Основы структурного анализа

Элементы современного структурного анализа начали использоваться уже при создании ранних программ для ЭВМ. Сложность программ росла стремительно, и в языках программирования стали применяться дополнительные конструкции (функции, модули, процедуры), облегчающие разработку. Программа, исходно сводившаяся к простому перечислению исполняемых команд, по мере развития подобных конструкций переставала быть неотделимой от аппаратной части. Иными словами, программы стали структурными и иерархичными, поскольку в их основе лежала структурная модель.

Структурная модель — это способ описания объектов как сущностей и атрибутов, но без описания их свойств^[1].

Принцип декомпозиции — это основа структурного подхода, поскольку системная структура описывается в виде иерархии функций и передачи информации между функциональными элементами. Принцип декомпозиции означает, что ИС разбивается на подсистемы по признаку функциональности. Подсистемы делятся на функции, которые в дальнейшем делятся на задачи и т. п. Процесс декомпозиции повторяется до тех пор, пока не будут получены конкретные процедуры. Тем не менее ИС остается целостной, поскольку декомпозиция не делает подсистемы несвязанными.

Базовые принципы структурного подхода таковы:

• • принцип «разделяй и властвуй» (сложные проблемы решаются как более простые за счет разбиения на удобные для понимания проблемы);
• • принцип иерархичности;
• • принцип абстрагирования (выделение основных аспектов системы, чтобы не отвлекаться на несущественные);
• • принцип формализации (применение строго формализованной методологии);
• • принцип непротиворечивости (все элементы ИС должны быть обоснованными и согласованными);
• • принцип структурирования данных (все данные должны иметь четкую иерархическую структуру).

Первые методологии, нацеленные на применение принципов структурного программирования, стали развиваться и активно применяться на практике уже в 60-х гг. XX в. При этом структурный подход не менее актуален и сейчас.

В наиболее общем виде структурный подход к анализу основан на представлении ИС в виде системы взаимосвязанных функций. За счет этого ход работ начинается с общего описания системы и продолжается детализацией ее отдельных функций, причем число уровней варьируется вплоть до достижения уровня конкретных процедур, которые невозможно или не требуется детализировать. Вместе с этим констатируется, что ИС должна быть представлена как единое целое, а се компоненты должны оставаться взаи мос вязан н ы м и.

Сегодня существует множество методологий, использующихся в структурном анализе. Одна из самых известных — методология SADT (Structured Analysis and Design Technique), которая возникла еще в 60-е гг. XX в. Методология позволила упорядочить процесс создания ИС, что стало своеобразным прорывом для отрасли. Уже в 1981 г. SADT применяли около 50 крупнейших компаний, а ее успешное применение было продемонстрировано более чем в 200 проектах.

SADT применяется и сегодня, причем для ее поддержки используются различные современные программные решения. Тем не менее гораздо чаше можно встретиться с методологией IDEF0, основанной на идеях и принципах SADT. Стандарт IDEF0 был разработан в 1981 г. департаментом Военновоздушных сил США для обеспечения групповой работы над созданием различных моделей. Предполагалось, что стандарт позволит участвовать в работе всем разнопрофильным аналитикам и специалистам. Последняя редакция IDEF0 датируется 1993 г., а сама методология по-прежнему применяется для функционального моделирования.

Следующая важная методология структурного подхода носит название DFD {Data Flow Diagram). DFD позволяет описать внешние (относительно ИС) источники данных, адресатов, логические функции, хранилища данных. DFD применяется для функционального анализа наравне с IDEF0.

Для информационного моделирования в рамках структурного подхода зачастую применяется методология FRD {Entity-Relationship Diagram). Как правило, ER-модели применяются для высокоуровневого концептуального моделирования баз данных. Команда разработчиков формирует исходную ER-модель, которая затем трансформируется в конкретную схему БД. Методология была предложена в 1976 г. П. Ченом.

Функциональное и поведенческое моделирование очень часто производится при помощи ЕРС-диаграмм {Event-driven Process Chain). Диаграммы данного типа широко применяются в бизнесе для описания бизнес-процессов. Метод был разработан в начале 1990;х гг. А.-В. Шеером в рамках работы над созданием ARIS.

Не меньшее значение для функционального и поведенческого моделирования имеют BPMN-диаграммы. BPMN также нацелена на описание бизнес-процессов и широко применяется как в бизнесе, так и в сфере проектирования информационных систем.

Теперь, перечислив основные методологии и диаграммы структурного анализа, можно перейти к рассмотрению его общей логики. Общая логика структурного анализа подразумевает последовательное выполнение четырех шагов.

• 1. Разработка функциональной модели, которая определяет, анализирует и фиксирует требования к составу и структуре ИС. Функциональная модель включает определение, для чего разрабатывается И С и какие функции она будет выполнять. Также функциональная модель включает промежуточные и итоговые результаты работы системы и исходную информацию.
• 2. Разработка информационной модели, основанной на информационных потоках, которые определяют состав и структуру данных, хранимых и используемых системой.
• 3. Разработка поведенческой модели, описывающей поведение системы, т. е. формирование процедур непосредственно для реализации сформированных ранее функций. Поведенческие модели включают алгоритмы обработки данных и поведения элементов системы.
• 4. Разработка компонентной модели. Заключительная стадия включает в себя распределение функций, но подсистемам, техническое обеспечение и модель распределения, но узлам системы.

Разумеется, модели могут создаваться параллельно или в любом другом порядке. Практика показывает, что разработка каждой последующей модели начинается еще до середины разработки текущей модели, а иногда и раньше.

• [1] Вичугова А. В. Методы и средства концептуального проектирования информационныхсистем: сравнительный анализ структурного и объектно-ориентированного подходов // Прикладная информатика. 2014. № 1.