CC BY
181
УДК 004.652
ДИАГРАММЫ ПОТОКОВ ДАННЫХ И ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАК ИНСТРУМЕНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
А. Н. Тасваева
Проводится анализ диаграммы вариантов использования и модели DFD, выделяются их отличительные особенности, а также общие принципы построения, приводится пример построения диаграмм для одной предметной области.
There is an analysis of the chart of options of use and the DFD model, their distinctive features, and also the general principles of construction are allocated, it is given an example creation of charts for one subject domain.
При проектировании информационных систем используются различные инструменты и методики. В соответствии с различными представлениями об организации выделяют функциональные (структурные) и объектные методики. В структурном анализе выделяют следующие модели:
SADT - модели и соответствующие функциональные диаграммы;
DFD - диаграммы потоков данных;
ERD - диаграммы «сущность-связь».
UML (объектно-ориентированное проектирование) содержит стандартный набор диаграмм для моделирования:
1) диаграммы вариантов использования;
2) диаграммы классов;
3) диаграммы поведения системы:
а) диаграммы взаимодействия:
- кооперативные диаграммы;
- диаграммы последовательности;
б) диаграммы состояний;
в) диаграммы деятельностей;
4) диаграммы реализации:
а) диаграммы компонентов;
б) диаграммы размещения.
Рассмотрим диаграммы потоков данных (структурный анализ) и вариантов использования (объектно-ориентированный анализ, UML).
Хотя методы структурного анализа могут значительно помочь при анализе систем и организаций, методы объектно-ориентированного анализа предназначены для обеспечения более удобной передачи информации между моделями анализируемых систем и моделями разрабатываемого программного обеспечения (ПО). В качестве графических моделей в этих методах вместо диаграмм потоков данных используются диаграммы вариантов использования.
Однако диаграммы вариантов использования несут несколько меньше информации по сравнению с соответствующими диаграммами потоков данных: на них процессы и хранилища в соответствии с принципом объединения данных и методов работы с ними объединяются в варианты использования, и остаются только связи между вариантами использования и действующими
лицами. Для представления остальной информации каждый вариант использования может дополняться набором разнообразных диаграмм ИМЬ - диаграммами деятельностей, диаграммами сценариев и пр. [1, с. 121-129].
Внешняя сущность в БРБ модели - это материальный предмет или физическое лицо, представляющее собой источник или приемник информации. На диаграмме вариантов использования неким источником и приемником информации является актер - множество ролей, которые играют внешние сущности по отношению к системе. По сути, актеры являются аналогами внешних сущностей.
Прецедент, или вариант использования, - это последовательность действий, выполняемых системой в ответ на событие, инициируемое актером. А функциональные блоки в БРБ модели представляют собой преобразование входных потоков данных в выходные. В отличие от БРБ на диаграмме вариантов использования не соединяют стрелкой два прецедента непосредственно. Здесь описывается, какие варианты использования доступны системе, а не порядок их выполнения.
Между элементами диаграммы вариантов использования могут существовать различные отношения между актерами и прецедентами: ассоциации, включения, расширения и обобщения.
Ассоциация - единственно возможная связь между актером и прецедентом. Она показывает, что актер и прецедент общаются друг с другом, посылая и получая сообщения.
Если два или более прецедента имеют сходство в структуре и поведении, то целесообразно выделить общий фрагмент и построить новый, родительский прецедент. Исходные варианты использования будут являться дочерними по отношению к родительскому. Дочерний вариант использования наследует все поведение, описанное в родительском варианте. Отношение обобщения означает, что когда осуществляется дочерний вариант использования, необходимо исполнение и родительского.
Отношение включения означает, что для полного осуществления основного варианта использования необходимо выполнение и включаемого варианта.
Если вариант использования имеет фрагменты, которые по характеру являются необязательными или представляют собой исключения и при этом не способствуют лучшему пониманию основного назначения варианта использования, то можно создать новый, расширяющий прецедент. Начальный вариант становится базовым, который связывается с новым вариантом отношением расширения.
К компонентам БРБ также относятся потоки данных. Поток данных соединяет выход процесса с входом другого процесса. Он представляет промежуточные данные вычислений. Дуги могут разветвляться или сливаться, что означает соответственно разделение потока данных на части либо слияние объектов [2, с. 78].
Рассмотрим данные диаграммы на конкретном примере: построим диаграмму потоков данных (рис. 1) и диаграмму вариантов использования (рис. 2) для такой предметной области, как «Риэлтерское агентство». На обеих диаграммах представлены два актера: «Клиент» и «Риэлтор». На диаграмме потоков данных даны следующие объекты:
- хранилища данных: «Список клиентов», «Помещения», «БД договоров»;
- процессы: «Обслуживание клиентов» и «Оформление договора»;
- внешние сущности: «Риэлтор» и «Клиент»;
- потоки данных: «Заявка на обслуживание», «Данные клиента», «Предоставление риэлтерских услуг» и т.д.
Рис. 1. Пример диаграммы потоков данных (БРБ)
Рис. 2. Пример диаграммы вариантов использования
Так как на диаграмме вариантов использования процессы и хранилища в соответствии с принципом объединения данных и методов работы с ними объединяются в прецеденты, на ней отображены такие объекты, как варианты использования («Рассказать об имеющихся помещениях», «Подобрать помещения», «Составить договор» и т.д.) и актеры («Клиент» и «Риэлтор»). Также на данной диаграмме представлено отношение включения. Например, прецеденты «Просмотреть помещения» и «Выбрать помещение» являются включаемыми в базовый прецедент «Подобрать помещения».
Таким образом, можно выделить отличительные особенности каждой из рассмотренных диаграмм:
- как на диаграмме вариантов использования, так и на DFD есть понятие внешней сущности;
- в обеих диаграммах не следует изображать внешние сущности, не взаимодействующие непосредственно с системой;
- обе диаграммы ориентированы на отображение взаимодействия внешних сущностей с системой;
- на DFD нельзя изобразить обобщение внешних сущностей через другие, что возможно на диаграмме вариантов использования.
Список литературы
1. Арлоу, Д. UML 2 и Унифицированный процесс. Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование : пер. с англ. / Д. Арлоу, И. Нейштадт. -2-е изд. - СПб. : Символ-Плюс, 2007. - 624 с.
2. Калашян, А. Н. Структурные модели бизнеса: DFD-технологии / А. Н. Калашян, Г. Н. Калянов. - М. : Финансы и статистика, 2003. - 256 с. - (Прикладные информационные технологии).
УДК 519.6
ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗАДАЧ
О. А. Хнаев, И. А. Пчелинцев
Приводятся необходимые сведения для поиска минимума функций одной и нескольких переменных, имеющие существенный интерес при решении экстремальных задач. Рассматриваются общая схема поиска минимума функции нескольких переменных методом спуска, метод покоординатного спуска Гаусса-Зейделя и градиентные методы.
In this article it is given necessary information for search of a minimum of functions of one and several variables which are of interest at a solution the extreme ofproblems. There is considered a method of a co-ordinate descent of Gauss-Zejdelja and gradient methods, the general scheme of search of a minimum offunction of several variables by a descent method.
Задача однокритериальной оптимизации определяется как задача нахождения экстремумов функции на множествах конечномерного векторного пространства, определяемых линейными и нелинейными ограничениями (равенствами и неравенствами). Первые оптимизационные задачи относятся к сфере экономики; от англ. «programming» - планирование, составление планов или программ. Результатом ее решения являются наилучшие, в некотором смысле, структура и значения параметров системы. Определение оптимальных значений параметров системы при заданной ее структуре называется параметрической оптимизацией; выбор оптимальной структуры системы -структурной оптимизацией.
