Концептуальное и информационное моделирование

Выявление и моделирование бизнес — процессов.

Основу деятельности любой организации составляют ее деловые процессы или бизнес-процессы, которые определяются целями и задачами организации. Каждый бизнес-процесс характеризуется четко определенными во времени началом и концом. Для каждой работы, входящей в бизнес-процесс, определены временные характеристики, определяющие ее место в общей последовательности работ.

Описание деятельности организации с помощью бизнес-процессов позволяет определить где, когда и кем выполняется каждая функция, какие данные, информационные или функциональные взаимосвязи для этого нужны и откуда эти данные поступают. В данной работе рассматривается работа Управления Информатизации и ее подразделений.

Каждый бизнес-процесс характеризуется четко определенными во времени началом и концом, внешними интерфейсами, которые либо связывают его с другими бизнес — процессами внутри организации, либо описывают выход во внешнее окружение, последовательностью выполняемых работ и правилами их выполнения (бизнес-правилами). Для каждой работы, входящей в бизнес-процесс, определены временные характеристики, определяющие ее место в общей последовательности работ, условия инициализации и время выполнения.

Создаваемая модель бизнесс-процессов организации строится на базе построенных бизнесс-процессов по результатам обследования деятельности организации, проводимого на уровне подразделений.

На этом этапе проводится обследование подразделений, в результате которого выявляются выполняемые в них основные функции, их вход и выход. Эти функции распределяются по бизнесс-процессам, проходящим через каждое подразделение. В результате формируются и уточняются общие списки бизнес-процессов и функций по подразделениям, списки входных и выходных документов и другие характеристики, и вся эта информация наполняет каждый бизнес-процесс конкретным содержанием. В процессе отображения бизнес-процессов по уровням организационной иерархии формируется и уточняется общий список бизнес-процессов, и могут появиться новые бизнес-процессы. Главной целью создания модели бизнесс-процессов предприятия является детализация описания деятельности организации. От уровня описания реализации общих бизнесс-процессов в организации и списковых моделей в подразделениях до уровня детальных моделей подразделений, позволяющих выделить все функции подразделений, обрабатываемые документы, основные данные, описать регламент работы персонала и создать в итоге функциональную модель организации и концептуальную модель данных.

Выявленные в процессе обследования подразделения функции распределяются по бизнесс-процессам этого подразделения, наполняя их конкретными работами данного подразделения. При этом описания бизнесс-процессов могут дополняться и уточняться. В моделях описываются и детализируются бизнес-процессы, функции, информационные потоки, входные и выходные документы, взаимодействие внутри организации и с внешними объектами, данные, бизнес — правила, роли персонала и регламент, их взаимосвязи, временные и прочие характеристики.

Модель бизнес-процессов Управления Информатизации описываются в Созданные в средстве анализа (Upper CASE), предназначенном для построения и анализа моделей предметной области (BPwin (Logic Works)).

На основе созданной в Bpwin системе, можно построить отчеты, диаграммы. BPwin — это мощный инструмент моделирования, который используется для анализа, документирования и реорганизации сложных бизнес-процессов. Модель, созданная средствами BPwin, позволяет четко документировать различные аспекты деятельности — действия, которые необходимо предпринять, способы их осуществления, требующиеся для этого ресурсы и др.

Таким образом формируется целостная картина деятельности предприятия — от моделей организации работы в маленьких отделах до сложных иерархических структур. Модели BPwin дают основу для осмысления бизнес — процессов и оценки влияния тех или иных событий, а также описывают взаимодействие процессов и потоков информации в организации. Неэффективная, высоко затратная или избыточная деятельность может быть легко выявлена и, следовательно, усовершенствована, изменена или устранена в соответствии с общими целями организации.

Концептуальное моделирование.

С точки зрения системного анализа концептуальное моделирование является структуризацией предметной области, для которой разрабатывается система. Ее цель — выявление перечня и иерархии предметов, объектов, факторов и явлений, полный набор которых позволяет реализовать поставленные перед системой цели и задачи.

Согласно методологии ООАПиП системный анализ проекта предполагает на первом этапе рассмотрение и физическое моделирование предметной области. На данном этапе проводится расчленение (выделение, разбивка) предметной области, объектов системы на ряд подоблостей или подсистем (уровней), характеризуемых целостностью их восприятия и однородностью выполняемых работ (функций).

При этом требуемый критерий целостности восприятия дает право продолжать расчленение до тех пор пока предмет или объект (фактор системы) не перестанет восприниматься как в свою очередь состоящий из объектов, т. е., до элементарного, неделимого уровня.

Критерий однородности выполняемых работ (функций) дает возможность использовать концептуальную модель для корректировки разработанного во введении дерева работ.

Результаты концептуального моделирования являются базисными для реализации этапов информационного моделирования и затем разработки моделей состояний (жизненных циклов системы) — моделей, определяющих функционирование разрабатываемой системы.

Для углубленного изучения и закрепления проделанной работы, немаловажную роль играет детальное рассмотрение различных объектов.

Именно в этом состоит задача концептуального моделирования. Иными словами говоря концептуальное моделирование включает системное представление доменов предметной области с кратким описанием назначения или функций объекта и структуризацию факторов (атрибутов).

Так как, объекты составляют основу концептуального моделирования, я хотел бы остановиться на них более подробно. Объект это абстракция множества предметов реального мира.

Различают следующие виды объектов…

Реальные объекты — предметы реального мира, а точнее абстракции реальных объектов, как их мы представляем для наших целей. Например: завод, бухгалтерия, склад.

Ролевые объекты — абстракции цели или назначения человека, функциональные части оборудования или организации. Например: бухгалтер, экономист, аудитор.

Инциденты — абстракция чего-то произошедшего или случившегося. Например: перечисление в банк, проводка, платежи, поставка.

Взаимодействие — объекты получаемые из отношений с другими объектами. Например: контракт, платежная ведомость, налоги, главная книга.

Спецификация — используется для представления правил, нормативных документов или критериев качества, стандартов.

Методы концептуального моделирования используют широкий диапазон математических средств и методов представления знаний. Широко используются как древовидные, так и сетевые конструкции, в которых различаются как вершины, так и ребра. Одним из видов являются графы связей, позволяющие разбивать структуру на узкие классы объектов системы. Очень часто графы связей отображаются таблицами в виде логических матриц отношений. Построение графов связей или таблиц один из распространённых методов формализации проектных задач. В данной курсовой работе была выбрана древовидная структура как более удобная и наглядная в конкретном случае.

Древовидная или иерархическая структура — эта структура, в которой каждый компонент системы, исключая первый непосредственно подчиняется только одному (вышестоящему) компоненту структуры. Это хорошо видно на приведенных примерах концептуальных моделей.

Информационное моделирование.

Цель этапа информационного моделирования состоит в том, чтобы идентифицировать концептуальные сущности, или объекты, которые составляют подсистему для анализа. Объекты информационной модели представляются через их имена и имена их атрибутов. Здесь устанавливаются связи между информационными объектами и функциональные зависимости.

Кроме структурной направленности информационное моделирование связанно с особенностями реализации связей в различных компьютерных технологиях, в зависимости от количества связываемых предметов.

Методология ООАПиП, в этой связи различает и рассматривает три вида связей:

• 1) один к одному;
• 2) один ко многим;
• 3) многие ко многим.

Это объясняется различными подходами и методами их реализации в отдельных компьютерных технологиях. Так, связи один к одному реализуется преимущественно матрицами, связи один ко многим на базе реляционной алгебры и реляционных таблиц, а связи «многие ко многим» требуют использования вспомогательного объекта.

Поэтому данная глава курсовой работы двунаправлена — решает как задачу структуризации системы, так и задачу анализа и формирования упомянутых трех видов связей.

Кроме того, в методологии ООАПиП принят графический вид информационных моделей, как предварительных, базисных для последующего моделирования состояний — жизненных циклов.

В информационной модели каждому объекту должно быть назначено уникальное имя. При этом имя должно явно указывать отношение объекта или к классу объектов или к экземпляру.

Для успешной реализации проекта объект проектирования должен быть прежде всего адекватно описан, должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели ИС. Накопленный к настоящему времени опыт проектирования ИС показывает, что это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до недавнего времени проектирование ИС выполнялось в основном на интуитивном уровне с применением неформализованных методов, основанных на искусстве, практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных проверках качества функционирования ИС. Кроме того, в процессе создания и функционирования ИС информационные потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение таких систем. Ручная разработка обычно порождала следующие проблемы:

• — неадекватная спецификация требований;
• — неспособность обнаруживать ошибки в проектных решениях;
• — низкое качество документации, снижающее эксплуатационные качества;
• — затяжной цикл и неудовлетворительные результаты тестирования.

Перечисленные факторы способствовали появлению программно-технологических средств специального класса — CASE-средств, реализующих CASE-технологию создания и сопровождения ИС. Термин CASE (Computer Aided Software Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения (ПО), в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ИС в целом. Теперь под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения ИС, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного ПО и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют полную среду разработки 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. Пример информационной модели данных по системе «Автоматизированная система документооборота» проработан в системе ERwin.

Определение жизненного цикла модели.

Необходимость анализа и разработки больших сложных, а в последнее время и сверхсложных систем, появление и использование при этом новых методологий, в частности ООАПиП, корпоративное проектирование, методология управления проектами, появление современных компьютерных технологий привело к следующему факту: при планировании работ алгоритмический подход, которым пользовались, имел существенный недостаток препятствующий работам.

Обнаружилось, что при алгоритмическом подходе трудно отслеживать все нюансы поведения (изменений состояний) анализируемых и разрабатываемых информационных объектов и систем, охватить все аспекты их поведения (функционирования), управления и пребывания в отдельных промежуточных состояниях. В связи с этим современные методы анализа разработки, моделирования, а также компьютерной технологии предлагают рассматривать поведение информационных объектов и систем в динамике (при функционировании) вводя понятие жизненного цикла объектов, подсистем, систем и надсистем.

Жизненный цикл представляет как модель их поведения, т. е., переход из одного состояния в другое. При этом считается наиболее подходящей моделью для представления жизненного цикла дискретный автомат Мура.

С этих позиций проанализируем и сопоставим трактовку модели представления жизненного цикла (состояний) методологии ООАПиП и классическую модель конечного автомата Мура представляющего частный их вид — автоматы без выходов.

Методология считает, что модель имеет следующий состав:

• 1. Множество состояний. Каждое состояние представляет стадию или этап в жизненном цикле типичного экземпляра объекта, при этом в качестве объектов рассматриваются не только элементарные, но и подсистемы и надсистемы. С точки зрения теории КА — это внутреннее состояние автомата которое, как правило, обозначается в алфавите Q;
• 2. Множество событий. Каждое событие представляет собой некоторое законченное действие влекущее за собой некоторое действие изменяющее поведение, состояние объекта или системы;
• 3. Множество правил перехода. Правило перехода определяет в какое следующее состояние переходит объект или система совпадая с теорией КА;
• 4. Действия. Действия — это деятельность или совокупность операций которые должны быть выполнены над объектами системы для достижения определенного состояния.

По крайней мере одно определенное действие должно быть связанно каждым состоянием, с точки зрения теории КА действие соответствует функциям перехода.

Придание функциям перехода более широкого смысла действия расширяет возможности моделирования жизненных циклов поскольку внутреннее состояние рассматривается в течении промежутка времени во время которого решается частная задачи ведущие к достижению данного состояния или совершается определенная работа результатом которой является данное состояние.

В качестве примеров действий приводятся:

• — выполнение расчетов над некоторой промежуточной таблицей;
• — реализации элементарного этапа;
• — действие по достижению заданного критериального значения;
• — определенная работа требующееся для достижения данного состояния;
• — определенной обработки данных заданных состояний и т. п.

Анализ описания действий в методологии ООПиП рпиводит к выводу, что это понятие подробно обсуждается в связи с удобством его использования при реализации модели состояний в различных компьютерных технологиях.

С другой стороны широкой трактовкой действия подтверждается сущность систем как интерпретирующих блок-схемы системы. Ибо как указанно выше интерпретирующая система по своему определению связанна с определенными действиями. Каков бы ни был замысел проекта, сам по себе, без реализации он мало что значит. Важен результат выполнения проекта, нужна работа по его осуществлению. Каждый проект независимо от его сложности и объема работ, необходимых для его выполнения, проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния, когда «проекта еще нет», и до состояния, когда «проекта ужу нет». Это упрощенное представление о «начале» и «конце» жизни проекта требует уточнения.

Что считать началом проекта?

Иногда это момент рождения идеи, особенно если ее рождению предшествовал скрупулезный поиск.

Для деловых людей начало проекта связанно скорее с началом его реализации и началом вложения денежных средств в его выполнение.

Концом проекта может быть:

• — завершение работ над его реализацией, то есть ввод проекта в действие;
• — перевод персонала, выполняющего проект, на другую работу;
• — достижение проектом заданных результатов;
• — прекращение финансирования проекта.

Понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО) — это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации.

Согласно сложившейся практике, состояния, через которые проходит проект, называют фазами (этапами, стадиями).

Деление проекта на фазы может быть самым разнообразным, такое деление выявляет некоторые важные контрольные точки «вехи», во время прохождения которых просматривается дополнительная информация и оцениваются возможные направления развития проекта.

В свою очередь каждая выделенная фаза (этап) может делиться на фазы следующего уровня:

• — подфазы;
• — подэтапы и т. д.

Применительно к очень крупным проектам, количество фаз и этапов их реализации может быть увеличено.

Выделение дополнительных этапов связанно с необходимостью более тщательного согласования действий.