

9.


Смоделировать процесс прохождения студентом дипломного проектирования.

Во время
дипломного проектирования выполняется разработка ПО, которая проходит за три этапа:
проектирование, реализация и тестирование. После
завершения каждого этапа начинается
написание соответствующего раздела пояснительной записки. Параллельно с разработкой
ПО и написанием основных разделов пояснительной записки студент осуществляет
разработку разделов охрана труда, защита населения, экономи
ка. Выполнение этих
разделов осуществляется независимо друг от друга в произвольном порядке. После
завершения разработки ПО и написания всех разделов пояснительной записки
осуществляется предварительная защита дипломного проекта, по результатам которой
сту
денту назначается рецензент. Дипломная работа проходит рецензирование и после
этого допускается к защите. В конце производится защита дипломного проекта.

10.


Смоделировать процесс выполнения студентом комплекса лабораторных работ. Студент в
процессе изучения

некоторой дисциплины должен выполнить 8 лабораторных работ. Все
лабораторные работы выполняются последовательно: задание на следующую работу
студент может получить только после выполнения и защиты предыдущей. Выполнение
каждой лабораторной работы состоит
из двух этапов: выполнение задания и защита
отчета. Результатом выполнения задания является отчет, который передается на этап
защиты лабораторной работы. Если студент не защищает лабораторную работу, то ему
выдается дополнительное задание по этой работе. О
н его выполняет и снова защищает.
Так продолжается до тех пор, пока студент не выполнит все лабораторные работы.

11.


Смоделировать процесс изучения студентом ряда дисциплин в течение семестра. Всего
в
семестре изучается 9 дисциплин. По пяти из них сдаются зачеты. После сдачи всех пяти
зачетов студент допускается к сес
с
ии.
На сес
с
ии
студент должен сдать чет
ыре экзамена по
оставшим
ся дисциплинами.

Если сту
д
ент
не сдает три эк
замена
, то он отчисля
ется.

Уч
есть, что студент может быть отчислен до конца сес
сии
: как только он не сдаст третий
экзамен.

Контрольные вопросы

1.

Для каких целей предназн
ачена методология
IDEF
3
?

2.

Что является основным элементом диаграммы
IDEF
3

и как он обозначается?

3.

Какие виды связей могут использоваться между единицами действия?

4.

В каком случае используется связь «Временное предшествование»?

5.

В каком случае используется связ
ь «Объектный поток»?

6.

В каком случае используется связь «Нечеткое отношение»?

7.

Для чего на диаграммах
IDEF
3
используются соединения?

8.

Какие виды соединений могут присутствовать на диаграммах
IDEF
3
?

9.

Опишите нотацию и семантику асинхронного соединения «И».

10.

Опиш
ите нотацию и семантику асинхронного соединения «ИЛИ».

11.

Опишите нотацию и семантику асинхронного соединения «Исключающего ИЛИ».

12.

Опишите нотацию и семантику синхронного соединения «И».

13.

Опишите нотацию и семантику синхронного соединения «ИЛИ».

14.

Что такое указа
тель, и для каких целей он используется на диаграммах
IDEF
3
?

15.

Какие виды указателей бывают на диаграммах
IDEF
3
?

16.

Как осуществляется нумерация единиц работы на диаграммах
IDEF
3
?


Приложенные файлы

  • pdf 23905531
    Размер файла: 293 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий