Технологии и подходы к анализу и проектированию информационных систем

На стадиях формирования и анализа требования изначально начинают с построения неформальных моделей (содержательного описания предметной области), постепенно переходя к формальным. Аналогично на стадии проектирования начинают с создания формальных логических моделей и заканчивают физическими. Одним из самых важных результатов проектирования является набор логических и физических моделей, описывающих все аспекты системы. Этот набор должен быть достаточным для дальнейшей реализации системы на стадии кодирования.

Классифицировать модели можно по следующим признакам.

Классификация моделей информационной системы

Принцип непротиворечивости (согласованности) заключается в согласованности элементов моделей и самих моделей между собой. Под элементами модели понимаются объекты, модули, пользователи, связи и т. д.

Принцип многомодельности представляет собой утверждение о том, что никакая единственная модель не может с достаточной степенью адекватности описать различные аспекты сложной системы. Это означает, что модель системы (метамодель) имеет некоторое число взаимосвязанных представлений, каждое из них адекватно отражает один из аспектов структуры или поведения системы.

Принцип логической независимости заключается в концентрации внимания на логическом проектировании в целях обеспечения независимости от физической реализации.

Принцип унификации предписывает унифицированное представление и обозначение одного и того же элемента или однотипных элементов в разных моделях.

Принцип формализации заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы и описании системы на формальном языке, пригодном для ее анализа, проектирования и разработки, а также автоматизированной генерации кода и БД.

Принцип абстрагирования заключается в выделении существенных элементов системы и отвлечении от несущественных. Другими словами, этот принцип предписывает включать в модель только те элементы проектируемой системы, которые имеют непосредственное отношение к выполнению системой своих функций.

10. Принцип информационной закрытости (инкапсуляции) (англ. encapsulation – изоляция, герметизация). Согласно этому принципу содержание внутреннего устройства элементов системы должно быть скрыто друг от друга. Этот принцип предписывает обмен информацией между элементами системы только в минимально необходимом объеме и ограничение доступа к операциям и данным каждого из них.

11. Принцип полиморфизма (англ. polymorphy) – принцип построения элементов модели таким образом, чтобы они могли принимать различные внешние формы или функциональность (поведение) в зависимости от обстоятельств. Другое определение полиморфизма – это свойство родственных элементов решать сходные по смыслу проблемы разными способами.

Как было отмечено выше, при анализе и особенно при проектировании системы должны быть построены ее полные и непротиворечивые модели. При этом под моделью понимается совокупность взаимосвязанных абстрактных элементов с возможным указанием их свойств, поведения и связей между ними.

1. По строгости описания:

 неформальные – представлены в неструктурированном виде и дают общее представление о моделируемой системе. Недостаточно наглядны (особенно при сложном взаимодействии между объектами) и неприемлемы для какого-либо количественного анализа и обработки автоматическими средствами;

 формальные:

o описательные – модели, где сведения представлены с помощью специальных документов (бланки, формы, анкеты, таблицы и т. п.);

o графические – модели представляют собой схемы, чертежи, графы, диаграммы и т. д. Наиболее наглядны и получили широкое распространение при проектировании с помощью CASE-средств;

o математические – представляют модель на языке математических отношений в виде функциональных зависимостей, систем алгебраических или дифференциальных уравнений, логических выражений и т. д.

2. По степени физической реализации (логической независимости):

 логические – описывают состав, структуру, состояние или поведение элементов системы без привязки к конкретным языкам или средам программирования, СУБД, техническим средствам и т. д. При разработке системы это обеспечивает гибкость в выборе и быстрый переход с одной программно-аппаратной платформы на другую;

 физические – описывают элементы системы в соответствии с принятой физической реализацией этих элементов (языками программирования, СУБД, устройствами, и т. д.);

3. По степени отображения динамики происходящих процессов:

 статические – описывают состав и структуру системы;

 динамические – описывают поведение системы и/или ее отдельных элементов. Как правило, такие модели описывают порядок действий или состояния системы и переходы между ними. Другими словами, в этих моделях явно или не явно присутствует понятие времени;

4. По отображаемому аспекту:

 функциональные – описывают функции системы, возможные варианты ее использования; могут содержать сведения о циркулирующей в системе информации, объектах и субъектах, взаимодействующих с системой; могут быть как динамическими, так и статическими моделями;

 информационные – описывают состав и структуру данных (реляционных БД, классов и др.). Относятся к статическим моделям;

 поведенческие – описывают состояния системы и/или ее отдельных элементов и переходы между ними, взаимодействие элементов, алгоритмы обработки информации. Относятся к динамическим моделям;

 компонентные – описывают состав и структуру программных и аппаратных средств. Относятся к статическим моделям;

 смешанные – характеризуют сразу несколько аспектов системы (например, диаграммы потоков данных отображают работы, накопители данных, подсистемы) и т. д.