Лабораторна робота №1, Побудова діаграм потоків даних за методологією Гейна-Сарсона в інформаційних системах і технологіях

« Назад

Мета роботи: практично засвоїти основні типи побудови діаграм потоків даних за допомогою методології Гейна-Сарсона.

Короткі теоретичні відомості

Методологія структурного аналізу і проектування ІС визначає основні напрямки для оцінки і вибору проекту ІС, що розробляється, основні кроки, що повинні бути виконані, їхня послідовність, правила розподілу і призначення операцій і засобів.

Методологія Гейна-Сарсона ґрунтується на ідеї висхідної ієрархічної організації. Метою даної методології є перетворення загальних, нечітких знань про вимоги до системи в точні (наскільки це можливо) визначення. Дана методологія фокусує увагу на потоках даних, її головне призначення — створення в графіці документів за функціональними вимогами. Методологія підтримується традиційними висхідними засобами проектування специфікацій і забезпечує один з кращих засобів зв'язку між аналітиками, розробниками і користувачами системи. Відповідно до методології модель системи визначається як ієрархія діаграм потоків даних, що описують асинхронний процес перетворення інформації від її введення в систему до видачі користувачу. Діаграми верхніх рівнів ієрархії визначають основні процеси або підсистеми ІС із зовнішніми входами і виходами. Вони деталізуються за допомогою діаграм нижнього рівня. Така декомпозиція продовжується, створюючи багаторівневу ієрархію діаграм доти, поки не буде досягнуто такий рівень декомпозиції, при якому процеси стають елементарними і деталізувати їх далі неможливо.

Джерела інформації (зовнішні сутності) породжують інформаційні потоки (потоки даних), що переносять інформацію до підсистем або процесів. Ті у свою чергу перетворюють інформацію і породжують нові потоки, які переносять інформацію до інших процесів або підсистем, накопичувачам даних або зовнішнім сутностям - споживачам інформації. Таким чином, основними компонентами діаграм потоків даних є: зовнішні сутності; системи/підсистеми; процеси; накопичувачі даних; потоки даних.

Побудова ієрархії діаграм потоків даних

Першим кроком при побудові ієрархії DFD є побудова контекстних діаграм. Звичайно при проектуванні відносно простих ІС будується єдина контекстна діаграма з зіркоподібною топологією, у центрі якої знаходиться так називаний головний процес, сполучений із приймачами і джерелами інформації, за допомогою яких із системою взаємодіють користувачі й інші зовнішні системи.

Якщо ж для складної системи обмежитися єдиною контекстною діаграмою, то вона буде містити занадто велику кількість джерел і приймачів інформації, які важко розташувати на листі паперу нормального формату, і крім того, єдиний головний процес не розкриває структури розподіленої системи. Ознаками складності (у змісті контексту) можуть бути:

- наявність великої кількості зовнішніх сутностей (десять і більше);

- розподілена природа системи;

- багатофункціональність системи з вже сформованим або виявленим групуванням функцій в окремі підсистеми.

Для складних ІС будується ієрархія контекстних діаграм. При цьому контекстна діаграма верхнього рівня містить не єдиний головний процес, а набір підсистем, сполучених потоками даних. Контекстні діаграми такого рівня деталізують контекст і структуру підсистем.

Ієрархія контекстних діаграм визначає взаємодію основних функціональних підсистем проектованої ІС як між собою, так і з зовнішніми вхідними і вихідними потоками даних і зовнішніми об'єктами (джерелами і приймачами інформації), із якими взаємодіє ІС.

Розробка контекстних діаграм вирішує проблему строгого визначення функціональної структури ІС на ранній стадії її проектування, що особливо важливо для складних багатофункціональних систем, у розробці яких беруть участь різні організації і колективи розробників.

Після побудови контекстних діаграм отриману модель варто перевірити на повноту вихідних даних про об'єкти системи й ізольованість об'єктів (відсутність інформаційних зв'язків з іншими об'єктами).

Для кожної підсистеми виконується її деталізація за допомогою DFD. Кожний процес на DFD, у свою чергу, може бути деталізований за допомогою DFD або міні специфікації. При деталізації повинні виконуватися наступні правила:

- правило балансування-означає, що при деталізації підсистеми або процесу діаграма, що деталізується, у якості зовнішніх джерел/приймачів даних може мати тільки ті компоненти (підсистеми, процеси, зовнішні сутності, накопичувані даних), із якими має інформаційний зв'язок підсистема або процес, що деталізується, на батьківській діаграмі;

- правило нумерації-означає, що при деталізації процесів повинна підтримуватися їхня ієрархічна нумерація. Наприклад, процеси, що деталізують процес із номером 12, отримують номера 12.1, 12.2, 12.3 і т.д.

Міні специфікація є кінцевою вершиною ієрархії DFD. Рішення про завершення деталізації процесу і використанні міні специфікації приймається аналітиком виходячи з наступних критеріїв:

- наявності в процесі відносно невеликої кількості вхідних і вихідних потоків даних (2-3 потоку);

- можливості опису перетворення даних процесом у вигляді послідовного алгоритму;

- виконання процесом єдиної логічної функції перетворення вхідної інформації у вихідну;

- можливості опису логіки процесу за допомогою міні специфікації.

Хід роботи

1. Визначаю зовнішні сутності, процеси, накопичувачі даних, потоки даних; описую їх призначення згідно з інформаційної системи.

2. Даю опис діаграм потоків даних згідно нотації Гейна-Сарсона.

3. Будую контекстну діаграму для даної інформаційної системи.

4. Даю опис потоків даних, що використовуються для моделювання передачі інформації в даній інформаційній системі.

5. Деталізую контекстну діаграму до другого рівня.

6. Даю опис сховища даних та зовнішніх сутностей, що використовуються в даній інформаційній системі.

Опис зовнішніх сутностей, накопичувачів даних, потоків даних

Зовнішня сутність, для даної задачі, є пацієнт, що представляє собою фізичну особу, що представляє собою приймач інформації, тобто, лікарню. Визначення деякого об'єкта або системи в якості зовнішньої сутності вказує на те, що вона перебуває за межами кордонів аналізованої ІС. У процесі аналізу деякі зовнішні сутності можуть бути перенесені усередину діаграми аналізованої ІС, якщо це необхідно, або, навпаки, частина процесів ІС може бути винесена за межі діаграми і подана як зовнішня сутність.

Накопичувачами даних, для даного випадку, слугуватимуть архіви з даними про пацієнтів і журнал руху хворих. Накопичувач даних у загальному випадку є прообразом майбутньої бази даних і опис даних які в ньому зберігаються, повинен бути пов'язаний з інформаційною моделлю.

Потік даних визначає інформацію, передану через деяке з'єднання від джерела до приймача. Потік даних на діаграмі позначається лінією, що закінчується стрілкою, котра показує напрямок потоку. Кожний потік даних має ім'я, яке відображає його зміст.

Методологія Гейна-Сарсона ґрунтується на ідеї висхідної ієрархічної організації. Метою даної методології є перетворення загальних, нечітких знань про вимоги до системи в точні (наскільки це можливо) визначення. Дана методологія фокусує увагу на потоках даних, її головне призначення — створення в графіці документів за функціональними вимогами. Методологія підтримується традиційними висхідними засобами проектування специфікацій і забезпечує один з кращих засобів зв'язку між аналітиками, розробниками і користувачами системи. Відповідно до методології модель системи визначається як ієрархія діаграм потоків даних, що описують асинхронний процес перетворення інформації від її введення в систему до видачі користувачу. Діаграми верхніх рівнів ієрархії визначають основні процеси або підсистеми ІС із зовнішніми входами і виходами. Вони деталізуються за допомогою діаграм нижнього рівня. Така декомпозиція продовжується, створюючи багаторівневу ієрархію діаграм доти, поки не буде досягнуто такий рівень декомпозиції, при якому процеси стають елементарними і деталізувати їх далі неможливо.

Контекстна діаграма

Рис. 1 - Контекстна діаграма

Деталізована діаграма

Рис. 2 - Деталізована діаграма І-го рівня

Рис. 3 - Деталізована діаграма ІІ-го рівня