Структурные технологии анализа ИС

В 70 - 80-х гг. при разработке ИС была разработана структурная методология, предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания ИС и принимаемых технических решений. Она основана на наглядной графической технике: для описания различного рода моделей ИС используются схемы и диаграммы.

Под структурным анализом принято называть метод исследования системы, который начинается с её общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со всё большим числом уровней. Суть его в разбиении системы на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов. Для таких методов характерно разбиение на уровни абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней; ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали; использование строгих формальных правил записи; последовательное приближение к конечному результату,

Все методологии структурного анализа базируются на ряде общих принципов, в качестве двух базовых принципов используются следующие:

· декомпозиции системы, который является принципом решения трудных задач путём разбиения их на множество меньших независимых задач, лёгких для решения; и

· принцип иерархического упорядочивания, который заключается в организации составных частей задачи в иерархические структуры.

Кроме того, важными принципами являются:

· принцип абстрагирования - заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

· принцип формализации - заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы;

· принцип непротиворечивости - заключается в обоснованности и согласованности элементов;

· принцип структурирования данных - заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными.

Перечисленные средства в совокупности дают полное описание ИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой.

CASE-средства

Наглядность и строгость средств структурного анализа позволяла разработчикам и будущим пользователям системы с самого начала неформально участвовать в её создании, обсуждать и закреплять понимание основных технических решений. Однако широкое применение этой методологии и следование её рекомендациям при разработке конкретных ИС встречалось достаточно редко, поскольку при неавтоматизированной (ручной) разработке это практически невозможно. Действительно, вручную очень трудно разработать и графически представить строгие формальные спецификации системы, проверить их на полноту и непротиворечивость и тем более изменить. Если всё же удаётся создать строгую систему проектных документов, то её переработка при появлении серьёзных изменений практически неосуществима. Ручная разработка обычно порождала следующие проблемы:

· неадекватную спецификацию требований;

· неспособность обнаруживать ошибки в проектных решениях;

· низкое качество документации, снижающее эксплуатационные характеристики;

· затяжной цикл и неудовлетворительные результаты тестирования.

С другой стороны, разработчики ИС исторически всегда стояли последними в ряду тех, кто использовал компьютерные технологии для повышения качества, надёжности и производительности в своей собственной работе (феномен "сапожника без сапог").

Перечисленные факторы способствовали появлению программно-технологических средств специального класса – СASE - средств (Computer Aided Software Engineering), реализующих CASE - технологию создания и сопровождения ИС.

CASE - технология представляет собой методологию проектирования ИС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE - средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Каждой группе средств соответствуют определённые виды моделей (диаграмм), наиболее распространёнными среди которых являются следующие:

SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы;

DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных;

ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь".

Структурные модели

SADT - модель даёт полное, точное и адекватное описание системы, имеющее конкретное назначение. Это назначение, называемое целью модели, вытекает из формального определения модели в SADT. В SADT - моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графического языка - сама методология SADT. Графический язык SADT обеспечивает структуру и точную семантику естественному языку модели. Графический язык SADT организует естественный язык вполне определённым и однозначным образом.

С точки зрения SADT, модель может описывать либо на функции системы, либо её объекты. SADT-модели, ориентированные на функции, принято называть функциональными моделями, а ориентированные на объекты системы - моделями данных, функциональная модель представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые, в свою очередь, отражают свои взаимоотношения через объекты системы. Модели данных дуальны к функциональным моделям и представляют собой подробное описание объектов системы, связанных системными функциями. Полная методология SADT поддерживает создание множества моделей для более точного описания сложной системы.