Практикум по применению IDEF0 для функционального описания программного обеспечения САПР
Практикум по применению IDEF0 для функционального описания программного обеспечения
Часть 1.
Если анализировать объявления о найме сотрудников фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения, то в последнее время ощущается острая нехватка руководителей проектов, способных грамотно осуществлять постановку задач. Проблема заключается не в том, что они не могут сформулировать задачу, а в том, что они не могут корректно оформить документацию с учетом современных стандартов проектирования. Заказчику уже мало дать несколько листиков, набранных в Word. Он хочет документацию, оформленную в BPWin, ErWin, S-Designer, Power Designer, Rational Rose и т.д. За каждым из этих CASE-средством стоит стандарт. Данная статья посвящена одному из них — IDEF0.
Введение. При составлении документации каждый руководитель проекта считает "за честь" придумать что-то "свое" — свой "суперформат" представления его идей. Сложность проектов растет, растет объем документации на проект, документация выходит за пределы рабочей группы... и тут становится ясно, что документация не устраивает заказчика или группу разработчиков осуществляющих доработку проекта и его сопровождение.
Обычно, руководитель проекта — или классный программист (ведущий программист темы — проекта), или хорошо владеющий иностранным языком человек знакомый с программированием. Это главные критерии отбора на должность руководителя проектом. В этом заключается корень проблемы. Можно быть классным программистом или просто хорошим сотрудником, но к оформлению документации это не имеет никакого отношения.
Обычно спецификация для каждого из типа руководителя скатывается или к описанию модели самой программы (архитектуре модулей, классов, DLL, структуре базы данных и ее использованию и т.д.) или к описанию пользовательских функций (что они должны делать, какие формы должны быть в программе и т.д.).
Идеальный вариант, когда постановку задачи ставит заказчик. В этом случае можно жить по принципу "заказчик хочет", и пока он удовлетворен, вы получаете от заказчика деньги. Но все больше проектов создается в недрах какой-либо организации, а затем уже предлагается заказчику. И в этом случае качество документации, то, что вы сделали и что предполагаете сделать, выходит на передний план. Документация в этом случае решает все...
Стандарт IDEF0 (Integrated Definition Function Modeling) предназначен для функционального моделирования и принят в качестве федерального стандарта США. Стандарт IDEF0 является одним из группы стандартов, широко применяемых для описания любых бизнес-процессов. Его применение для описания программных проектов является весьма молодым направлением, но применение IDEF0 гарантирует серьезное отношение к вам ваших партнеров...
Применение стандартов группы IDEF (IDEF0, IDEF1 и т.д.) является фактическим условием для получения статуса организацией, удовлетворяющей ISO9000, ISO9001. Эти стандарты для организации — возможность увеличить сбыт продукции, возможность доказать, что она "на гребне волны".
Многие программисты широко используют CASE ErWin, при этом не зная, что он основан на стандарте IDEF1. Это не просто то, что вам нравится или нравится вашим клиентам. Это стандарт — и этим все сказано.
Краткие основные понятия стандарта IDEF0. В основе стандарта IDEF0 лежит понятие функции. Функция — это управляемое действие над входными данными, результатом которого являются выходные данные, при этом используется некий механизм, посредством которого осуществляется это действие.
В основе стандарта IDEF0 лежит три базовых принципа:
1. принцип функциональной декомпозиции — любая функция может быть декомпозирована (детализирована, разбита) на более простые функции;
2. принцип ограничения сложности — количество блоков на диаграмме должно быть 2...6 (условие удобочитаемости);
3. принцип контекста — моделирование делового процесса начинается с построения контекстной диаграммы, на которой отображается только один блок— главная функция моделирующей системы, ограничивающая область границы моделирующей системы (регламентирует начальный этап построения модели).
IDEF0-диаграммы строятся при помощи блоков. Каждый блок описывает какое-либо законченное действие (функцию).
Четыре стороны блока имеют разное назначение. Слева отображаются входные данные, справа — выходные данные, сверху — управление, снизу — механизм.
Входные данные — исходные ресурсы для описываемой блоком функции (исходная информация, материалы).
Выходные данные — результирующие ресурсы, полученные в результате выполнения описываемой блоком функции (выходная информация, обработанные исходные материалы).
Управление — это то, что воздействует на процесс выполнения описываемой блоком функции и позволяет влиять на результат выполнения действия (средства управления, датчики, люди).
Механизм — это то, посредством чего осуществляется данное действие (станки, приборы, людские ресурсы, программное обеспечение).
Взаимодействие между блоками отображается в виде дуг (стрелок). Иногда стороны блока называют направлениями, а стрелки — потоками. Стрелки можно подписывать. Подписи связываются с соответствующей стрелкой при помощи зигзага (молнии).
Общий вид реализации блока IDEF0-диаграммы изображен на рис.1.
Рис.1. Реализация блока, применяемого в IDEF0-диаграммах.
При декомпозиции (детализации) функции во вновь образуемой диаграмме отображаются все входящие и исходящие стрелки (дуги, потоки), связанные с разбиваемой функцией. Количество стрелок на любом уровне диаграммы и в любом направлении не ограничено. Диаграмма носит название разбиваемого блока (функции). Только название диаграммы-контекста (ДК) совпадает с названием содержащейся в диаграмме функции.
В своей сущности диаграммы образуют дерево. Любая диаграмма выступает как ДК по отношению к низлежащим.
В качестве примера можно рассмотреть некоторую абстрактную функцию. Данная функция имеет входные данные, два разнородных типа выходных данных, управляется внешним воздействием и реализуется механизмами А и В. Пример основной диаграммы-контекста изображен на рис.2, а детализированный (декомпозированный) вариант этой функции, состоящий из двух функций (более элементарных действий), изображен на рис.3. В свою очередь, функции 1 и 2 тоже могут быть детализированы (декомпозированы).
Рис.2. Пример основной диаграммы.
Рис.3. Пример декомпозиции основной функции.
Диаграмма располагается на специальном бланке, который содержит название функции, ее графическое изображение, обозначение диаграммы с уровнем вложенности, связи с другими функциями, специальную информацию об авторе, организации и описываемом проекте.
Связи. Стрелки или дуги показывают взаимосвязи между блоками. Стрелки обычно подписывают. Подписи стрелок выбираются в виде существительных. Для удобства стрелки соединяют с подписями молниями. Для удобочитаемости IDEF0-диаграммы рекомендуется располагать надписи либо над стрелкой, либо справа от стрелки.
Обычно разводка связей начинается с данных. Входные данные — это данные, необходимые для выполнения функции. С этим направлением вопросы возникают редко. Выходные данные — это данные, являющиеся результатом выполнения функции. Простейшая ситуация, когда выходные данные являются входными данными для другого блока. Всегда ли это так? Если функция, обрабатывая входную информацию, формирует управляющую команду, это управление. Примерно такая же ситуация при формировании функцией формата данных. Формат данных — это механизм передачи информации.
Основные типы связей между блоками на диаграмме, формируемых на основе выходной информации, изображены на рис.1.
Рис.4. Типы связей между блоками на диаграмме. Соответственно а)связь по данным, б)связь по управлению, в)связь по механизму, г)обратная связь.
Обратная связь — это связь, образующая кольцо между блоками по данным, управлению или формату. Пример такой связи изображен на рис.2.г. При появлении такой связи проверьте, не сводится ли ваша диаграмма к блок-схеме алгоритма. Наличие такой связи не является признаком ошибки.
Приоритет и нумерация блоков. Все блоки имеют приоритет. Приоритет блоков зависит от последовательности их исполнения. Блоки, расположенные слева и сверху, имеют наибольший приоритет. Доминирующим является горизонтальное положение.
Рекомендуется блоки, имеющие одинаковый приоритет, располагать в вертикальных столбцах. В общем случае блоки желательно располагать по наклонной черте с верхнего левого угла к нижнему правому.
Нумерация блоков (индекс блока на диаграмме) на диаграмме определяется на основе приоритета. Нумерация начинается с единицы. Код диаграммы состоит из буквы "А" и номера. ДК имеет код A-0. Буква "А" подразумевает активное действие (от англ. active). Диаграмма, являющаяся декомпозированным вариантом ДК, будет иметь код А0. Каждый элемент на диаграмме А0 будет иметь код от А1 до А6 в соответствии с приоритетом. В свою очередь, при декомпозиции одного из блоков А1...А6, коды блоков вновь декомпозированной диаграммы будут состоять из кода декомпозированной диаграммы плюс индекс выбранного блока. Коды блоков диаграммы не повторяются в пределах всей диаграммы.
По количеству цифр в коде диаграммы можно определить уровень диаграммы — уровень декомпозиции ДК. Принято считать ДК главным уровнем, а все остальные с первого уровня декомпозиции и выше.
Типы последовательности выполнения действий. Данные могут обрабатываться последовательно или параллельно.
Пример последовательной обработки — заполнение адресной книги (ведь нельзя в нее записывать два адреса одновременно). В каждом блоке всегда обрабатывается только один экземпляр данных, последовательно видоизменяясь после каждой обработки. Блоки располагаются или последовательно по горизонтали, или по наклонной с левого верхнего угла к нижнему правому.
Пример параллельной обработки — вы можете одновременно смотреть телевизор и есть яблоко. При этом одновременно совершаются два действия. Эти действия между собой не связаны. Такие блоки на диаграмме располагаются вертикально друг над другом.
Часто на диаграмме существует группа действий (блоков), из которой выполняется только одно, в зависимости от какого-либо условия. Такие действия называются альтернативными. К таким блокам условие должно подводиться как управляющее воздействие (выбор действия). Рекомендуется введение специального блока на диаграмму, осуществляющего обработку условия выбора альтернативного действия (блока). Этот блок формирует отдельные команды по выбору для каждого блока.
Роль человек в IDEF0-диаграммах. Кем он является: управлением или механизмом? Вы сами решаете, какие функции выполняет человек в описываемой задаче. Если действием, заключенным в блоке, управляет человек, то управление. Если действие выполняется посредством человека, то механизм. Все зависит от степени абстракции представления вашей задачи.
Существуют случаи, когда человек (в том числе один и тот же) для одного блока будет выступать механизмом и управлением. ТАКОЕ СЛУЧАЕТСЯ. Пример, человек пишет письмо. Оно пишется посредством этого человека, и этот же человек управляет содержимым этого письма.
Управляющие данные. Управление — это команда. Если команда содержит информативную часть (названия, условия, сроки выполнения и т.д.), то информативная часть команды является входными данными.
Наиболее простое решение заключается в разделении исходной стрелки на две: управляющую и данных. Эти стрелки подводятся к соответствующим сторонам блока. Обе разделенных стрелки должны иметь соответствующие надписи.
Сергей Соколов (Минск, БГУИР)
E-Mail: sokol@belcaf.minsk.by
Часть 1.
Если анализировать объявления о найме сотрудников фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения, то в последнее время ощущается острая нехватка руководителей проектов, способных грамотно осуществлять постановку задач. Проблема заключается не в том, что они не могут сформулировать задачу, а в том, что они не могут корректно оформить документацию с учетом современных стандартов проектирования. Заказчику уже мало дать несколько листиков, набранных в Word. Он хочет документацию, оформленную в BPWin, ErWin, S-Designer, Power Designer, Rational Rose и т.д. За каждым из этих CASE-средством стоит стандарт. Данная статья посвящена одному из них — IDEF0.
Введение. При составлении документации каждый руководитель проекта считает "за честь" придумать что-то "свое" — свой "суперформат" представления его идей. Сложность проектов растет, растет объем документации на проект, документация выходит за пределы рабочей группы... и тут становится ясно, что документация не устраивает заказчика или группу разработчиков осуществляющих доработку проекта и его сопровождение.
Обычно, руководитель проекта — или классный программист (ведущий программист темы — проекта), или хорошо владеющий иностранным языком человек знакомый с программированием. Это главные критерии отбора на должность руководителя проектом. В этом заключается корень проблемы. Можно быть классным программистом или просто хорошим сотрудником, но к оформлению документации это не имеет никакого отношения.
Обычно спецификация для каждого из типа руководителя скатывается или к описанию модели самой программы (архитектуре модулей, классов, DLL, структуре базы данных и ее использованию и т.д.) или к описанию пользовательских функций (что они должны делать, какие формы должны быть в программе и т.д.).
Идеальный вариант, когда постановку задачи ставит заказчик. В этом случае можно жить по принципу "заказчик хочет", и пока он удовлетворен, вы получаете от заказчика деньги. Но все больше проектов создается в недрах какой-либо организации, а затем уже предлагается заказчику. И в этом случае качество документации, то, что вы сделали и что предполагаете сделать, выходит на передний план. Документация в этом случае решает все...
Стандарт IDEF0 (Integrated Definition Function Modeling) предназначен для функционального моделирования и принят в качестве федерального стандарта США. Стандарт IDEF0 является одним из группы стандартов, широко применяемых для описания любых бизнес-процессов. Его применение для описания программных проектов является весьма молодым направлением, но применение IDEF0 гарантирует серьезное отношение к вам ваших партнеров...
Применение стандартов группы IDEF (IDEF0, IDEF1 и т.д.) является фактическим условием для получения статуса организацией, удовлетворяющей ISO9000, ISO9001. Эти стандарты для организации — возможность увеличить сбыт продукции, возможность доказать, что она "на гребне волны".
Многие программисты широко используют CASE ErWin, при этом не зная, что он основан на стандарте IDEF1. Это не просто то, что вам нравится или нравится вашим клиентам. Это стандарт — и этим все сказано.
Краткие основные понятия стандарта IDEF0. В основе стандарта IDEF0 лежит понятие функции. Функция — это управляемое действие над входными данными, результатом которого являются выходные данные, при этом используется некий механизм, посредством которого осуществляется это действие.
В основе стандарта IDEF0 лежит три базовых принципа:
1. принцип функциональной декомпозиции — любая функция может быть декомпозирована (детализирована, разбита) на более простые функции;
2. принцип ограничения сложности — количество блоков на диаграмме должно быть 2...6 (условие удобочитаемости);
3. принцип контекста — моделирование делового процесса начинается с построения контекстной диаграммы, на которой отображается только один блок— главная функция моделирующей системы, ограничивающая область границы моделирующей системы (регламентирует начальный этап построения модели).
IDEF0-диаграммы строятся при помощи блоков. Каждый блок описывает какое-либо законченное действие (функцию).
Четыре стороны блока имеют разное назначение. Слева отображаются входные данные, справа — выходные данные, сверху — управление, снизу — механизм.
Входные данные — исходные ресурсы для описываемой блоком функции (исходная информация, материалы).
Выходные данные — результирующие ресурсы, полученные в результате выполнения описываемой блоком функции (выходная информация, обработанные исходные материалы).
Управление — это то, что воздействует на процесс выполнения описываемой блоком функции и позволяет влиять на результат выполнения действия (средства управления, датчики, люди).
Механизм — это то, посредством чего осуществляется данное действие (станки, приборы, людские ресурсы, программное обеспечение).
Взаимодействие между блоками отображается в виде дуг (стрелок). Иногда стороны блока называют направлениями, а стрелки — потоками. Стрелки можно подписывать. Подписи связываются с соответствующей стрелкой при помощи зигзага (молнии).
Общий вид реализации блока IDEF0-диаграммы изображен на рис.1.
Рис.1. Реализация блока, применяемого в IDEF0-диаграммах.
При декомпозиции (детализации) функции во вновь образуемой диаграмме отображаются все входящие и исходящие стрелки (дуги, потоки), связанные с разбиваемой функцией. Количество стрелок на любом уровне диаграммы и в любом направлении не ограничено. Диаграмма носит название разбиваемого блока (функции). Только название диаграммы-контекста (ДК) совпадает с названием содержащейся в диаграмме функции.
В своей сущности диаграммы образуют дерево. Любая диаграмма выступает как ДК по отношению к низлежащим.
В качестве примера можно рассмотреть некоторую абстрактную функцию. Данная функция имеет входные данные, два разнородных типа выходных данных, управляется внешним воздействием и реализуется механизмами А и В. Пример основной диаграммы-контекста изображен на рис.2, а детализированный (декомпозированный) вариант этой функции, состоящий из двух функций (более элементарных действий), изображен на рис.3. В свою очередь, функции 1 и 2 тоже могут быть детализированы (декомпозированы).
Рис.2. Пример основной диаграммы.
Рис.3. Пример декомпозиции основной функции.
Диаграмма располагается на специальном бланке, который содержит название функции, ее графическое изображение, обозначение диаграммы с уровнем вложенности, связи с другими функциями, специальную информацию об авторе, организации и описываемом проекте.
Связи. Стрелки или дуги показывают взаимосвязи между блоками. Стрелки обычно подписывают. Подписи стрелок выбираются в виде существительных. Для удобства стрелки соединяют с подписями молниями. Для удобочитаемости IDEF0-диаграммы рекомендуется располагать надписи либо над стрелкой, либо справа от стрелки.
Обычно разводка связей начинается с данных. Входные данные — это данные, необходимые для выполнения функции. С этим направлением вопросы возникают редко. Выходные данные — это данные, являющиеся результатом выполнения функции. Простейшая ситуация, когда выходные данные являются входными данными для другого блока. Всегда ли это так? Если функция, обрабатывая входную информацию, формирует управляющую команду, это управление. Примерно такая же ситуация при формировании функцией формата данных. Формат данных — это механизм передачи информации.
Основные типы связей между блоками на диаграмме, формируемых на основе выходной информации, изображены на рис.1.
Рис.4. Типы связей между блоками на диаграмме. Соответственно а)связь по данным, б)связь по управлению, в)связь по механизму, г)обратная связь.
Обратная связь — это связь, образующая кольцо между блоками по данным, управлению или формату. Пример такой связи изображен на рис.2.г. При появлении такой связи проверьте, не сводится ли ваша диаграмма к блок-схеме алгоритма. Наличие такой связи не является признаком ошибки.
Приоритет и нумерация блоков. Все блоки имеют приоритет. Приоритет блоков зависит от последовательности их исполнения. Блоки, расположенные слева и сверху, имеют наибольший приоритет. Доминирующим является горизонтальное положение.
Рекомендуется блоки, имеющие одинаковый приоритет, располагать в вертикальных столбцах. В общем случае блоки желательно располагать по наклонной черте с верхнего левого угла к нижнему правому.
Нумерация блоков (индекс блока на диаграмме) на диаграмме определяется на основе приоритета. Нумерация начинается с единицы. Код диаграммы состоит из буквы "А" и номера. ДК имеет код A-0. Буква "А" подразумевает активное действие (от англ. active). Диаграмма, являющаяся декомпозированным вариантом ДК, будет иметь код А0. Каждый элемент на диаграмме А0 будет иметь код от А1 до А6 в соответствии с приоритетом. В свою очередь, при декомпозиции одного из блоков А1...А6, коды блоков вновь декомпозированной диаграммы будут состоять из кода декомпозированной диаграммы плюс индекс выбранного блока. Коды блоков диаграммы не повторяются в пределах всей диаграммы.
По количеству цифр в коде диаграммы можно определить уровень диаграммы — уровень декомпозиции ДК. Принято считать ДК главным уровнем, а все остальные с первого уровня декомпозиции и выше.
Типы последовательности выполнения действий. Данные могут обрабатываться последовательно или параллельно.
Пример последовательной обработки — заполнение адресной книги (ведь нельзя в нее записывать два адреса одновременно). В каждом блоке всегда обрабатывается только один экземпляр данных, последовательно видоизменяясь после каждой обработки. Блоки располагаются или последовательно по горизонтали, или по наклонной с левого верхнего угла к нижнему правому.
Пример параллельной обработки — вы можете одновременно смотреть телевизор и есть яблоко. При этом одновременно совершаются два действия. Эти действия между собой не связаны. Такие блоки на диаграмме располагаются вертикально друг над другом.
Часто на диаграмме существует группа действий (блоков), из которой выполняется только одно, в зависимости от какого-либо условия. Такие действия называются альтернативными. К таким блокам условие должно подводиться как управляющее воздействие (выбор действия). Рекомендуется введение специального блока на диаграмму, осуществляющего обработку условия выбора альтернативного действия (блока). Этот блок формирует отдельные команды по выбору для каждого блока.
Роль человек в IDEF0-диаграммах. Кем он является: управлением или механизмом? Вы сами решаете, какие функции выполняет человек в описываемой задаче. Если действием, заключенным в блоке, управляет человек, то управление. Если действие выполняется посредством человека, то механизм. Все зависит от степени абстракции представления вашей задачи.
Существуют случаи, когда человек (в том числе один и тот же) для одного блока будет выступать механизмом и управлением. ТАКОЕ СЛУЧАЕТСЯ. Пример, человек пишет письмо. Оно пишется посредством этого человека, и этот же человек управляет содержимым этого письма.
Управляющие данные. Управление — это команда. Если команда содержит информативную часть (названия, условия, сроки выполнения и т.д.), то информативная часть команды является входными данными.
Наиболее простое решение заключается в разделении исходной стрелки на две: управляющую и данных. Эти стрелки подводятся к соответствующим сторонам блока. Обе разделенных стрелки должны иметь соответствующие надписи.
Сергей Соколов (Минск, БГУИР)
E-Mail: sokol@belcaf.minsk.by
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 40 за 2000 год в рубрике разное :: мелочи жизни
