Кафедра «Автоматизации информационных технологии и сертификации в связи»
Лабораторные работы по дисциплине «Автоматизированные информационно-технологические системы»
Практическая работа №1
Выполнили:
студенты группы АП0801
Бен РежебТауфик
Жулев Юрий
Смирнов Алексей
Москва 2012
IDEF0 используется для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, связывающие эти функции.
Методология IDEF0 основана на подходе, разработанном Дугласом Т. Россом в начале 70 – ых годов и получившем название SADT (S tructured A nalysis& D esign T echnique - метод структурного анализа и проектирования). Основу подхода и, как следствие, методологии IDEF0, составляет графический язык описания (моделирования) систем, обладающий следующими свойствами:
1. Графический язык - полное и выразительное средство, способное наглядно представлять широкий спектр деловых, производственных и других процессов и операций предприятия на любом уровне детализации.
2. Язык обеспечивает точное и лаконичное описание моделируемых объектов, удобство использования и интерпретации этого описания.
3. Язык облегчает взаимодействие и взаимопонимание системных аналитиков, разработчиков и персонала изучаемого объекта (фирмы, предприятия), т.е. служит средством «информационного общения» большого числа специалистов и рабочих групп, занятых в одном проекте, в процессе обсуждения, рецензирования, критики и утверждения результатов.
4. Язык прошел многолетнюю проверку и продемонстрировал работоспособность как в проектах ВВС США, так и в других проектах, выполнявшихся государственными и частными промышленными компаниями.
5. Язык легок и прост в изучении и освоении.
6. Язык может генерироваться рядом инструментальных средств машинной графики; известны коммерческие программные продукты, поддерживающие разработку и анализ моделей - диаграмм IDEF0, например, продукт Design/IDEF 3.7 (и более поздние версии) фирмы MetaSoftwareCorporation (США).
Концепция IDEF0
Методология IDEF0 основана на следующих концептуальных положениях.
1. Модель – искусственный объект, представляющий собой отображение (образ) системы и ее компонентов. М моделирует А, если М отвечает на вопросы относительно А.Здесь М – модель, А – моделируемый объект (оригинал). Модель разрабатывают для понимания, анализа и принятия решений о реконструкции (реинжиниринге) или замене существующей, либо проектировании новой системы. Система представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих частей, выполняющих некоторую полезную работу. Частями (элементами) системы могут быть любые комбинации разнообразных сущностей, включающие людей, информацию, программное обеспечение, оборудование, изделия, сырье или энергию (энергоносители). Модель описывает, что происходит в системе, как ею управляют, какие сущности она преобразует, какие средства использует для выполнения своих функций и что производит.
2. Блочное моделирование и его графическое представление. Основнойконцептуальный принцип методологии IDEF – представление любой изучаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанныхблоков, отображающих процессы, операции, действия (определения – см.ниже), происходящие в изучаемой системе. В IDEF0 все, что происходит всистеме и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функцииставится в соответствие блок. На IDEF0 –диаграмме, основном документе при анализе и проектировании систем, блок представляет собой прямоугольник. Интерфейсы, посредством которых блок взаимодействует с другими блоками или с внешней по отношению к моделируемой системе средой, представляются стрелками), входящими в блок или выходящими изнего. Входящие стрелки показывают, какие условия должны быть одновременно выполнены, чтобы функция, описываемая блоком, осуществилась.
3. Лаконичность и точность. Документация, описывающая систему,должна быть точной и лаконичной. Многословные характеристики, изложенные в форме традиционных текстов, неудовлетворительны. Графический язык позволяет лаконично, однозначно и точно показать все элементы (блоки) системы и все отношения и связи между ними, выявить ошибочные, лишние или дублирующие связи и т.д.
4. Передача информации. Средства IDEF0 облегчают передачу информации от одного участника разработки модели (отдельного разработчика илирабочей группы) к другому. К числу таких средств относятся:
· диаграммы, основанные на простой графике блоков и стрелок, легкочитаемые и понимаемые;
· метки на естественном языке для описания блоков и стрелок, а такжеглоссарий и сопроводительный текст для уточнения смысла элементов диаграммы;
· последовательная декомпозиция диаграмм, строящаяся по иерархическому принципу, при котором на верхнем уровне отображаютсяосновные функции, а затем происходит их детализация и уточнение;
· древовидные схемы иерархии диаграмм и блоков, обеспечивающиеобозримость модели в целом и входящих в нее деталей.
5. Строгость и формализм. Разработка моделей IDEF0 требует соблюдения ряда строгих формальных правил, обеспечивающих преимуществаметодологии в отношении однозначности, точности и целостности сложных многоуровневых моделей. Эти правила описываются ниже. Здесь отмечается только основное из них: все стадии и этапы разработки и корректировки модели должны строго, формально документироваться с тем,чтобы при ее эксплуатации не возникало вопросов, связанных с неполнотой или некорректностью документации.
6. Итеративное моделирование. Разработка модели в IDEF0 представляетсобой пошаговую, итеративную процедуру. На каждом шаге итерацииразработчик предлагает вариант модели, который подвергают обсуждению, рецензированию и последующему редактированию, после чего циклповторяется. Такая организация работы способствует оптимальному использованию знаний системного аналитика, владеющего методологией итехникой IDEF0, и знаний специалистов – экспертов в предметной области, к которой относится объект моделирования.
7. Отделение «организации» от «функций». При разработке моделейследует избегать изначальной «привязки» функций исследуемой системык существующей организационной структуре моделируемого объекта(предприятия, фирмы).. Это помогает избежать субъективной точки зрения, навязанной организацией и ее руководством. Организационнаяструктура должна явиться результатом использования (применения) модели. Сравнение результата с существующей структурой позволяет, во-первых, оценить адекватность модели, а во-вторых – предложить решения, направленные на совершенствование этой структуры.
Основные определения методологии и языка IDEF0
1. Блок: прямоугольник, содержащий имя и номер и используемый для описания функции.
2. Ветвление: разделение стрелки на два или большее число сегментов.Может означать «развязывание пучка».
3. Внутренняя стрелка: входная, управляющая или выходная стрелка, концы которой связывают источник и потребителя, являющиеся блоками одной диаграммы. Отличается от граничной стрелки.
4. Входная стрелка: класс стрелок, которые отображают вход IDEF0-блока,то есть данные или материальные объекты, которые преобразуются функцией в выход. Входные стрелки связываются с левой стороной блокаIDEF0.
5. Выходная стрелка: класс стрелок, которые отображают выход IDEF0-блока, то есть данные или материальные объекты, произведенные функцией. Выходные стрелки связываются с правой стороной блока IDEF0.
6. Глоссарий: список определений для ключевых слов, фраз и аббревиатур,связанных с узлами, блоками, стрелками или с моделью IDEF0 в целом.
7. Граничная стрелка: стрелка, один из концов которой связан с источником или потребителем, а другой не присоединен ни к какому блоку надиаграмме. Отображает связь диаграммы с другими блоками системы иотличается от внутренней стрелки.
8. Декомпозиция: разделение моделируемой функции на функции - компоненты.
9. Дерево узлов: представление отношений между родительскими и дочерними узлами модели IDEF0 в форме древовидного графа. Имеет то жезначение и содержание, что и перечень узлов (см. 3.23).
10. Диаграмма A-0: специальный вид (контекстной) диаграммы IDEF0, состоящей из одного блока, описывающего функцию верхнего уровня, еевходы, выходы, управления, и механизмы, вместе с формулировками целимодели и точки зрения, с которой строится модель.
11. Диаграмма: часть модели, описывающая декомпозицию блока
12. Диаграмма-иллюстрация (FEO): графическое описание, используемое, для сообщения специфических фактов о диаграмме IDEF0. При построении диаграмм FEO можно не придерживаться правила IDEF0.
13. Дочерний блок: блок на дочерней (порожденной) диаграмме.
14. Дочерняя диаграмма: диаграмма, детализирующая родительский (порождающий) блок.
15. Имя блока: глагол или глагольный оборот, помещенный внутри блокаи описывающий моделируемую функцию.
16. Интерфейс: разделяющая граница, через которую проходят данныеили материальные объекты; соединение между двумя или большим числом компонентов модели, передающее данные или материальные объектыот одного компонента к другому.
17. Код ICOM: аббревиатура(Input - Вход, Control - Управление, Output - Выход, Mechanism – Механизм), код, обеспечивающий соответствие граничных стрелок дочерней диаграммы со стрелками родительского блока; используется для ссылок.
18. Контекст: окружающая среда, в которой действует функция иликомплект функций на диаграмме.
19. Контекстная диаграмма: диаграмма, имеющая узловой номер A-n (n 
0), которая представляет контекст модели, Диаграмма A-0, состоящая из одного блока, является необходимой (обязательной) контекстнойдиаграммой; диаграммы с узловыми номерами A-1, A-2,... - дополнительные контекстные диаграммы.
20. Метка стрелки: существительное или оборот существительного, связанные со стрелкой или сегментом стрелки и определяющие их значение.
21. Модель IDEF0: графическое описание системы, разработанное с определенной целью (см. 3.46) и с выбранной точки зрения (см. 3.39). Комплект одной или более диаграмм IDEF0, которые изображают функциисистемы с помощью графики, текста и глоссария.
22. Номер блока: число (0 - 6), помещаемое в правом нижнем углу блока иоднозначно идентифицирующее блок на диаграмме.
23. Перечень узлов: список, часто ступенчатый, показывающий узлы модели IDEF0 в упорядоченном виде. Имеет то же значение и содержание, что и дерево узлов (см. 3.9).
24. Примечание к модели: текстовый комментарий, являющийся частью диаграммы IDEF0 и используемый для записи факта, не нашедшего графического изображения.
25. Родительская диаграмма: диаграмма, которая содержит родительский блок.
26. Родительский блок: блок, который подробно описывается дочерней диаграммой.
27. Связывание/развязывание: объединение значений стрелок в составное значение (связывание в «пучок»), или разделение значений стрелок (развязывание «пучка»), выраженные синтаксисом слияния или ветвлениястрелок.
28. Сегмент стрелки: сегмент линии, который начинается или заканчивается на стороне блока, в точке ветвления или слияния, или на границе(несвязанный конец стрелки).
29. Семантика: значение синтаксических компонентов языка.
30. Синтаксис: Структурные компоненты или характеристики языка и правила, которые определяют отношения между ними.
31. Слияние: объединение двух или большего числа сегментов стрелок в один сегмент. Может означать «развязывание пучка».
32. С-номер: номер, создаваемый в хронологическом порядке и используемый для идентификации диаграммы и прослеживания ее истории; может быть использован в качестве ссылочного выражения при определении конкретной версии диаграммы.
33. Стрелка: направленная линия, состоящая из одного или нескольких сегментов, которая моделирует открытый канал или канал, передающий данные или материальные объекты от источника (начальная точка стрелки), к потребителю (конечная точка с «наконечником»). Имеется 4 класса стрелок: входная стрелка, выходная стрелка, управляющая стрелка,стрелка механизма (включает стрелку вызова). (См.: сегмент стрелки,граничная стрелка, внутренняя стрелка).
34. Стрелка вызова: вид стрелки механизма, который обозначает обращение из блока данной модели (или части модели) к блоку другой модели(или другой части той же модели) и обеспечивает связь между моделямиили между разными частями одной модели.
35. Стрелка механизма: класс стрелок, которые отображают механизмы IDEF0, то есть средства, используемые для выполнения функции; включает специальный случай стрелки вызова. Стрелки механизмов связываются с нижней стороной блока IDEF0.
36. Стрелка, помещенная в туннель (туннельная стрелка): стрелка (соспециальной нотацией), не удовлетворяющая обычному требованию, согласно которому каждая стрелка на дочерней диаграмме должна соответствовать стрелкам на родительской диаграмме.
37. Текст: любой текстовый (не графический) комментарий к графической диаграмме IDEF0.
38. Тильда: небольшая ломаная (волнистая) линия, используемая для соединения метки с конкретным сегментом стрелки или примечания моделис компонентом диаграммы.
39. Точка зрения: указание на должностное лицо или подразделение организации, с позиции которого разрабатывается модель
40. Узел: блок, порождающий дочерние блоки; родительский блок.
41. Узловая ссылка: код, присвоенный диаграмме, для ее идентификации и определения положения в иерархии модели; формируется из сокращенного имени модели и узлового номера диаграммы с дополнительными расширениями.
42. Узловой номер диаграммы: часть узловой ссылки диаграммы,которая соответствует номеру родительского блока.
43. Узловой номер: код, присвоенный блоку и определяющий его положение в иерархии модели; может быть использован в качестве подробногоссылочного выражения.
44. Управляющая стрелка: класс стрелок, которые в IDEF0 отображаютуправления, то есть условия, при выполнении которых выход блока будетправильным. Данные или объекты, моделируемыекак управления, могутпреобразовываться функцией, создающей соответствующий выход. Управляющие стрелки связываются с верхней стороной блока IDEF0.
45. Функция: деятельность, процесс или преобразование (моделируемыеблоком IDEF0), идентифицируемое глаголом или глагольной формой, которая описывает, что должно быть выполнено.
46. Цель: краткая формулировка причины создания модели.
Синтаксические правила
Блоки
1. Размеры блоков должны быть достаточными для того, чтобы включить имя блока.
2. Блоки должны быть прямоугольными, с прямыми углами.
3. Блоки должны быть нарисованы сплошными линиями.
Стрелки
1. Ломаные стрелки изменяют направление только под углом 90 град.
2. Стрелки должны быть нарисованы сплошными линиями различной толщины.
3. Стрелки могут состоять только из вертикальных или горизонтальных отрезков; отрезки, направленные по диагонали, не допускаются.
4. Концы стрелок должны касаться внешней границы функционального блока, но не должны пересекать ее.
5. Стрелки должны присоединяться к блоку на его сторонах. Присоединение в углах не допускается.
Диаграммы IDEF0
IDEF0-модели состоят из трех типов документов: графических диаграмм, текста и глоссария. Эти документы имеют перекрестные ссылки друг на друга. Графическая диаграмма – главный компонент IDEF0-модели, содержащий блоки, стрелки, соединения блоков и стрелок и ассоциированные с ними отношения. Блоки представляют основные функции моделируемого объекта. Эти функции могут быть разбиты (декомпозированы) на составные части и представлены в виде более подробных диаграмм; процесс декомпозиции продолжается до тех пор, пока объект не будет описан на уровне детализации, необходимом для достижения целей конкретного проекта. Диаграмма верхнего уровня обеспечивает наиболее общее или абстрактное описание объекта моделирования. За этой диаграммой следует серия дочерних диаграмм, дающих более детальное представление об объекте.