Projektowanie systemów informacyjnych

K.Subieta. Projektowanie systemów informacyjnych, Wykład 8, Folia 1

Projektowanie systemów informacyjnych

Kazimierz Subieta

Instytut Podstaw Informatyki PAN, Warszawa

Polsko-Japońska Wyższa SzkołaTechnik Komputerowych, Warszawa

Wykład 8: OMT - Modelowanie funkcji


Modelowanie funkcji

ZAWARTOŚĆ:

• Analiza Funkcji Systemu• Diagramy Przepływu Danych• Strategie Modelowania Funkcji• Jakość Modeli Funkcji

ZAWARTOŚĆ:

• Analiza Funkcji Systemu• Diagramy Przepływu Danych• Strategie Modelowania Funkcji• Jakość Modeli Funkcji


Analiza funkcji - Cel• CEL - opis dynamicznych aspektów projektowanego systemu z punktu widzenia

funkcji i procesów mających miejsce oraz informacji wymienianych między nimi.

Analiza funkcji obejmuje:• opis zakresu funkcji systemu,• opis procesów mających miejsce i warunków ich uruchomienia,• opis informacji wymienianych między procesami,• opis zawartości informacyjnej w oparciu o izolowane od siebie składnice danych

Analiza funkcji stosowana jest przed, po, lub łącznie z analizą danych

• CEL - opis dynamicznych aspektów projektowanego systemu z punktu widzenia funkcji i procesów mających miejsce oraz informacji wymienianych między nimi.

Analiza funkcji obejmuje:• opis zakresu funkcji systemu,• opis procesów mających miejsce i warunków ich uruchomienia,• opis informacji wymienianych między procesami,• opis zawartości informacyjnej w oparciu o izolowane od siebie składnice danych

Analiza funkcji stosowana jest przed, po, lub łącznie z analizą danych

Model funkcjonalny specyfikuje co zachodziModel dynamiczny specyfikuje kiedy to zachodziModel obiektów specyfikuje na czym to zachodzi


Model funkcji (funkcjonalny)

Model funkcjonalny składa się z wielu diagramów przepływu danych (DPD) (Data Flow Diagram - DFD)

Diagram przepływu danych jest grafem, który pokazuje związki pomiędzy wartościami wprowadzanymi, przetwarzanymi i wyprowadzanymi z systemu, poprzez pokazanie jak one przepływają pomiędzy poszczególnymi procesami (modułami) systemu.

Diagram przepływu danych nie zajmuje się czasem i zależnościami czasowymi;w większości, nie jest w nim istotne, jakie jest następstwo aktywności lub związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy czynnościami.

Diagram przepływu danych można sobie wyobrazić jako zestaw modułów systemu, ze wskazaniem jakie informacje przepływają pomiędzy poszczególnymi modułami.


Diagramy Przepływu Danych - Terminologia

INTERFEJS (AKTOR, TERMINATOR, OBIEKT ZEWNĘTRZNY)• Reprezentuje źródło uzyskania informacji i/lub miejsce docelowe

przetworzonej informacji. W ten sposób definiuje się zakres systemu.

PROCES• Reprezentuje operacje lub ich zbiór, które przetwarzają dane wejściowe

na wyjściowe. Proces może zarówno dane tworzyć jak i konsumować.

PRZEPŁYW• Reprezentuje drogę przepływu i zawartość informacyjną przesyłanych

danych od źródła do celu.

MAGAZYN DANYCH (SKŁADNICA)• Reprezentuje miejsce przechowywania danych częściowo lub całkowicie

przetworzonych

INTERFEJS (AKTOR, TERMINATOR, OBIEKT ZEWNĘTRZNY)• Reprezentuje źródło uzyskania informacji i/lub miejsce docelowe

przetworzonej informacji. W ten sposób definiuje się zakres systemu.

PROCES• Reprezentuje operacje lub ich zbiór, które przetwarzają dane wejściowe

na wyjściowe. Proces może zarówno dane tworzyć jak i konsumować.

PRZEPŁYW• Reprezentuje drogę przepływu i zawartość informacyjną przesyłanych

danych od źródła do celu.

MAGAZYN DANYCH (SKŁADNICA)• Reprezentuje miejsce przechowywania danych częściowo lub całkowicie

przetworzonych


Diagramy Przepływu Danych - NotacjaDiagramy Przepływu Danych - Notacja

Nazwa aktoraAKTOR (INTERFEJS,

TERMINATOR)

PROCES

PRZEPŁYW DANYCH

MAGAZYN DANYCH

Nazwaprocesu

PRZEPŁYW OBIEKTU

PRZEPŁYW STEROWANIA

Nazwaprocesu

Nazwa magazynu


Proces

Proces transformuje wartości danych. Najbardziej szczegółowymi przykładami procesów są “czyste” funkcje bez efektów ubocznych. Z punktu widzenia DPD, procesy mogą być złożonymi zestawami różnych elementarnych funkcji, z których niektóre mogą działać równolegle, mogą mieć uboczne efekty polegające na zmianie niektórych danych lub stanów, oraz mogą produkować złożone wyniki.

Diagramy przepływu danych specyfikują wyłącznie podstawowe przeznaczenie lub funkcję procesu, w postaci jego lakonicznej nazwy oraz (niekiedy) krótkiego opisu.Istotne jest, jakie dane wpływają do procesu i jakie są produkowane przez proces.

Dzieleniecałkowito-liczbowe

dzielnik

dzielna

iloraz

reszta

Diagram procesu pokazuje tylko jego nazwę, wejście i wyjście.


Przepływ danych

Łączy wyjście jednego procesu z wejściem innego procesu.Może także łączyć proces (wejście lub wyjście) z interfejsem lub magazynem danych.

Ta sama dana może być przesłana do wielu procesów, interfejsów lub magazynów.

Niekiedy pewna zagregowana dana może być rozdzielona na kilka cześci, z kórych każda idzie do innych procesów.

Kierownictwoministerstwa

decyzja

decyzja kadrowa

decyzja finansowa

decyzja administracyjna

Przetwarzanie danych kadrowych

Przetwarzanie danych finansowych

Przetwarzanie danychadministracyjnych


Aktor (interfejs, terminator)

Aktywny obiekt z zewnętrza systemu, który “napędza” diagram przepływu danych poprzez dostarczenie danych inicjujących działalność procesów zaznaczonych na diagramie.

Jest nim również obiekt zewnętrzny, który “konsumuje” dane wyprodukowane przez system.

Przykłady: użytkownik programu, czujnik temperatury, silnik sterowany komputerem, dyrekcja zakładu

DPD nie zajmuje się opisywaniem tego, w jaki sposób aktor zewnętrzny wypracowuje dane wejściowe, ani też w jaki sposób je konsumuje.

Jeżeli wiedza o tym staje się niezbędna dla zrozumienia analizowanego problemu, wówczas aktor powinien być zastąpiony przez proces lub diagram dynamiczny, z ewentualnym powołaniem bardziej elementarnych aktorów komunikujący się z tym procesem.


Magazyny danych (składnice)

Magazynem danych jest pasywny obiekt, który służy jako nazwana przechowalnia danych, które istnieją z założenia, lub które są pośrednikami w przepływie danych pomiędzy poszczególnymi procesami.

DPD nie zajmuje się ani organizacją magazynów danych, ani też kolejnością w jakiej dane są wkładane lub wyjmowane z magazynu danych.

Magazyn nie ma charakteru kolejki lub stosu. Nie zakłada się, że magazyn jest aktywnym obiektem, który wymusza przepływ danych. Magazyn danych może zawierać wiele obiektów różnego typu; w większości przypadków, opis tych obiektów ogranicza się do lakonicznego określenia ich charakteru lub przeznaczenia.

Jeżeli przedmiotem przepływu danych jest konkretny obiekt, wówczas zaznacza się to poprzez strzałkę zakończoną niewypełnionym trójkatem.

utwórzkonto

Bank

KontoKlient

konto

nazwisko, depozyt

numer konta


Przepływ sterowania

W większości, diagramy przepływu danych powinny reprezentować ten aspekt bardzo sporadycznie, ponieważ jest to funkcja diagramów dynamicznych (stanów).Przepływ sterowania wyznacza zależność czasową lub przyczynowo-skutkową pomiędzy procesami reprezentowanymi na DPD, co najczęściej zaciemnia obraz pojęciowy analizowanego problemu.

Przepływ sterowania można zaznaczyć przerywaną strzałka wtedy, gdy ta informacja jest istotna dla zrozumienia istoty analizowanego problemu.

Klient

Weryfikacjahasła

Konto

Aktualizacjakonta

hasło hasło jestpoprawne

bilans

zlecenie wypłaty

gotówka

zakodowane hasło


LISTA REZERWACJI

Diagramy Przepływu Danych - Przykład

Diagram NIE ODWZOROWUJE zależności czasowych

SEMANTYKA wyrażana poprzez NAZWY OBIEKTÓW

REZERWACJAMIEJSC

W SAMOLOCIE

PASAŻERBilet zrezerwacjąmiejsca

Żądanierezerwacjimiejsca

Bilet doodprawy

Kartapokładowa

Sprawdzenierezerwacji

Zarezerwowanemiejsce

ODPRAWAPASAŻERÓW

Zrealizowanaodprawa


Diagramy Przepływu Danych - CO a nie JAK

Analiza powinna koncentrować się na tym CO (jakie funkcje) system informacyjny ma realizować a nie JAK ma to być realizowane.

Analiza powinna koncentrować się na tym CO (jakie funkcje) system informacyjny ma realizować a nie JAK ma to być realizowane.

ASPEKTY PROCEDURALNE powinny być POMIJANE na DPD

PRZEPŁYWY STERUJĄCE powinny być POMIJANE na DPD

WYZNACZENIECIĘŻARUCZĘŚCI

SPIS CZĘŚCISPIS CZĘŚCI

SUMACIĘŻARUCZĘŚCI

ELEMENTARNYCH

CZY CZĘŚCI SĄ ELEMENTARNE

?

WYZNACZENIECZĘŚCI

SKŁADOWYCH

Ciężarczęści

Ciężarczęści

Częściskładowe

CzęśćNie

Tak

Częściskładowe


Etapy Budowy Diagramów Przepływu DanychDIAGRAMY:

• KONTEKSTOWY (cały system traktowany jest jako jeden proces)• SYSTEMOWY

ETAPY BUDOWY1. Identyfikacja interfejsów (terminatorów)2. Identyfikacja głównych przepływów wejściowych i wyjściowych pomiędzy interfejsami a systemem3. Budowa szkieletu diagramu4. Rozpisywanie procesów ze diagramu stosując jedną z technik: Top-Down, Bottom-Up, Inside-Out lub Mixed aż do momentu gdy wszystkie wymagania analizowanego obszaru zostaną zobrazowane na schemacie5. Modyfikacja diagramu tak aby zapewnić jakość => Warunki zapewnienia jakości diagramów przepływu danych

DIAGRAMY:• KONTEKSTOWY (cały system traktowany jest jako jeden proces)• SYSTEMOWY

ETAPY BUDOWY1. Identyfikacja interfejsów (terminatorów)2. Identyfikacja głównych przepływów wejściowych i wyjściowych pomiędzy interfejsami a systemem3. Budowa szkieletu diagramu4. Rozpisywanie procesów ze diagramu stosując jedną z technik: Top-Down, Bottom-Up, Inside-Out lub Mixed aż do momentu gdy wszystkie wymagania analizowanego obszaru zostaną zobrazowane na schemacie5. Modyfikacja diagramu tak aby zapewnić jakość => Warunki zapewnienia jakości diagramów przepływu danych


Strategia TOP-DOWNOd ogółu do szczegółu /TOP-DOWN/ - najpierw definiuje się ogólne pojęcia, a

następnie rozwija się je poprzez uszczegóławianie stosując bezkontekstowe elementy podstawowe (prymitywy).

Od ogółu do szczegółu /TOP-DOWN/ - najpierw definiuje się ogólne pojęcia, a następnie rozwija się je poprzez uszczegóławianie stosując bezkontekstowe elementy podstawowe (prymitywy).

Kolejnerozwinięcia

uszczegóławiające


Strategia Top-Down - Prymitywy (1)

T1: DEKOMPOZYCJA PROCESU Z PRZEPŁYWEM POŚREDNIM

T2: DEKOMPOZYCJA PROCESU Z MAGAZYNEM POŚREDNIM

T3: DEKOMPOZYCJA PROCESU NA PROCESY NIEZWIĄZANE

T4: DEKOMPOZYCJA PRZEPŁYWU

Dekompozycja procesów na podprocesy,w miarę możliwości, niezależne od siebie.


Strategia Top-Down - Prymitywy (2)

T5: ROZWINIĘCIE PRZEPŁYWU

T6: DEKOMPOZYCJA MAGAZYNU

T7: ROZWINIĘCIE MAGAZYNU


Strategia Top-Down - Przykład (1)

PRACOWNIKNAUKOWY WYDAWNICTWO

PRACOWNIKNAUKOWY

PRZYJĘCIEZAMÓWIENIA

KSIĄŻKI

WYDAWNICTWO

Zamówienie Zamówienieksiążki

Zamówienie

Zamówienieksiążki

Odpowiedź

Odpowiedź

T2:

OBSŁUGAZAMÓWIENIA

KSIĄŻKI

PROCESZAMÓWIENIA

KSIĄŻKI

ZAMÓWIENIA



PRACOWNIKNAUKOWY


KSIĄŻKI

WYDAWNI-CTWO

Zamówienie

Zamówienieksiążki

Odpowiedź

PRACOWNIKNAUKOWY


KSIĄŻKI

WYDAWNI-CTWO

REALIZACJAZAMÓWIENIA

KSIĄŻKI

Zamówienie

ZamówienieksiążkiOdpowiedź

T1:

T3:OBSŁUGA

ZAMÓWIENIAKSIĄŻKI

SPRAWDZENIEZAMÓWIENIA

KSIĄŻKI

ZAMÓWIENIAZAMÓWIENIA



T3:

PRACOWNIKNAUKOWY


KSIĄŻKI

WYDAWNICTWOREALIZACJA

ZAMÓWIENIAKSIĄŻKI

Zamówienie


SPRAWDZENIEKONTA

ZAMAWIAJĄ-CEGO

SPRAWDZENIEDOSTĘPNOŚCI

KSIĄŻKI

KATALOG_KSIĄŻEK

KONTA ZAMÓWIENIA


Strategia BOTTOM-UPOd szczegółu do ogółu (BOTTOM-UP) - najpierw definiuje się pojęcia elementarne, a

następnie buduje się z nich struktury w celu stworzenia pojęć ogólnych.Od szczegółu do ogółu (BOTTOM-UP) - najpierw definiuje się pojęcia elementarne, a

następnie buduje się z nich struktury w celu stworzenia pojęć ogólnych.

WYMAGANIA

WYMAGANIA nWYMAGANIA 1

POJĘCIE 11 POJĘCIE 1m POJĘCIE n1 POJĘCIE nk

DIAGRAM 11 DIAGRAM 1m DIAGRAM n1 DIAGRAM nk

DIAGRAM 1 DIAGRAM n

KOŃCOWYDIAGRAM

ZINTEGROWANY

. . . . .

. . . . .

.....

..........

.....


Strategia INSIDE-OUTRozprzestrzeniania się /INSIDE-OUT/ - najpierw definiuje się pojęcia, które wydają się

najważniejsze, a następnie rozwija się je poprzez dobudowywanie kolejnych pojęć, które stanowią ich uzupełnienie (rozprzestrzenianie jak kropla oliwy).

Rozprzestrzeniania się /INSIDE-OUT/ - najpierw definiuje się pojęcia, które wydają się najważniejsze, a następnie rozwija się je poprzez dobudowywanie kolejnych pojęć, które stanowią ich uzupełnienie (rozprzestrzenianie jak kropla oliwy).

POJĘCIANAJWAŻNIEJSZE

DIAGRAMY(rozprzestrzenianie się)

WYMAGANIA

DIAGRAMKOŃCOWY

diagram wstępny

diagramy pośrednie


Strategia Inside-Out Przykład (1)

PRACOWNIKNAUKOWY


KSIĄŻKI

WYDAWNI-CTWO

REALIZACJAZAMÓWIENIA

KSIĄŻKI

Zamówienie


SPRAWDZENIEKONTA

ZAMAWIAJĄ-CEGO

SPRAWDZENIEDOSTĘPNOŚCI

KSIĄŻKI

KONTA ZAMÓWIENIAKATALOG_KSIĄŻEK


Strategia MIXEDMieszana /MIXED/ - stosuje się różne z wcześniej wymienionych strategii projektowania.

Najpierw Top-Down, następnie Bottom-Up budując szkielety diagramu, które są następnie konsolidowane i uszczegóławiane.

Mieszana /MIXED/ - stosuje się różne z wcześniej wymienionych strategii projektowania. Najpierw Top-Down, następnie Bottom-Up budując szkielety diagramu, które są następnie konsolidowane i uszczegóławiane.

WYMAGANIA

WYMAGANIA nWYMAGANIA 1

POJĘCIE 11 POJĘCIE 1m POJĘCIE n1 POJĘCIE nk

DIAGRAM 11 DIAGRAM 1m DIAGRAM n1 DIAGRAM nk

DIAGRAM 1 DIAGRAM n

KOŃCOWYDIAGRAM

ZINTEGROWANY

.....

..........

.....SZKIELETYDIAGRAMU


Warunki zapewnienia jakości DPD (1)

NIEZALEŻNOŚĆ PROCESÓWkażdy proces jest wystarczająco autonomiczny, może realizować daną

część funkcji niezależnie

KOMPLETNOŚĆwszystkie cechy opisywanego obszaru zostały na nim wyrażone na

odpowiednim poziomie szczegółowości

CZYTELNOŚĆgraficzna reprezentacja diagramu jest przejrzysta

MINIMALNOŚĆkażdy z aspektów wymagań analizowanego obszaru występuje na

schemacie tylko raz

NIEZALEŻNOŚĆ PROCESÓWkażdy proces jest wystarczająco autonomiczny, może realizować daną

część funkcji niezależnie

KOMPLETNOŚĆwszystkie cechy opisywanego obszaru zostały na nim wyrażone na

odpowiednim poziomie szczegółowości

CZYTELNOŚĆgraficzna reprezentacja diagramu jest przejrzysta

MINIMALNOŚĆkażdy z aspektów wymagań analizowanego obszaru występuje na

schemacie tylko raz


Warunki zapewnienia jakości DPD (2)PRAWIDŁOWOŚĆ

• SYNTAKTYCZNA (składniowa) - pojęcia zostały prawidłowo zdefiniowane na schemacie

• SEMANTYCZNA - pojęcia zostały użyte zgodnie z ich definicjami• ZGODNOŚĆ między POZIOMAMI DEKOMPOZYCJI

PRAWIDŁOWOŚĆ• SYNTAKTYCZNA (składniowa) - pojęcia zostały prawidłowo zdefiniowane

na schemacie• SEMANTYCZNA - pojęcia zostały użyte zgodnie z ich definicjami• ZGODNOŚĆ między POZIOMAMI DEKOMPOZYCJI

P1 B

P2 P3

A

BA

M1

M1

M2


Diagramy Przepływu Danych - Ćwiczenie 1

ĆWICZENIE 1Na podstawie niżej zamieszczonego opisu rzeczywistości zbuduj diagram przepływu danych.

System OBSŁUGI WYPOŻYCZENIA KSIĄŻEK.

Osoba zgłaszająca chęć wypożyczenia książek musi posiadać kartę czytelnika.

Kartę tą otrzymuje w momencie pierwszego zarejestrowania jego danych w kartotece czytelników.

Fakt wypożyczenia książek czytelnikowi musi zostać zarejestrowany na jego koncie oraz musi zostać uaktualniony spis dostępnych książek w wypożyczalni.

Jeżeli zamównionych książek nie ma w danej chwili w wypożyczalni to zamówienie nie może być zrealizowane.

Każdy czytelnik może mieć na swoim koncie maksimum 3 wypożyczone książki.


Diagramy Przepływu Danych - Ćwicz. 1 - diagram

PRZYJĘCIEZAMÓWIENIACZYTELNIKA

WERYFIKACJAZAMÓWIENIA

WYPOŻYCZENIEKSIĄŻKI

REJESTRACJACZYTELNIKA

CZYTELNIK

KARTOTEKA CZYTELNIKÓW

SPIS KSIĄŻEK

Obsługa Wypożyczenia Książki

ZgłoszenieCzytelnika

Dane o Czytelniku

Dane osoboweo Czytelniku

Dane osoboweo Czytelniku

KartaCzytelnika

Konto Czytelnika

Dostępne Książki

Wydane Książki

Zapis wydanych Książek na konto

Dane ozamównieniu

Dane ozamówieniu

Odpowiedź dlaCzytelnika

WypożyczoneKsiążki

Przykładowerozwiązanie

CZYTELNIK


Diagramy Przepływu Danych - Ćwiczenie 2

ĆWICZENIE 2Na podstawie niżej zamieszczonego opisu rzeczywistości zbuduj diagram przepływu danych.

System ORGANIZACJI ROZGRYWEK LIGOWYCH .

Organizacja rozgrywek przebiega według rocznego planu rozgrywek Ligii przygotowywanego przez organizatorów. Na podstawie tego planu należy sporządzić kalendarz rozgrywek oraz przygotować plan wykorzystania stadionów. Zarówno kalendarz rozgrywek jak i plan wykorzystania stadionów musi uwzględniać nie tylko terminy meczy ligii, ale również terminy spotkań sparingowych i treningowych drużyn, o których to decyduje trener drużyny. Dla każdego zawodnika drużyny powinien zostać przygotowany rozkład zajęć jego drużyny (treningi, sparingi, mecze). Trener każdej drużyny, przed każdym meczem, decyduje o ostatecznym składzie drużyny i wysyła powołania na mecz zawodnikom.


Diagramy Przepływu Danych - Ćwicz. 2 - diagram

LIGAPIŁKAR-

SKAPRZYGOTOWANIE

KALENDZARZAROZGRYWEK

KALENDARZ ROZGRYWEK

Organizacja Rozgrywek Ligowych

Roczny PlanRozgrywek

Przykładowerozwiązanie

ORGANIZACJAROZGRYWEKSPARINGÓWTRENINGÓW

TRENER

STADION - HARMONOGRAM

Rozgrywki

Rozgrywki

SparingiTreningi

SparingiTreningi

DostępneStadiony

ZarezerwowaneStadiony

PRZYGOTOWANIEPLANUZAJĘĆ

ZAWODNIKA

WYBÓRSKŁADU

NA MECZ

ZAWODNIK - PLAN

ZAWOD-NIK

RozgrywkiPlan zajęć

Powołaniena mecz

WytyczneTrenera

DecyzjeTrenera

Planzajęć

Powołania

Projektowanie systemów informacyjnych

Documents

Transcript of Projektowanie systemów informacyjnych