Моделирование систем управления. Формирование требований и разработка концептуальной модели. Разработка математической модели системы массового обслуживания, страница 16

Как всякая модель, отражающая задачу, должна содержать архитектуру системы, функции, выполняемые системой, и внешние условия. Помимо этого, в модели должны быть отражены интерфейсы с внешней средой, распределение функций между узлами системы, подробно описаны требования к программному, информационному и аппаратному обеспечениям системы.

Методы и принципы структурного анализа

Структурный анализ – это метод построения модели структуры системы в виде иерархии методом перехода от общего представления системы к детализации её составляющих. В результате создаётся дерево с различными уровнями. Обычно на каждом из уровней рассматривается от 3 до 7 элементов.

Методика упрощения (построения) дерева

Построение структуры ведётся в следующей последовательности:

1.  Система разбивается на отдельные элементы («чёрные ящики»). Каждый из «ЧЯ» по возможности должен реализовывать одну простую функцию; связи между «ЧЯ» должны быть однозначными и простыми.

2.  Из полученных «ЧЯ» составляется иерархическая структура системы.

3.  Специальными средствами структура представляется в графическом виде.

2. 8. 2. Средства структурного анализа

Структурная модель должна иллюстрировать:

1)  Функции, выполняемые системой;

2)  Отношения между данными, циркулирующими в системе;

3)  Поведение системы во времени.

В качестве средства структурного анализа широко используются диаграммы потоков данных – DFD. С помощью этого средства можно построить иерархическую структуру с описанием потоков и хранилищ данных в виде спецификаций,  словарей данных и ER- диаграмм.

Всякая информационная система  в качестве ядра или хранилища используют базу данных (БД). Для описания БД в структурном анализе используются диаграммы «сущность-связь» - ERD.

Поведение системы во времени описывается диаграммами переходов состояния системы – STD.

DFD – модель отображает источники информации (И); места сбора информации или стоки (С); процессы (преобразование данных), т.е. выполняемые системой и представленные в виде спецификаций процессов; потоки данных в виде словарей данных; структуру хранилища данных в виде ERD – диаграмм и функции управления процессом в виде STD – диаграмм.

DFD – модель

 

Модель представляет собой связанные сетью потоков и функциональных блоков.

Цель построения DFD – описание функции системы и установления отношения между входящими и выходящими потоками.

2. 8. 3. Графические элементы DFD – модели

1. Потоки данных представляют собой модель передачи информации и обозначаются следующим образом:

                                                                                               .

2. Процесс представляет собой преобразователь потоков данных. Обозначается в виде окружности с указанием имени процесса (глагол в неопределённой форме) и номер процесса. Пример:

3. Хранилище данных- это накопитель данных внутри процесса (БД).                                          Имя хранилища  записывается существительным в именительном падеже. Оно должно отражать содержание хранилища. Например: Кредитная карта.

Обозначается хранилище следующим образом:

 

4. Внешняя сущность обозначает внешний источник  или приемник данных, носит имя – существительное в именительном падеже (например: склад, память) а обозначается:

2. 8. 4. Этапы построения

модели системы средствами DFD

Модель средствами DFD строятся в следующей последовательности :

1.  Проводится  описательное моделирование (по аналогии с вышеизложенным). Выставляемые требования к объекту разбиваются на группы однотипных требований. При разбиении стремятся выбрать однозначные упрощённые группы.

2.   Полученные группы требований разбивают на внешние и внутренние в виде внешних и внутренних сущностей.

3.  Внутренние группы (сущности) определяются как «чёрный ящик»,  внешние сущности выделяются и устанавливаются связи между «ЧЯ» и внешними сущностями. Каждая связь подвергается описанию.

4.  Составляется контекстная диаграмма, представляющая собой модель, состоящую из «ЧЯ» и внешних сущностей, связанных между собой.

5.  Полученная контекстная диаграмма детализируется, (раскрывается) средствами DFD. Этот процесс называется формирование DFD 1-го уровня. В результате формирования DFD 1-го уровня в структуре появляется множество процессов. Если процессы сложные, их подвергают декомпозиции, доводя, таким образом, до простейших. Таким образом, создаётся дерево системы. Для каждого процесса, указанного в дереве, составляется спецификация процесса (полное описание).

Пример построения модели DFD-средствами

В качестве объекта возьмём банкомат, который обслуживает клиента по кредитным картам.

Порядок составления модели банкомата:

1. В результате анализа описательной модели можно выделить две группы требований, предъявляемых к банкомату:

1)  Группа требований, предъявляемых банкоматом к клиенту и клиента к банкомату.

2)  Группа требований, предъявляемых к компьютеру банка и компьютера банка    к банкомату.

2. В качестве внешних сущностей выделяются: КЛИЕНТ и КОМПЬЮТЕР БАНКА.

3. Установливаются связи между внешними сущностями и банкоматом («ЧЯ»).

Со стороны клиента с банкоматом должны быть установлены следующие связи (передаваемая информация):

         а) Кредитная карта. Она должна содержать пароль, лимит денег у клиента и детали, описывающие самого клиента.

         б) Ключевые данные. Содержат пароль и запрос на обслуживание.

Группа связей между банкоматом и клиентом включает в себя:

         а) Сообщение, в виде требования ввести ключевые данные;

         б) Деньги (выдача денег клиенту);

         в) Выписку, представляющую собой выписку о деньгах, о проведенной   операции и т.д. (квитанцию).

Группа связей между банкоматом и компьютером банка включает в себя:

         а) Протокол обслуживания, представляющий собой информацию об обработанном документе, изымаемой сумме и т.д.