Структурный подход к проектированию информационных систем на основе методологии функционального моделирования IDEF0

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования 

Тульский  государственный  университет 

Кафедра «Технология полиграфического производства и

защиты  информации» 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА  

по дисциплине:

«Технология разработки автоматизированных защитных систем» 

Структурный подход к проектированию информационных систем на основе методологии  функционального  моделирования IDEF0 
 
 
 

                                            Выполнил: ст. гр. 632262

                                            Виноградов Д.В. ( ___________)

                                            "_____" _____________2010г. 

                                            Проверил: к.т.н., доц.

                                            Чечуга О.В. ( ___________)

                                            "_____" _____________ 2010г. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Тула 2010 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Основные понятия CASE – технологий……………………………….4
1. Архитектура CASE – средства…………………………………………...6
2. Сущность структурного подхода к проектированию………………13
1. Методология структурного моделирования SADT……………………14
2. Состав функциональной модели………………………………………..15
3. Иерархия диаграмм………………………………………………………16
4. Типы связей между функциями…………………………………………21
3. Методология функционального моделирования на основе IDEF0……………………………………………………………………...25
1. Синтаксис графического языка IDEF0………………………………….26
1. Блок…………………………………………………………………….26
2. Стрелка…………………………………………………………………27
3. Синтаксические правила……………………………………………...27
2. Правила построения диаграмм………………………………………….28

Заключение……………………………………………………………………...33

Список  литературы………………………………………………………….....34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Постоянное  усложнение производственно-технических  и организационно-экономических систем – фирм, предприятий, производств, и других субъектов производственно-хозяйственной деятельности - и необходимость их анализа с целью совершенствования функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость применения специальных средств описания и анализа таких систем. Эта проблема приобретает особую актуальность в связи с появлением интегрированных компьютеризированных производств и автоматизированных предприятий.

     В связи с расширяющимся применением  информационных технологий и, в частности, CALS-технологий в народном хозяйстве Российской Федерации в настоящем руководящих документах приводятся основные сведения о методологии IDEF0 и графическом языке описания моделей, а также некоторые практические рекомендации по разработке таких моделей.

     В этой работе будут рассмотрены основные понятия и архитектура CASE – технологий, сущность структурного подхода к проектированию и описание методологии функционального моделирования на основе IDEF0. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Основные понятия CASE – технологий

     Термин CASE (Computer Aided System/Software Engineering) используется в довольно широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения, в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ЭИС в целом. С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений при использовании структурной методологии проектирования (сложности понимания, высокой трудоемкости и стоимости использования, трудности внесения изменений в проектные спецификации и т.д.) за счет ее автоматизации и интеграции поддерживающих средств. Таким образом, CASE-технологии не могут считаться самостоятельными, они только обеспечивают, как минимум, высокую эффективность их применения, а в некоторых случаях и принципиальную возможность применения соответствующей методологии. Большинство существующих CASE-систем ориентировано на автоматизацию проектирования программного обеспечения и основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного проектирования и программирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания системных требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств. В последнее время стали появляться CASE-системы, уделяющие основное внимание проблемам спецификации и моделирования технических средств.

     Наибольшая  потребность в использовании CASE-систем испытывается на начальных этапах разработки, а именно на этапах анализа и спецификации требований к ЭИС. Это объясняется тем, что цена ошибок, допущенных на начальных этапах, на несколько порядков превышает цену ошибок, выявленных на более поздних этапах разработки. 

     Появлению CASE-технологии предшествовали исследования в области методологии программирования. Программирование обрело черты системного подхода с разработкой и внедрением языков высокого уровня, методов структурного и модульного программирования, языков проектирования и средств их поддержки, формальных и неформальных языков описания системных требований и спецификаций и т.д. Кроме того, этому способствовали перечисленные ниже факторы:

• подготовка аналитиков и программистов, восприимчивых к концепциям модульного и структурного программирования;
• широкое внедрение и постоянный рост производительности персональных ЭВМ, позволяющих использовать эффективные графические средства и автоматизировать большинство этапов проектирования;
• внедрение сетевой технологии, предоставившей возможность объединения усилий отдельных исполнителей в единый процесс проектирования путем использования разделяемой базы данных, содержащей необходимую информацию о проекте.

Преимущества CASE-технологии по сравнению с традиционной технологией оригинального проектирования сводятся к следующему:

• улучшение качества разрабатываемого программного приложения за счет средств автоматического контроля и генерации;
• возможность повторного использования компонентов разработки;
• поддержание адаптивности и сопровождения ЭИС;
• снижение времени создания системы, что позволяет на ранних стадиях проектирования получить прототип будущей системы и оценить его;
• освобождение разработчиков от рутинной работы по документированию проекта, так как при этом используется встроенный документатор;
• возможность коллективной разработки ЭИС в режиме реального времени.

 

     CASE - технология в рамках методологии  включает в себя методы, с помощью  которых на основе графической  нотации строятся диаграммы, поддерживаемые  инструментальной средой.

     Методология определяет шаги и этапность реализации проекта, а также правила использования методов, с помощью которых разрабатывается проект.

     Метод - это процедура или техника  генерации описаний компонентов  ЭИС (например, проектирование потоков  и структур данных).

     Нотация - отображение структуры системы, элементов данных, этапов обработки с помощью специальных графических символов диаграмм, а также описание проекта системы на формальных и естественных языках.

     Инструментальные  средства CASE - специальные программы, которые поддерживают одну или несколько  методологии анализа и проектирования ИС.

     Рассмотрим  архитектуру CASE-средства, которая представлена на рисунке:

     

     Рисунок 1. Архитектура CASE – средства

     1.1 Архитектура CASE – средства. Ядром системы является база данных проекта ─  репозиторий (словарь данных). Он представляет собой специализированную базу данных, предназначенную для отображения состояния проектируемой ЭИС в каждый момент времени. Объекты всех диаграмм синхронизированы на основе общей информации словаря данных.

     Репозиторий содержит информацию об объектах проектируемой ЭИС и взаимосвязях между ними, все подсистемы обмениваются данными с ним. В репозитории хранятся описания следующих объектов:

• проектировщиков и их прав доступа к различным компонентам системы;
• организационных структур;
• диаграмм;
• компонентов диаграмм;
• связей между диаграммами;
• структур данных;
• программных модулей;
• процедур;
• библиотеки модулей и т.д.

     Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам  автоматизированных ИС в наглядном  виде изучать существующую информационную систему, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. Все модификации диаграмм, выполняемых разработчиками в интерактивном (диалоговом) режиме, вводятся в словарь данных, контролируются с общесистемной точки зрения и могут использоваться для дальнейшей генерации действующих функциональных приложений. В любой момент времени диаграммы могут быть распечатаны для включения в техническую документацию проекта.

     Графический редактор диаграмм предназначен для отображения в графическом виде в заданной нотации проектируемой ЭИС. Он позволяет выполнять следующие операции:

• создавать элементы диаграмм и взаимосвязи между ними;
• задавать описания элементов диаграмм;
• задавать описания связей между элементами диаграмм;
• редактировать элементы диаграмм, их взаимосвязи и описания.
• верификатор диаграмм служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования ЭИС. Он выполняет следующие функции:
• мониторинг правильности построения диаграмм;
• диагностику и выдачу сообщений об ошибках;
• выделение на диаграмме ошибочных элементов.

     Документатор  проекта позволяет получать информацию о состоянии проекта в виде различных отчетов. Отчеты могут строиться по нескольким признакам, например по времени, автору, элементам диаграмм, диаграмме или проекту в целом.

     Администратор проекта представляет собой инструменты, необходимые для выполнения следующих административных функций:

• инициализации проекта;
• задания начальных параметров проекта;
• назначения и изменения прав доступа к элементам проекта;
• мониторинга выполнения проекта.

     Сервис представляет собой набор системных утилит по обслуживанию репозитория. Данные утилиты выполняют функции архивации данных, восстановления данных и создания нового репозитория.

     Современные CASE-системы классифицируются по следующим признакам:

• по поддерживаемым методологиям проектирования: функционально (структурно) - ориентированные, объектно-ориентированные и комплексно-ориентированные (набор методологий проектирования);
• по поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм: с фиксированной нотацией, с отдельными нотациями и наиболее распространенными нотациями;

 

• по степени  интегрированности: tools (отдельные локальные  средства), toolkit (набор неинтегрированных  средств, охватывающих большинство  этапов разработки ЭИС) и workbench (полностью интегрированные средства, связанные общей базой проектных данных - репозиторием);
• по типу и архитектуре вычислительной техники: ориентированные на ПЭВМ, ориентированные на локальную вычислительную сеть (ЛВС), ориентированные на глобальную вычислительную сеть (ГВС) и смешанного типа;
• по режиму коллективной разработки проекта: не поддерживающие коллективную разработку, ориентированные на режим реального времени разработки проекта, ориентированные на режим объединения подпроектов;
• по типу операционной системы (ОС): работающие под управлением WINDOWS 3.11 и выше; работающие под управлением UNIX и работающие под управлением различных ОС (WINDOWS, UNIX, OS/2 и др.).