2. Архитектура организации (Enterprise Architecture) — это область знаний об организованности (составе, связях и отношениях) ее отдельных элементов: систем, процессов, людей, инфраструктуры, данных, целей, задач, требований и т. д.

3. Архитектура — это проектирование, а его результат — набор схем, задающих структуру организации, поведение элементов структуры и их взаимосвязи: информационные, организационные, технологические.

4. В архитектуру организации входят следующие элементы:

· структурные элементы - например, подразделения, группы, ИТ системы, базы данных, станки, конвейеры, офисы, склады;

· поведенческие элементы - действия и функции участников системы (людей, отделов, смежных структур), которые должны совершать свою деятельность в определенных последовательностях в виде процессов;

· пассивные элементы в виде документов, объектов данных, цифровых двойников реальности; элементы мотивации и целеполагания: цели действий, принципы деятельности, правовые нормы, драйверы рынка и интересы отдельных стейкхолдеров;

· элементы мотивации и целеполагания: цели действий, принципы деятельности, правовые нормы, драйверы рынка и интересы отдельных стейкхолдеров.

Уровень (слой) приложений

Базовая структура уровня приложений включает следующие пять элементов:

· Исполнитель - компонент приложений;

· Функционал - функционал приложений (внутреннее поведение компонента приложений), функционал приложений может создавать, читать, писать, изменять и удалять объект данных;

· Интерфейс – интерфейс приложений - (способ, посредством которого компонент приложений предлагает себя бизнесу или другому приложению);

· Сервис – сервис приложений (видимое поведение компонента приложений);

· Объект – объект данных (сущность, с или над которой действует функционал приложений), объект данных может и не существовать.

Рис. 1.1. Базовый шаблон слоя-приложений

Рис.1.2. Пример слоя приложений «Разработка и формирование расписания»

Бизнес-уровень (слой)

Базовый шаблон в бизнес-слое включает следующие пять элементов:

Рис. 1.3. Базовый шаблон бизнес-слоя

· Исполнитель - бизнес-роль (бизнес исполнитель);

· Функционал–бизнес-функционал, бизнес-процесс (внутреннее поведение бизнес-роли или бизнес-исполнителя);

· Интерфейс - бизнес-интерфейс (способ, посредством которого бизнес-роль или бизнес-исполнитель взаимодействует с внешним окружением),

· Сервис – бизнес-сервис (видимое поведение бизнес-роли или бизнес-исполнителя);

· Объект – бизнес-объект (сущность, с или над которой действует бизнес-функционал иди бизнес-процесс).

Помимо основных бизнес-слой включает ряд дополнительных информационных понятий:

• продукт и связанный с ним контракт;

• смысловое значение бизнес-объектов;

• ценность продуктов и бизнес-сервисов;

• бизнес-событие;

• площадка;

• образ объекта.

Следует отметить, что только в бизнес-слое имеется два основных элемента поведения: бизнес-функционал и бизнес-процесс.

Рис. 1.4. Пример бизнес-слоя «Разработка и формирование расписания»

Технологический уровень (слой)

Базовый шаблон в технологическом слое также включает следующие пять элементов:

· Исполнитель – узел;

· Функционал – инфраструктурный функционал (внутреннее поведение узла);

· Интерфейс - инфраструктурный интерфейс (способ, посредством которого узел предлагает себя);

· Сервис – инфраструктурный сервис (видимое поведение узла);

· Объект – артефакт (сущность, над которой выполняется поведение (файл, БД, выполняемый файл);

Рис. 1.5. Базовый шаблон технологического слоя

Рис. 1.6. Пример технологического слоя

Важным при построении архитектуры является корректно указывать отношениями между слоями.

Отношения между слоями

1. Отношения между элементами бизнес-слоя и элементами других слоев

Рис. 1.7. Отношения между элементами бизнес-слоя и элементами других слоев

Существует три типа отношений между элементами бизнес-слоя и элементами других слоев: отношение «использование», отношение «реализация» и отношение «назначение».

1.1. Отношение «использование»

Отношение «использование» применяется в следующих случаях:

· Бизнес-процесс/функционал/взаимодействие использует сервис приложений;

· Бизнес-роль/исполнитель использует сервис приложений;

· Бизнес-роль/исполнитель использует интерфейс приложений.

Данное отношение обозначает, что бизнес-процесс/функционал не полностью автоматизированы, а только поддерживаются слоем приложений через сервис приложений.

1.2. Отношение «реализация»

Отношение «реализация» используется между объектом данных и бизнес-объектом.

Это отношение показывает, что объект данных является цифровым представлением соответствующего бизнес-объекта.

1.3. Отношение «назначение»

Отношение «назначение» используется в следующих случаях:

· Между компонентом приложений и бизнес-процессом/функционалом/ взаимодействием;

· Отношение показывает, что бизнес-процесс/функционал/взаимодействие полностью автоматизированы;

· Между интерфейсом приложений и бизнес-сервисом. Отношение
показывает, что бизнес-сервис полностью автоматизирован;

· Между площадкой и всеми активными и пассивными структурными элементами в слое приложений и технологическом слое.

Случай, когда бизнес-процесс, бизнес-функционал или бизнес-взаимодействие автоматизированы не полностью, а только поддерживаются компонентом приложений, выражается отношением «использования».

Кроме того, между продуктом и сервисом приложений или инфраструктурным сервисом может быть отношение «объединение».

Это означает, что сервис приложений или инфраструктурный сервис могут быть непосредственно предложены потребителю как часть продукта.

2. Отношения между элементами слоя приложений и технологического слоя

На рисунке 1.8 представлены отношения между элементами слоя приложений и технологического слоя:

Рис. 1.8. Отношения между элементами слоя приложений и технологического слоя

Существует два типа отношений между элементами слоя приложений и технологического слоя: отношение «использование» и отношение «реализация».

2.1. Отношение «использование»

Отношение «использование» применяется в следующих случаях:

· Компонент приложений использует инфраструктурный сервис;

· Компонент приложений использует инфраструктурный интерфейс;

· Функционал приложений использует инфраструктурный сервис;

· Отношение «использование» отображает поведенческий и структурный аспекты использования технической инфраструктуры приложениями.

2.2. Отношение «реализация»

Отношение «реализация» между артефактом и объектом данных обозначает, что объект данных реализуется, например, физическим файлом данных.

Отношение «реализация» между артефактом и компонентом приложений обозначает, что физический файл данных является исполняемым и реализует приложение или часть приложения.

Рис.1.9. Архитектура процесса «Подача документов в приемную комиссию»

Среды разработки диаграмм системы:

1. DRAW.IO

2. https://www.archimatetool.com/

Литература по теме:

1. Силич, М.П. Основы теории систем и системного анализа: учебное пособие / М.П. Силич, В.А. Силич; Министерство образования и науки Российской Федерации, Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР). - Томск: ТУСУР, 2013. - 340 с.: ил. - Библиогр.: с. 333-337. - ISBN 978-5-86889-663-7; То же [Электронный ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=480615

2. Стратегия цифровой трансформации: написать, чтобы выполнить /С83 под ред. Е. Г. Потаповой, П. М. Потеева, М.С.Шклярук. — М.:РАНХиГС, 2021. — 184 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Изучить теоретическую часть лабораторной работы;

2. Создайте архитектуру объекта исследования (структурные элементы; поведенческие элементы; пассивные элементы; элементы мотивации и целеполагания);

3. Оформить отчет в электронном виде.

Лабораторная работа №2. Анализ проблемной ситуации, как этап системного анализа. Разработка концепции информационной системы (2 Часа)

Цель работы:

Провести анализ текущего состояния объекта исследования, разработать концепцию информационной системы.

Задачи задания:

1. Описать модели бизнес-процессов AS-IS (уровень бизнес-слоя ArchiMate);

2. Бизнес-процессы после автоматизации TO-BE (уровень бизнес-слоя и слоя приложений и данных ArchiMate);

3. Создать ролевую модель подразделений объекта исследования (структура и сущности работы отделов) (уровень бизнес-слоя и слоя приложений и данных ArchiMate);

4. Рекомендации к устранению текущих проблем (заметки в ArchiMate).

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Анализ проблемной ситуации предусматривает сбор и анализ всех требований к функционалу системы. Далее проектная команда переходит к декомпозиции полученных требований, в результате формируется концепция системы.

Концепция системы предполагает описание:

1. Текущих бизнес-процессов компании. Процессы AS-IS - определение текущих процессов компании и описание этих процессов в модели AS-IS;

2. Бизнес-процессов после автоматизации. Процессы TO-BE определение процессов компании, которые должны быть заведены в новую систему и описание этих процессов в модели TO-BE;

3. Ролевой модели (структура и сущности работы отделов). Ролевая модель - перечисление подразделений компании с правами каждого подразделения; Например, с сущностью контракта работает только отдел контрактования, у его сотрудников есть право читать, изменять документ и т. д., соответственно у других подразделений нет прав даже на просмотр контрактов. Руководство компании имеет право на просмотр контрактов.

4. Рекомендации к устранению текущих проблем.

Среды разработки диаграмм системы:

1. DRAW.IO

2. https://www.archimatetool.com/

Литература по теме:

1. Ваш первый шаг к автоматизации: все, что вам нужно знать о предпроектном обследовании (itweek.ru)

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

· Изучить теоретическую часть лабораторной работы;

· Описать модель процессов AS-IS (опционально) и TO-BE;

· Создать ролевую модель;

· Оформить отчет в электронном виде.

Лабораторная работа №3 Выбор оптимальной стратегии в условиях неопределённости и риска с помощью ТП MS Excel и Python (2 часа)

Цель работы: в ходе выполнения лабораторной работы студент должен освоить методы оптимальной стратегии в условиях неопределённости и риска.

Задачи задания:

1. Нахождение оптимальной стратегии;

2. Выбор оптимальной стратегии при помощи статистических критериев.

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

При управлении производством принимать решения очень часто приходится, не имея достаточной информации, то есть в условиях неопределенности и риска.

Методами обоснования решений в условиях неопределенности и риска занимается математическая теория игр.

Предметом теории игр являются такие ситуации, в которых важную роль играют конфликт и совместные действия сторон, выражающих противоположные интересы.

Для того чтобы найти решение игры, следует для каждого игрока выбрать стратегию, которая бы удовлетворяла условию оптимальности, т.е. каждый из игроков стремится удовлетворить свои интересы: первый – обеспечить себе максимально возможный выигрыш, а второй минимально возможный проигрыш.

Стратегия первого игрока называется оптимальной, если при ее применении выигрыш первого игрока не может быть уменьшен, какими бы стратегиями не пользовался второй игрок.

Стратегия второго игрока называется оптимальной, если при ее применении проигрыш второго игрока не может быть увеличен, какими бы стратегиями не пользовался первый игрок.

Часть I. «Нахождение оптимальной стратегии»

Решение примера в Excel

Пример. Рассмотрим парную антагонистическую игру с платежной матрицей размерности

	В₁	В₂	В₃	В₄	В₅
А₁	10	5	4	11	9
А₂	12	5	6	7	5
А₃	8	7	4	11	10
А₄	15	8	13	8	9

1. Запустить Microsoft Excel

2. Ввести в ячейку А1: «Лабораторная работа № 2».

3. Ввести в ячейку А2: «Выбор оптимальной стратегии в условиях неопределенности и риска».

4. Ввести в ячейку А3 – Ф.И.О. студента, отделение, курс, группа.

5. Ввести в ячейку А4 слова: «Часть I. «Нахождение оптимальной стратегии»

6. В окне MS Excel создается исходная таблица.

6.1. Ввести: «Платежная матрица игры» – в ячейку А5, «МИН=» - в ячейку G6, «МАКС=» - в ячейку А11.

6.2. В диапазоне ячеек А6:F10 ввести данные платежной матрицы.

7. Для нахождения максиминной стратегии первого игрока А вычисляем:

7.1. минимальные элементы в каждой строке платежной матрицы. Для этого в ячейку G7 с помощью встроенной функции ввести формулу «=МИН(B7:F7)» и скопировать ее на диапазон ячеек G8:G10.

7.2. максимальный элемент среди минимальных. Для этого объединить ячейки I8 и J8 и написать «МАКСИМИН=». В ячейку K8 ввести формулу =МАКС(G7:G10).

8. Для нахождения минимаксной стратегии второго игрока В вычисляем:

8.1.максимальные элементы в каждом столбце платежной матрицы. Для этого в ячейку B11 с помощью встроенной функции ввести формулу =МАКС(B7:B10). и скопировать ее на диапазон ячеек С11:F11.

8.2. минимальный элемент среди максимальных. Для этого объединить ячейки B13 и C13 и написать «МИНИМАКС=». В ячейку D13 ввести формулу «=МИН(B11:F11)»

Записываем ОТВЕТ:

Решением игры является седловая точка с чистой ценой игры = 8

К ситуации седловой точки привели пара чистых стратегий А4 и В2.

Рис.1.10. Решение примера в Excel

Часть II. Выбор оптимальной стратегии при помощи статистических критериев.

В случае, когда между сторонами (участниками) отсутствует «антагонизм» (например, в процессе работы предприятий и торговых посредников), такие ситуации называют «играми с природой».

Здесь первая сторона принимает решение, а вторая сторона — «природа» не оказывает первой стороне сознательного, агрессивного противодействия, но ее реальное поведение неизвестно.

При анализе «игры с природой» вводится показатель, по которому оценивают, насколько то или иное состояние «природы» влияет на исход ситуации. Этот показатель называют риском.

Риск при пользовании стратегией и состоянии «природы» оценивается разностью между максимально возможным выигрышем при данном состоянии «природы» и выигрышем при выбранной стратегии .

Исходя из этого определения можно оценить максимальный риск каждого решения:

Решения могут приниматься по результатам анализа ряда критериев.

1. Критерий Байеса, основанный на известных вероятностных состояниях «природы».

Если каждому решению соответствует множество возможных результатов с вероятностями , то среднее значение выигрыша можно определить по формуле

или, если для каждого состояния природы дается вероятность , то среднее значение выигрыша можно определить по формуле

а оптимальная стратегия выбирается по условию

2. Критерий Лапласа. Этот критерий опирается на «принцип недостаточного основания» Лапласа, согласно которому все состояния природы П_j полагаются равновероятными и каждому состоянию природы П_jставится вероятность, и наибольший ожидаемый выигрыш вычисляют, как среднее арифметическое значение:

3. Максиминный критерий Вальда. Применение данного критерия не требует знания вероятностей состояний «природы». Он предполагает выбор решения, при котором гарантируется максимальный выигрыш в наихудших условиях внешней среды (состояния «природы»):

4. Критерий пессимизма-оптимизма Гурвица. Основан на следующих двух предположениях: «природа» может находится в самом невыгодном состоянии с вероятностью (1-х) и в самом выгодном состоянии с вероятностью х, и при выборе решения вместо двух крайностей в оценке ситуации (оптимум-пессимизм) придерживаются некоторого компромисса, учитывающего возможность как наихудшего, так и наилучшего поведения «природы»:

где x - показатель пессимизма-оптимизма (чаще всего 0,5).

Если х = 1 критерий слишком пессимистичный, если х = 0 – слишком отптимистичный.

5. По критерию минимаксного риска Сэвиджа выбирают ту стратегию, при которой величина риска имеет минимальное значение в самой неблагоприятной ситуации:

чтобы избежать слишком большого риска при выборе решения.

Комплексный анализ всех этих критериев позволяет в какой-то мере оценить возможные последствия принимаемых решений.

Решение примера в EXCEL.

Пример. Пусть торговое предприятие имеет 4 стратегии: и имеется 4 возможных состояний природы: . Так как природа не является заинтересованной стороной, исход любого сочетания поведения сторон можно оценить выигрышем первой стороны для каждой пары стратегий и . Все показатели игры заданы платежной матрицей .

Дана платежная матрица игры

Стратегии

Состояния природы

П₁

П₂

П₃

П₄

Т₁

Т₂

Т₃

Т₄

Известны также вероятности состояний природы соответственно равны 0,2; 0,3; 0,4; 0,1.

Определить наиболее выигрышную стратегию по критериям.

1. Ввести в ячейку А17 «Часть II. «Выбор стратегии при помощи статистических критериев»

2. В окне MS Excel создается исходная таблица.

2.1.Ввести: «Платежная матрица игры» – в ячейку А19.

2.2.В диапазоне ячеек А20:E25 ввести исходные данные платежной матрицы.

2.3.В диапазоне ячеек А26:E26 ввести данные показателей вероятности.

3. В ячейку А28 ввести название «Критерий Байеса»

3.1.В диапазон ячеек А30:D33 скопировать исходные данные платежной матрицы, в диапазон A35:D35 данные вероятностей.

3.2.В ячейку F30 ввести формулу

=A30*$A$35+B30*$B$35+C30*$C$35+D30*$D$35

3.3.Скопировать формулу на диапазон F31:F33.

3.4.В ячейку F35 с помощью встроенной функции ввести формулу =МАКС(F30:F35).

3.5.На основании полученного результата, в ячейку G35 ввести оптимальную стратегию (в нашем случае это Т1).

4.В ячейку А38 ввести название «Критерий Лапласа»

4.1.В диапазон ячеек А40:D43 скопировать исходные данные платежной матрицы.

4.2.В ячейку F40 с помощью встроенной функции ввести формулу

=СУММ(A40:D40)/4

4.3.Скопировать формулу на диапазон F41:F43.

4.4.В ячейку F45 с помощью встроенной функции ввести формулу =МАКС(F40:F45).

4.5.На основании полученного результата, в ячейку G45 ввести оптимальную стратегию (в нашем случае это Т3).

5.В ячейку А48 ввести название «Критерий Вальда»

5.1.В диапазон ячеек А50:D53 скопировать исходные данные платежной матрицы.

5.2.В ячейку F50 с помощью встроенной функции ввести формулу

=МИН(A50:D50).

5.3.Скопировать формулу на диапазон F51:F53.

5.4.В ячейку F55 с помощью встроенной функции ввести формулу =МАКС(F50:F53).

5.5.На основании полученного результата, в ячейку G55 ввести оптимальную стратегию (в нашем случае это Т3).

6.В ячейку А58 ввести название «Критерий Гурвица»

6.1.В диапазон ячеек А60:D63 скопировать исходные данные платежной матрицы.

6.2.В ячейку F60 с помощью встроенной функции ввести формулу

=МИН(A60:D60).

6.3.Скопировать формулу на диапазон F61:F63.

6.4.В ячейку H60 с помощью встроенной функции ввести формулу =МАКС(A60:D60).

6.5.Скопировать формулу на диапазон H61:H63.

6.6.Диапазон ячеек C65:F65 объединить и написать слова «показатель пессимизма-оптимизма =». В ячейку G65 занести значение 0,5.

6.7.В ячейку J60 ввести формулу

=F60*$G$65+H60*$G$65

6.8.Скопировать формулу на диапазон J61:J33.

6.9.В ячейку J65 с помощью встроенной функции ввести формулу =МАКС(J60:J63).

6.10.На основании полученного результата, в ячейку K65 ввести оптимальную стратегию (в нашем случае это Т3).

7.В ячейку А68 ввести название «Критерий Сэвиджа», в ячейку F68 – «Матрица рисков»

7.1.В диапазон ячеек А70:D73 скопировать исходные данные платежной матрицы.

7.2.В ячейку A75 с помощью встроенной функции ввести формулу =МАКС(A70:A73).

7.3.Скопировать формулу на диапазон B75:D75.

7.4.В диапазоне ячеек F70:I73 вычислить значения матрицы рисков. Для этого:

7.4.1.В ячейку F70 ввести формулу

=$A$75-A70 и скопировать формулу на диапазон F71:F73.

7.4.2.В ячейку G70 ввести формулу

=$B$75-B70 и скопировать формулу на диапазон G71:G73.

7.4.3.В ячейку H70 ввести формулу

=$C$75-C70 и скопировать формулу на диапазон H71:H73.

7.4.4.В ячейку I70 ввести формулу

=$D$75-D70 и скопировать формулу на диапазон I71:I73.

7.5.В ячейку K70 с помощью встроенной функции ввести формулу

= МАКС(F70:I70).

7.6.Скопировать формулу на диапазон K71:K73.

7.7.В ячейку K75 с помощью встроенной функции ввести формулу = МИН(K70:K73).

7.8.На основании полученного результата, в ячейку K75 ввести оптимальную стратегию (в нашем случае это Т2).

8.Выписать ОТВЕТ по каждому критерию.

9. Создайте программу выбора оптимальной стратегии при помощи статистических критериев на языке Python.

Литература по теме:

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Изучить теоретическую часть лабораторной работы.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Какие виды неопределенности существуют?

2. В чем состоят методы оценки вариантов управления в условиях риска по различным критериям (среднего выигы-ша, Лапласа, Вальда, максимаксаГурвица, Сэвиджа)?

Модуль 2. Структурно-функциональное моделирование, как технология системного анализа

Лабораторная работа №4. Моделирование процессов (Функциональное моделирование бизнес-процессов в IDEF0, Методология документирования процессов IDEF3) (4 часа)

Лабораторная работа №4.1. Создание контекстной диаграммы в BPwin

Цель работы: овладение принципами применения стандарта моделирования данных IDEF0 и привить навыки построения контекстной диаграммы в среде BPWin.

Задачи задания:

· Изучить основные компоненты методологии IDEF0;

· Разработать контекстную диаграмму бизнес-процесса.

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Моделирование бизнес-процессов, как правило, выполняется с помощью CASE-средств. Функциональные возможности инструментальных средств структурного моделирования деловых процессов будут рассмотрены на примере CASE-средства BPwin. BPwin поддерживает три методологии моделирования: функциональное моделирование (IDEF0); описание бизнес-процессов (IDEF3); диаграммы потоков данных (DFD).

Модель в BPwin рассматривается как совокупность работ, каждая из которых оперирует с некоторым набором данных. Работа изображается в виде прямоугольников, данные — в виде стрелок. Если щелкнуть по любому объекту модели левой кнопкой мыши, появляется контекстное меню, каждый пункт которого соответствует редактору какого-либо свойства объекта.

Наиболее удобным языком моделирования бизнес-процессов является IDEF0, где система представляется как совокупность взаимодействующих работ или функций. Такая чисто функциональная ориентация является принципиальной — функции системы анализируются независимо от объектов, которыми они оперируют. Это позволяет более четко смоделировать логику и взаимодействие процессов организации.

Процесс моделирования системы в IDEF0 начинается с создания контекстной диаграммы — диаграммы наиболее абстрактного уровня описания системы в целом, содержащей определение субъекта моделирования, цели и точки зрения на модель.

Рис. 2.1. Контекстная диаграмма «Управление ИТС»

Литература по теме:

1. Коцюба И.Ю., Чунаев А.В., Шиков А.Н. Основы проектирования информационных систем. Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2015. – 206 с.

2. Силич, М.П. Основы теории систем и системного анализа: учебное пособие / М.П. Силич, В.А. Силич; Министерство образования и науки Российской Федерации, Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР). - Томск: ТУСУР, 2013. - 340 с.: ил. - Библиогр.: с. 333-337. - ISBN 978-5-86889-663-7; То же [Электронный ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=480615

3. Проектирование информационных систем (на примере методов структурного системного анализа): учебное пособие / О.Г. Инюшкина, Екатеринбург: «Форт-Диалог Исеть», 2014. 240 с.

4. Цуканова О. А. Методология и инструментарий моделирования бизнес[1]процессов: учебное пособие – СПб.: Университет ИТМО, 2015. – 100 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Используя вариант предметной области создать диаграмму IDEF0 согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Что такое контекстная диаграмма?

2. С какой целью создаётся контекстная диаграмма?

3. Какова методика создания контекстной диаграммы в среде BPwin?

4. Какой процесс в рамках методологии SADT называется функциональной декомпозицией?

5. Каково содержание термина «Работа» в рамках методологии SADT?

6. Для чего предназначены диаграммы IDEF0?

7. Какова методика создания ІСОМ-стрелок на контекстной диаграмме?

8. Каковы свойства ІСОМ-стрелок на контекстной диаграмме?

9. Как создать отчет по модели в среде BPwin?

10. Каковы свойства модели (Model Properties)

Лабораторная работа №4.2. Создание диаграммы декомпозиции A1 и А2 в BPwin

Цель работы: знакомство с принципами применения методологии функционального моделирования SADT; привить навыки создания диаграмм декомпозиции А1 и A2 в BPwin.

Задачи задания:

· Изучить основные компоненты методологии IDEF0;

· Научиться создавать контекстную диаграмму в среде BPWin;

· Разработать контекстную диаграмму бизнес-процесса и диаграммы декомпозиции.

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

Модель может содержать четыре типа диаграмм:

− контекстную диаграмму;

− диаграммы декомпозиции;

− диаграммы дерева узлов;

− диаграммы только для экспозиции (FEO).

Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой. После описания системы в целом проводится разбиение ее на крупные фрагменты. Этот процесс называется декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент функциональной и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие и так далее, до достижения нужного уровня подробности описания. После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы — эксперты предметной области указывают на соответствие реальных бизнес-процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия исправляются, и только после прохождения экспертизы без замечаний можно приступать к следующему сеансу декомпозиции. Так достигается соответствие модели реальным бизнес-процессам на любом и каждом уровне модели. Синтаксис описания системы в целом и каждого ее фрагмента одинаков во всей модели

Рис.2.2. Декомпозиция контекстной диаграммы «Управление ИТС»

Рис.2.3. Диаграмма декомпозиции A1

Литература по теме:

4. Цуканова О. А. Методология и инструментарий моделирования бизнеспроцессов: учебное пособие – СПб.: Университет ИТМО, 2015. – 100 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Используя вариант предметной области создать диаграммы IDEF3 согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Что является результатом применения методологии SADT?

2. Что является одной из наиболее важных особенностей методологии SADT?

3. Как производится декомпозиция диаграмм при создании SADT- модели?

4. Какова структура SADT-модели?

5. Каковы различные варианты выполнения функций и соединения стрелок (дуг) с блоками SADT-модели?

6. Каково назначение неприсоединенных стрелок в SADT-модели? 7. В качестве чего могут выступать обратные связи в SADT-модели?

7. Что можно отобразить при помощи стрелки механизма SADT- модели?

8. Как производится нумерация блоков SADT-модели?

9. Как производится нумерация диаграмм SADT-модели?

10. Какова методика создания декомпозиции А1 в среде BPwin?

11. Как изменить свойств работ после их внесения в диаграмму декомпозиции А1 в среде BPwin?

12. Что такое «Словарь работ», и каков порядок работы с ним в среде BPwin?

13. Как внести определение для новой ветви на декомпозиции А1 в среде BPwin?

14. Что обозначают квадратные скобки на наконечнике стрелки?

15. Какова методика создания декомпозиции А2 в среде BPwin?

16. Как изменить свойств работ после их внесения в диаграмму декомпозиции А2 в среде BPwin?

17. Как внести определение для новой ветви на декомпозиции А2 в среде BPwin?

Лабораторная работа №4.3. Создание диаграммы узлов в BPwin

Цель работы: знакомство с принципами применения методологии функционального моделирования SADT; привить навыки создания диаграмм узлов в BPwin.

Задачи задания:

· Изучить основные компоненты методологии IDEF0;

· Разработать диаграмму узлов бизнес-процесса

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи между работами. Диаграмм деревьев узлов может быть в модели сколь угодно много, поскольку дерево может быть построено на произвольную глубину и не обязательно с корня. Процесс создания модели работ является итерационным, следовательно, работы могут менять свое расположение в дереве узлов многократно. Чтобы не запутаться и проверить способ декомпозиции, следует после каждого изменения создавать диаграмму дерева узлов. Впрочем, BPwin имеет мощный инструмент навигации по модели — Model Explorer, который позволяет представить иерархию работ и диаграмм в удобном и компактном виде.

Рис.2.4. Диаграмма дерева узлов «Управление экономики и финансов»

Литература по теме:

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Используя вариант предметной области создать диаграммы IDEF0 согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Каково назначение диаграммы узлов в среде BPwin?

2. Какова методика создания диаграммы узлов в среде BPwin?

3. Как изменить вид диаграммы узлов в среде BPwin?

4. Какие параметры диаграммы узлов можно настраивать при помощи диалогового окна её свойств?

Лабораторная работа №4.4. Создание диаграммы IDEF3 в BPwin

Цель работы: знакомство с принципами применения методологии функционального моделирования SADT; привить навыки создания диаграммы IDEF3 в BPwin.

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Для описания логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3, называемая также workflow diagramming, — методология моделирования, использующая графическое описание информационных потоков, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов. Диаграммы Workflow могут быть использованы в моделировании бизнес-процессов для анализа завершенности процедур обработки информации. С их помощью можно описывать сценарии действий сотрудников организации. Каждый сценарий сопровождается описанием процесса и может быть использован для документирования каждой функции.

IDEF3 — это метод, имеющий основной целью дать возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе.

Техника описания набора данных IDEF3 является частью структурного анализа.

IDEF3 может быть также использован как метод создания процессов. IDEF3 дополняет IDEF0 и содержит все необходимое для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа.

Каждая работа в IDEF3 описывает какой-либо сценарий бизнес-процесса и может являться составляющей другой работы. Поскольку сценарий описывает цель и рамки модели, важно, чтобы работы именовались отглагольным существительным, обозначающим процесс действия, или фразой, содержащей такое существительное.

Точка зрения на модель должна быть документирована. Обычно это точка зрения человека, ответственного за работу в целом. Также необходимо документировать цель модели — те вопросы, на которые призвана ответить модель. Диаграмма является основной единицей описания в IDEF3.

Единицы работы (activity) в IDEF3 работы изображаются прямоугольниками и имеют имя, выраженное отглагольным существительным, обозначающим процесс действия, одиночным или в составе фразы, и номер (идентификатор); другое имя существительное в составе той же фразы обычно отображает основной выход (результат) работы. Часто имя существительное в имени работы меняется в процессе моделирования, поскольку модель может уточняться и редактироваться. Идентификатор работы присваивается при создании и не меняется никогда. Даже если работа будет удалена, ее идентификатор не будет вновь использоваться для других работ. Обычно номер работы состоит из номера родительской работы и порядкового номера на текущей диаграмме.

Связи показывают взаимоотношения работ. Все связи в IDEF3 однонаправлены и могут быть направлены куда угодно, но обычно диаграммы IDEF3 стараются построить так, чтобы связи были направлены слева направо.

Литература по теме:

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Каково назначение диаграмм IDEF3 в среде BPwin?

2. Что такое единицы работы (Unit of Work) на диаграммах IDEF3?

3. Как описывается работа на диаграммах IDEF3?

4. Какие стрелки используются на диаграммах IDEF3?

5. Какие виды перекрестков используются на диаграммах IDEF3?

6. Что такое старшая связь и поток объектов на диаграммах IDEF3?

7. Каковы правила создания перекрестков на диаграммах IDEF3?

8. Как производится декомпозиция работ на диаграммах IDEF3?

Тематика индивидуальных заданий

1. Разработка модели работы СберЗдоровья с использованием методологии проектирования IDEF0.

2. Моделирование процесса Краудсорсинг с использованием методологии проектирования IDEF0.

3. Моделирование деятельности Скрам мастеров с использованием методологии проектирования IDEF0.

4. Моделирование процесса - Модель игрового цикла с использованием методологии проектирования IDEF0.

5. Моделирование процесса - Инструменты Google с использованием методологии проектирования IDEF0.

6. Создание модели Автоматизация общения с использованием методологии проектирования IDEF0.

7. Создание модели сайт медучреждения с использованием методологии проектирования IDEF0.

8. Создание модели «Российская система здравоохранения» с использованием методологии проектирования IDEF0.

9. Создание модели DevOps-инженера с использованием методологии проектирования IDEF0.

10. Создание модели деятельности библиотеки с использованием методологии проектирования IDEF0.

11. Моделирование процесса заказа/получения товара через Интернет.

12. Моделирование технологического процесса разработки программного продукта.

13. Создание модели деятельности Интернет-банка с использованием методологии проектирования IDEF0.

14. Создание модели деятельности бухгалтерии промышленного предприятия с использованием методологии проектирования IDEF0.

15. Создание модели деятельности компьютерной фирмы с использованием методологии проектирования IDEF0.

16. Создание модели деятельности ВУЗа с использованием методологии проектирования IDEF0.

17. Создание модели деятельности кафедры ВУЗа с использованием методологии проектирования IDEF0.

18. Создание модели работы строительной фирмы с использованием методологии проектирования IDEF0.

19. Создание модели работы аэропорта с использованием методологии проектирования IDEF0.

20. Создание модели деятельности автосалона с использованием методологии проектирования IDEF0.

21. Создание модели бизнес-процесса «Изучение рынка и потребителей» с использованием методологии проектирования IDEF0.

22. Создание модели бизнес-процесса «Отслеживание состояния внешней среды» с использованием методологии проектирования IDEF0.

23. Создание модели бизнес-процесса «Разработка товаров и услуг» с использованием методологии проектирования IDEF0.

24. Моделирование документооборота и обработки информации на предприятии с использованием методологии проектирования IDEF0.

25. Разработка модели работы HR-отдела с использованием методологии проектирования IDEF0.

26. Разработка модели работы Юридического отдела (ЮО) с использованием методологии проектирования IDEF0.

27. Моделирование процесса поступления в ВУЗ.

Модуль 3. Объектно-ориентированное моделирование, как технология системного анализа

Лабораторная работа №5 (4 часа) Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования

Лабораторная работа №5.1. Создание диаграммы вариантов использования

Цель работы: Изучить теоретические основы описания пользовательских историй и вариантов использования, а затем на основании необходимо создать диаграммы вариантов использования. Освоить принципы построения диаграммы вариантов использования.

Задачи задания:

1. Описать пользовательские истории для системы, используя объект исследования в рамках индивидуального задания

2. Описать варианты использования для системы, используя объект исследования в рамках индивидуального задания

3. Создать диаграмму вариантов использования на основе вариантов использования.

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Пользовательские истории (англ. User Stories) — способ описания требований к разрабатываемой системе, сформулированных как одно или более предложений на повседневном или деловом языке пользователя.

Для описания пользовательских историй используется следующий формат:

As a {user type}, I can {do something} so that {I receive some benefit} Как {тип пользователя} я могу {делать что-нибудь} для того, чтобы {получить некоторую выгоду}

Для составления вариантов использования – прецедентов рекомендуется рассмотреть все внешние по отношению к системе события, на которые система должна реагировать. Обычно документ состоит из двух частей.

Диаграмма вариантов использования характеризуется рядом свойств:

– вариант использования охватывает некоторую очевидную пользователю функцию – сценарий поведения системы;

– вариант может быть небольшим (системные прецеденты) или крупным (бизнес-прецедент).

Сценарии поведения могут отображать:

1) образцы поведения для отдельных объектов в системе;

2) последовательность связанных транзакций;

3) получение некоторой информации объектами.

Актор – создает действующих лиц в системе:

1) взаимодействует с системой или использует систему;

2) передает или принимает информацию в системе;

3) является внешним по отношению к системе.

Однонаправленная связь соединяет актеров и варианты использования.

Не существует стандартного способа описания содержимого прецедента; в разных случаях применяются различные форматы.

Ниже представлен общий стиль использования. Вы начинаете с выбора одного из сценариев в качестве главного успешного сценария (main success scenario). Сначала вы описываете тело прецедента, в котором главный успешный сценарий представлен последовательностью нумерованных шагов. Затем берете другой сценарий и вставляете его в виде расширения (extension), описывая его в терминах изменений главного успешного сценария. Расширения могут быть успешными – пользователь достиг своей цели, как в варианте 3a, или неудачными, как в варианте 6a.

Покупка товара

Главный успешный сценарий:

1. Покупатель просматривает каталог и выбирает товары для покупки.

2. Покупатель оценивает стоимость всех товаров.

3. Покупатель вводит информацию, необходимую для доставки товара (адрес, доставка на следующий день или в течение трех дней).

4. Система предоставляет полную информацию о цене товара и его доставке.

5. Покупатель вводит информацию о кредитной карточке.

6. Система осуществляет авторизацию счета покупателя.

7. Система подтверждает оплату товаров немедленно.

8. Система посылает подтверждение оплаты товаров по адресу электронной почты покупателя.

Расширения:
3а. Клиент является постоянным покупателем.

.1: Система предоставляет информацию о текущей покупке и ее цене, а также информацию о счете.

.2: Покупатель может согласиться или изменить значения по умолчанию, затем возвращаемся к шагу 6 главного успешного сценария.

6a. Система не подтверждает авторизацию счета.

.1: Пользователь может повторить ввод информации о кредитной карте или закончить сеанс.

Пример диаграммы вариантов использования приведен на рисунках 3.1., 3.2.,3.3.

Диаграмма ВИ может содержать следующие отношения между элементами.

Отношение обобщения служит для указания того факта, что некоторая сущность А может быть обобщена до сущности В.

В этом случае сущность А будет являться специализацией сущности В. На диаграмме данный вид отношения можно отображать только между однотипными сущностями (между двумя вариантами использования или двумя актерами).

Отношение показывается в форме стрелки с не закрашенным треугольником. Треугольник ставится у более общего прецедента.

Отношение включения указывает, что некоторое заданное поведение одного варианта использования обязательно включается в качестве составного компонента в последовательность поведения другого варианта использования.

Отношение отображаются штриховой стрелкой и помечена стереотипом «include» (англ. включает). (рис.3.1. ). Не следует путать это отношение с зависимостью одного ВИ от другого через начальное состояние.

Отношение расширения определяет потенциальную возможность включения поведения одного варианта использования в состав другого. Т. е. дочерний вариант использования может как вызываться, так и не вызываться родительским.

Стрелка расширения должна быть направлена от расширяющего варианта к базовому (рис.) и помечена стереотипом «extend» (англ. расширяет).

Рис.3.1. Диаграмма вариантов использования

Рис.3.2. Диаграмма вариантов использования

Рис.3.3. Диаграмма вариантов использования

Литература по теме:

2. Фаулер M. UML. Основы, 3-е издание. – Пер. с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2004. – 192 с.

3. Маклафлин Б., Поллайс Г., Уэст Д. М15 Объектно-ориентированный анализ и проектирование. — СПб.: Питер, 2013. — 608 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Изучить рекомендуемую литературу.

2. Описать cодержимое прецедента.

3. Используя вариант предметной области создать диаграмму вариантов использования согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

4. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Что такое вариант использования?

2. Что такое действующее лицо?

3. Что изображается на диаграмме прецедентов (вариантов использования)?

4. Каких правил следует придерживаться, разрабатывая диаграмму вариантов использования?

5. Как создать абстрактный вариант использования?

6. Как добавить в диаграмму ассоциацию?

7. Как добавить в диаграмму связи расширения?

8. Как добавить в диаграмму описание к вариантам использования?

9. Как добавить в диаграмму описание к действующему лицу?

Лабораторная работа №5.2. Создание диаграммы деятельности

Цель работы: в ходе выполнения лабораторной работы студент должен освоить основные принципы создания диаграммы деятельности.

Задачи задания:

· Изучить основные компоненты диаграммы деятельности

· Научиться создавать диаграмму деятельности

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Диаграммы деятельностей особенно полезны в описании поведения, включающего большое количество параллельных процессов. Самым большим достоинством диаграмм деятельностей является поддержка параллелизма. Самый большой их недостаток заключается в том, что связи
между действиями и объектами просматриваются недостаточно четко.

Взаимодействие объектов в системе происходит посредством приема и передачи сообщений между объектами. Данная диаграмма отражает последовательность передачи сообщений между объектами.

Пунктирная линия под объектом называется линией жизни – фрагмент жизненного цикла в процессе взаимодействия. Каждое сообщение может иметь имя, аргументы или другую управляющую информацию. Прямоугольники на линии жизни – активизации показывают, когда метод становится активным.

Рассмотрим основные элементы нотации диаграмм деятельностей. На них иллюстрируются деятельности, переходы между ними, элементы выбора и синхронизации.

Деятельностью называется исполнение определенного поведения в потоке управления системы. В UML деятельность изображается в виде скругленного прямоугольника с текстовым описанием внутри.

Пример. Деятельность обозначает некоторый шаг (этап) процесса. В прецеденте Заказ товаров одним из таких шагов может быть Добавить товар в корзину (рис. 23).

Рис. 3.3. Деятельность

Переход показывает, как поток управления переходит от одной деятельности к другой. Обычно переход осуществляется по завершении деятельности (рис. 3.4.).

Пример. В нашем примере выполняя Заказ товаров покупатель может Открыть корзину и Удалить товар из нее. Это две разные деятельности, переход к удалению товара возможен только после открытия корзины.

Рис. 3.4. Переход между деятельностями

Два состояния на диаграмме деятельности - начальное и конечное - определяют продолжительность потока. Начальное состояние обязательно должно быть отмечено на диаграмме, оно определяет начало потока. Конечных состояний может быть несколько или не одного. Оно определяет
точку завершения потока. Конечных состояний может быть несколько, но начальное должно быть только одно. Начальное состояние изображается жирной точкой, а конечное – жирной точкой в окружности (рис. 3.5.).

Рис. 3.5. Обозначения начального и конечного состояний

При моделировании управляющих потоков системы часто бывает необходимо показать места их разделения на основе условного выбора.

Выбор на диаграмме показывается ромбом, помещенным на переходе. Ограничительные условия, от которых зависит выбор направления перехода, помещаются обычно над ромбом. В нотации UML условия записываются в квадратных скобках: [условие].

Пример. Если все товары, которые хочет заказать покупатель, добавлены в корзину, то покупатель может просмотреть корзину и оформить заказ. Условие перехода от деятельности Добавить товар в корзину к Просмотреть корзину на диаграмме можно показать так, как это изображено на рисунке 3.6.

Рис. 3.6. Условие перехода между деятельностями

Синхронизация - Это способ показать, что две или более ветвей потока выполняются параллельно.

Деятельности, помещенные между двумя жирными линиями на диаграмме деятельности, исполняются синхронно, одновременно.

Пример. После оплаты заказа покупателем система присваивает заказу уникальный номер и отсылает подтверждение заказа на электронную почту покупателя. Эти две деятельности можно выполнить синхронно. Как это изображается на диаграмме, показано на рисунке 3.7.

Рис. 3.7. Линии синхронизации

Секции делят диаграмму деятельности на несколько участков. Это нужно для того, чтобы показать, кто отвечает за выполнение деятельности и в каком порядке. Если деятельность находится на секции с именем Покупатель, то этот актер и выполняет ее.

Пример. Секция актера Покупатель изображена на рисунке 3.8.

Рис. 3.8. Секция

Литература по теме:

2. Фаулер M. UML. Основы, 3-е издание. – Пер. с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2004. – 192 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Используя вариант предметной области создать диаграмму деятельности согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

2. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Что представляет собой диаграмма деятельности?

2. Что представляет собой дорожки диаграммы?

3. Как моделируются начальное и конечное состояния?

4. Что такое действия? Какие бывают действия?

5. Что демонстрирует деятельность?

6. Что такое переход? Что показывает переход? Как обозначается?

7. Что определяет ограждающее условие перехода?

8. Как обозначаются объекты на диаграмме? Что, кроме имени объекта, входит в его обозначение?

9. Какие возможны линии синхронизации? Когда их нужно моделировать?

10. Как обозначают на диаграмме точку принятия решения? Когда их нужно моделировать?

Лабораторная работа №5.3. Создание диаграммы последовательности

Цель работы: в ходе выполнения лабораторной работы студент должен освоить основные принципы создания диаграммы последовательности.

Задачи задания:

· Изучить основные компоненты диаграммы последовательности

· Научиться создавать диаграмму последовательности

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Обычно диаграмма последовательности описывает один сценарий. На диаграмме показаны экземпляры объектов и сообщения, которыми обмениваются объекты в рамках одного прецедента (use case). Диаграммы последовательности отражают поток событий, происходящих в рамках варианта использования.

Как правило, поток событий описывает не одну последовательность действий, а несколько возможных, это отражается наличием главного потока событий и альтернативных потоков. Чаще всего невозможно описать прецедент с помощью только одной последовательности действий. Например, для прецедента Заказ товаров возможно оформление заказа без изменения корзины, с изменением состава корзины, или покупатель, просмотрев корзину, захочет вернуться в каталог и что-то в нее добавить, возможно, вернувшись в каталог, покупатель не станет ничего больше добавлять, а снова вернется в корзину и оформит заказ. Каждый такой вариант мы можем описать своей последовательностью действий, своим сценарием. И, таким образом, один прецедент описывает несколько последовательностей – сценариев, каждый из которых описывает один из вариантов возможного потока событий.

Сценарий (Scenario) – это некоторая последовательность действий, иллюстрирующая поведение системы.

Сценарий – это экземпляр потока событий. Он представляет собой одиночный проход по потоку событий для прецедента. Для графического отображения сценария используются диаграммы последовательностей.

Диаграмма последовательности действий отображает взаимодействие объектов, упорядоченное по времени.

На диаграммах последовательности изображаются объекты, классы и последовательность сообщений, которыми обмениваются объекты в ходе выполнения сценария (рис. 3.9.).

Рис. 3.9. Общий вид диаграммы последовательности

На диаграмме последовательностей могут также изображаться экземпляры действующих лиц. Для того чтобы поместить действующее лицо на диаграмму, нужно найти его в навигаторе модели справа и перетащить на поле диаграммы последовательностей.

Действующие лица, присутствующие на диаграммах взаимодействия, выделяются из потока событий как сущности, запускающие процессы. На одной диаграмме их может быть несколько.

Для того чтобы поместить экземпляр уже созданного ранее на диаграмме прецедентов действующего лица на диаграмму взаимодействия, просто перетащите его с навигатора модели на рабочее поле диаграммы.

Каждый объект или действующее лицо на диаграмме
последовательностей имеет свою линию жизни, которая обозначается пунктиром.

Линия жизни объекта (object lifeline) – вертикальная пунктирная линия на диаграмме последовательности, которая представляет существование объекта в течение определенного периода времени.

Фокус управления (активность, focus of control) – специальный символ на диаграмме последовательности, указывающий период времени, в течение которого объект выполняет некоторое действие, находясь в активном состоянии.

Фокус управления изображается тонким прямоугольником, расположенным на линии жизни (рис. 3.10.).

Рис. 3.10. Фокус управления

Объекты и действующие лица на диаграммах последовательности обмениваются сообщениями. Сообщения обозначаются стрелками, идущими от отправителя к получателю.

Сообщение (message) — спецификация передачи информации от одного элемента модели к другому с ожиданием выполнения определенных действий со стороны принимающего элемента (рис. 3.11.).

Пример

Рис. 3.11. Сообщение

Для сообщений на диаграммах последовательностей, как и для других элементов модели, доступен ряд спецификаций.

Во-первых, у каждого сообщения должно быть имя, соответствующее его цели.

Во-вторых, сообщения на диаграммах последовательностей можно соотнести с операциями, определенными для классов. Если от одного объекта к другому направлено сообщение, то это означает, что объект-источник вызывает операцию объекта-приемника. Объект не может вызвать
произвольную операцию: она должна быть доступна этому объекту.

В особых случаях сообщение не становится операцией: например, ввод логина и пароля подразумевает их печать в соответствующих полях, и сообщение будет реализовано в виде поля ввода в окне программы.

Процедура создания операций из сообщений будет описана ниже.

В-третьих, мы можем для каждого сообщения установить тип синхронизации. Каждому типу соответствует его обозначение.

Вызов операции (процедуры) (call) вызывает операцию того объекта, к которому направлено. Объект может вызвать свою операцию. Тогда стрелка начинается и заканчивается на линии жизни одного и того же объекта, такое сообщение называется рефлексивным.

Синхронное сообщение обозначается стрелкой с закрашенным наконечником (рис.3.12.)

Рис. 3.12. Синхронное сообщение

Асинхронное сообщение (send) посылает объекту сигнал. При этом источник не ждет отклика приемника или подтверждения получения, а продолжает свою работу. Обозначается нежирной стрелкой (рис. 3.13.).

Рис. 3.13. Асинхронное сообщение

Ответное сообщение (return) возвращает значение из процедуры тому объекту, к которому направлено. Обозначается пунктирной стрелкой (рис. 3.14.)

Рис. 3.14. Ответное сообщение

Создать объект (create) – создает новый объект. Обозначается стрелкой со стереотипом <<create>> (рис.3.15.).

Рис. 3.15. Создание объекта

Уничтожить объект (destroy)- удаляет объект. Объект может уничтожить сам себя. Обозначается стрелкой со стереотипом <<destroy>>. При уничтожении объекта на его линии жизни появляется символ разрушения, который обозначается крестом (рис.3.16.).

Рис. 3.16. Уничтожение объекта

Литература по теме:

2. Фаулер M. UML. Основы, 3-е издание. – Пер. с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2004. – 192 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Используя вариант предметной области создать диаграммы последовательности согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Что такое диаграмма взаимодействия?

2. Какие существуют виды диаграмм взаимодействия?

3. Что представляет собой диаграмма последовательности?

4. Как добавить в диаграмму действующее лицо и объекты?

5. Как добавить в диаграмму сообщения? какие возможны типы сообщений?

6. Как добавить в диаграмму дополнительные объекты?

7. Как назначить ответственность объектам?

8. Как соотнести объекты с классами?

9. Как соотнести сообщения с операциями

Лабораторная работа №5.4. Создание диаграммы классов

Цель работы: Изучить теоретические основы создания диаграммы классов. Освоить принципы построения диаграммы классов.

Задачи задания:

· Научиться создавать классы;

· Изучить основные стереотипы классов;

· Научиться устанавливать отношения между классами;

· Разработка диаграммы классов.

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Диаграмма классов определяет типы классов системы и различного рода статические связи, которые существуют между ними. На диаграммах классов изображаются также атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между классами.

Объект – это некоторая сущность реального мира или концептуальная (абстрактная) сущность.

Объект имеет четко определенные границы и значение для системы и характеризуется состоянием, поведением и индивидуальностью.

Состояние объекта – это одно из условий, в котором он может находиться. Состояние обычно изменяется со временем и характеризуется набором свойств, которые называются атрибутами.

Поведение определяет, как объект реагирует на запросы других объектов и что может делать сам объект. Поведение характеризуется операциями объекта.

Индивидуальность означает, что каждый объект уникален, даже если его состояние идентично состоянию другого объекта.

Как правило, в системе существует множество объектов имеющих одинаковое поведение, принимающих одинаковые состояния. Например, сотрудники фирмы, которых может быть несколько десятков, и данные о которых содержатся в базе данных, имеют одинаковые атрибуты – фамилию,
имя, отчество, дату рождения, должность и др. – с разными значениями этих атрибутов, а также могут иметь схожее поведение – подать заявление на отпуск или перевод в другое подразделение. Для группировки объектов используются классы.

Класс – это описание группы объектов с общими свойствами (атрибутами), поведением (операциями), отношениями с другими объектами и семантикой.

Каждый класс является шаблоном для создания объекта. А каждый объект – это экземпляр класса. Важно помнить, что каждый объект может быть экземпляром только одного класса!

Пример. Применительно к магазину «Style» мы можем сгруппировать сотрудников магазина, описав общий для них класс Сотрудник. Объект этого класса, например, Иван Петров, может включать в себя следующую информацию: имя, адрес, должность, размер заработной платы, кроме того
этот объект может выйти в отпуск.

В нотации UML классы и объекты изображаются в виде прямоугольников (см. рис.3.17.). Прямоугольник класса всегда делится на три секции (раздела), имя класса помещается в первую секцию, каждое слово в названии класса принято писать с большой буквы. Во второй и третьей секциях могут указываться атрибуты и операции класса соответственно, эти секции могут быть пустыми. Названия классов выбираются в соответствии с понятиями предметной области. Это должно быть существительное или словосочетание в единственном числе, наиболее точно характеризующее предмет. Класс должен описывать только одну сущность.

Рис. 3.17. Изображение классов и объектов

Класс описывает группу объектов системы, имеющих одинаковые свойства (атрибуты), схожее поведение (операции), типы отношений с другими объектами и семантику.

Стереотипы – это механизм, позволяющий разделять классы на категории.

В языке UML основными стереотипами являются:

· Boundary (граничный класс) – это классы, объекты которых расположены на границе системы и окружающей среды. Они включают все формы, отчеты, интерфейсы с аппаратурой (такой, как принтеры или сканеры) и другими системами.

Рис. 3.18. Обозначение граничных классов

· Entity (классы-сущности) моделируют основные понятия (абстракции) предметной области, содержащие долгоживущую, нередко сохраняемую информацию. Обычно для каждого класса-сущности создают таблицу в базе данных.

Рис. 3.19. Обозначение классов-сущностей

· Control (управляющие классы) отвечают за координацию, порядок последовательности, взаимодействия других классов. Обычно у каждого варианта использования имеется один управляющий класс, контролирующий последовательность событий этого варианта использования.

Рис. 3.20. Обозначение управляющих классов

Литература по теме:

2. Фаулер M. UML. Основы, 3-е издание. – Пер. с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2004. – 192 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Изучить рекомендуемую литературу.

2. Используя вариант предметной области создать диаграммы IDEF3 согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

3. Ответить на контрольные вопросы.

4. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Какие диаграммы классов создают обычно для описания системы?

2. Что называют классом? Как выглядит класс на диаграмме классов?

3. Как выявляют классы?

4. Что такое параметризованный класс? класс-наполнитель? как они обозначаются?

5. Что собой представляют утилиты классов, параметризованных классов, классов наполнителей? чем они отличаются? как обозначаются?

6. Какие классы можно отнести к метаклассам?

7. Что называют стереотипом в языке UML? Назовите основные стереотипы

8. Как обозначают стереотипы классов?

9. Как задать видимость класса? его множественность?

10. Какие значения может принимать устойчивость класса?

11. Что позволяет описать параллелизм класса?

12. Что называют абстрактным классом?

13. Что такое пакет? С какой целью применяют пакеты?

14. Каковы наиболее распространенные подходы к группировке классов?

15. Что представляет собой диаграмма пакетов?

16. Как добавить пакет в браузер? на диаграмму классов?

17. Как удалить пакет из диаграммы классов? из модели?

18. Что такое атрибут класса? Как выявляют атрибуты?

19. Какие спецификации определяют для атрибута? Где их можно просмотреть или изменить?

20. Как задать начальное значение атрибута?

21. Какое свойство называется видимостью атрибута? Какие возможны значения видимости атрибута?

22. Что показывает метод локализации атрибута? Какие значения параметра локализации возможны?

23. Какой атрибут называют статичным? производным?

24. Что реализуют операции? Какие части включает операция?

25. Какую нотацию имеют операции в языке UML?

26. Какие существуют типы операций? стереотипы операций? Как их установить?

27. Какие значения параметра видимости допустимы для операций?

28. Какие существуют нотации для показа параметров видимости атрибутов и операций?

29. Какие типы связей могут быть установлены между классами? Охарактеризуйте каждый тип

30. Какие стереотипы разрешается назначать связям?

31. Что показывает множественность (multiplicity)?

32. Каковы нотации для обозначения множественности?

33. Зачем определяют имена связей? ролевые имена?

Лабораторная работа №5.5. Создание диаграммы компонентов

Цель работы: Изучить теоретические основы создания диаграммы компонентов. Освоить принципы построения диаграммы компонентов.

Задачи задания:

· Изучить основные элементы диаграммы компонентов

· Научиться создавать диаграмму компонентов

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Интерфейс — это набор операций, которые специфицируют сервис, предоставляемый либо требуемый классом или компонентом.

Рис.3.21. Обозначение интерфейса

Компонент — замещаемая часть системы, которая соответствует набору интерфейсов и обеспечивает его реализацию.

Рис.3.22. Обозначение компонента

Порт — специфическое «окно» в инкапсулированный компонент, принимающее сообщения для компонента и от него в соответствии с заданным интерфейсом.

Рис.3.23. Обозначение порта

Внутренняя структура — реализация компонента, представленная набором частей, соединенных друг с другом конкретным способом.

Часть — спецификация роли, составляющей часть реализации компонента. В экземпляре компонента присутствует экземпляр, соответствующий части.

Коннектор — связь коммуникации между двумя частями или портами в контексте компонента.

Компоненты представляют элементы, которые можно независимо друг от друга купить и обновить.

Компоненты связываются между собой с помощью предоставляемых или требуемых интерфейсов, при этом шарово-гнездовая нотация обычно применяется только на диаграммах классов. Можно также разбивать компоненты на части с помощью диаграмм составных структур. Кроме этого значка компоненты не принесли с собой никаких новых обозначений.

Рис. 3.24. Пример диаграммы компонентов

Литература по теме:

2. Фаулер M. UML. Основы, 3-е издание. – Пер. с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2004. – 192 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Изучить рекомендуемую литературу.

3. Ответить на контрольные вопросы.

4. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Что такое компонент?

2. Какие существуют типы компонентов?

3. Что изображают на диаграмме компонентов?

4. Какие спецификации определяют для компонентов?

5. Что означает зависимость между компонентами? как ее обозначают на диаграмме?

Лабораторная работа №5.6. Создание диаграммы развертывания

Цель работы: Изучить теоретические основы создания диаграммы развертывания. Освоить принципы построения диаграммы развёртывания.

Задачи задания:

· Изучить основные элементы диаграммы развертывания

· Научиться создавать диаграмму развертывания

Формируемые компетенции: УК-1, ОПК-6.

Теоретическая часть:

Диаграммы размещения предназначены для анализа аппаратной части системы, то есть «железа», а не программ. В прямом переводе с английского Deployment означает «развертывание», но термин «размещение» точнее отражает сущность этого типа диаграмм. Иногда диаграммы размещения называют диаграммами топологии. Для каждой модели создается только одна такая диаграмма, отображающая процессоры (Processor), устройства (Device) и их соединения.

Диаграммы развертывания представляют физическое расположение системы, показывая, на каком физическом оборудовании запускается та или иная составляющая программного обеспечения. Диаграммы развертывания очень просты.

На рисунке 3.28 показан пример простой диаграммы развертывания.

Главными элементами диаграммы являются узлы, связанные информационными путями.

Узел (node) – это то, что может содержать программное обеспечение. Узлы бывают двух типов.

Рис.3.25. Обозначение интерфейса

Устройство (device) – это физическое оборудование: компьютер или устройство, связанное с системой.

Рис.3.26. Обозначение интерфейса

Среда выполнения (execution environment) – это программное обеспечение, которое само может включать другое программное обеспечение, например операционную систему или процесс-контейнер.

Узлы могут содержать артефакты (artifacts), которые являются физическим олицетворением программного обеспечения; обычно это файлы.

Рис.3.27. Обозначение интерфейса

Такими файлами могут быть исполняемые файлы (такие как файлы.exe, двоичные файлы, файлы DLL, файлы JAR, сборки или сценарии) или файлы данных, конфигурационные файлы, HTML-документы и т. д.

Можно сопровождать узлы или артефакты значениями в виде меток, чтобы указать различную интересную информацию об узле, например поставщика, операционную систему, местоположение.

Рис. 3.28. Диаграмма развертывания

Литература по теме:

2. Фаулер M. UML. Основы, 3-е издание. – Пер. с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2004. – 192 с.

Задания для выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее:

1. Изучить рекомендуемую литературу.

2. Используя вариант предметной области создать диаграммы развертывания согласно методике, рассмотренной в лабораторной работе.

3. Ответить на контрольные вопросы.

4. Оформить отчет в электронном виде.

Контрольные вопросы:

1. Для чего предназначены диаграммы размещения?

2. Что такое диаграмма топологии?

3. Какие элементы изображаются на диаграмме размещения?

4. Кто кроме разработчиков и, с какой целью, может использовать модели диаграммы размещения?

5. Как можно добавить узлы к диаграмме размещения?

6. Как можно добавить связи на диаграмме размещения?

7. Как выполнить добавление процессов на диаграмме размещения?

8. Как выполнить показ процессов на диаграмме размещения?

ISBN 978-5-00218-807-9

Билалова Е

Билалова Е.М., Магомедгаджиев Ш.М.

Теория систем и системный анализ:
лабораторный практикум
Учебное пособие

Издательство «Перо»

109052, Москва, Нижегородская ул., д. 29-33, стр. 15, ком. 536

Тел.: (495) 973-72-28, 665-34-36

Подписано в печать 27.10.2023. Формат 60×90/16.

Бумага офсетная. Усл. печ. л. 4,375. Тираж 600 экз. Заказ 996.