Методология SADT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

SADT возникла  в конце 60-х годов в ходе  революции, вызванной структурным  программированием. Когда большинство специалистов билось над созданием программного обеспечения, немногие старались разрешить более сложную задачу создания крупномасштабных систем, включающих как людей и машины, так и программное обеспечение, аналогичных системам, применяемым в телефонной связи, промышленности, управлении и в контроле за вооружением. В то время специалисты, традиционно занимавшиеся созданием крупномасштабных систем, стали осознавать необходимость большей упорядоченности. Таким образом, разработчики решили формализовать процесс создания системы, разбив его на следующие фазы:

• Анализ — определение того, что система будет делать,
• Проектирование — определение подсистем и их взаимодействие,
• Реализация — разработка подсистем по отдельности, объединение — соединение подсистем в единое целое,
• Тестирование — проверка работы системы,
• Установка — введение системы в действие,
• Эксплуатация — использование системы.

SADT (Structured Analysis and Design Technique) — методология структурного анализа и проектирования, интегрирующая процесс моделирования, управление конфигурацией проекта, использование дополнительных языковых средств и руководство проектом со своим графическим языком. Методология SADT – одна из самых известных методологий анализа и проектирования систем. Она является, пожалуй, единственной методологий, отражающей такие характеристики, как управление, обратная связь и ресурсы. Другая особенность SADT заключается в том, что она развивалась как язык описания функционирования систем общего вида, тогда как в других структурных методологиях упор чаще делается на проектирование программного обеспечения.

Не смотря на кажущуюся старость этой методологии, SADT и сегодня остается востребованным средством проектирования и структурного анализа. Современный уровень информационных технологий предоставляет богатый выбор методов для создания автоматизированной поддержки SADT. Наиболее доступным на сегодняшний день SADT-средством является Design/IDEF (Meta Software Corp.) — изначально построенный в рамках программы интегрированной компьютеризации производства и широко используемый ныне в различных областях деятельности. Автоматизированная поддержка SADT происходит в развитии от просто графического средства до программного обеспечения, функционирующего на базе знаний более общих понятий моделирования. Такие развитые средства обладают способностью понимать семантику взаимосвязанной сети диаграмм SADT и множества моделей, а также объединять это множество сведений и правил с другими технологиями.

Следующим этапом развития SADT является методология IDEF0. Моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы, поэтому необходимо подробно изучить способы моделирования процессов с помощью SADT и IDEF0.

Чтобы изучить  данную методологию необходимо:

1) Изучить теоретическое описание методологии (все компоненты диаграмм и их использование  в SADT-диаграммах)

2) Изучить практическое  применение методологии (использование  SADT-диаграмм на конкретном примере).

Глава 1. Теоретические основы методологии SADT

Прежде чем перейти к практическому применению данной методологии нужно, прежде всего, изучить теоретические основы. Это, прежде всего:

1. История разработки и появления методологии функционального моделирования SADT
2. Состав функциональной модели (собственно, составляющие части диаграмм)
3. Иерархия диаграмм (изучение декомпозиции функциональных блоков SADT-диаграмм)

1.1. История возникновения

Дуглас Т. Росс часть своих PLEX-теорий относящихся  к методологии и языку описания систем, назвал "Методология структурного анализа и проектирования" (SADT). Исходная работа над SADT началась в 1969 г. Первое ее крупное приложение было реализовано в 1973 г. при разработке большого аэрокосмического проекта, когда она была несколько пересмотрена сотрудниками SofTech, Inc. В 1974 г. SADT была еще улучшена и передана одной из крупнейших европейских телефонных компаний. Появление SADT на рынке произошло в 1975 г. после годичного оформления в виде продукта. К 1981 г. SADT уже использовали более чем в 50 компаниях при работе более чем над 200 проектами, включавшими более 2000 людей и охватывавшими дюжину проблемных областей, в том числе телефонные сети, аэрокосмическое производство, управление и контроль, учет материально-технических ресурсов и обработку данных. Ее широкое распространение в настоящее время в европейской, дальневосточной и американской аэрокосмической промышленности (под названием IDEFO) позволяет эти цифры существенно увеличить. Таким образом, SADT выделяется среди современных методологий описания систем благодаря своему широкому применению. Почему SADT имеет такое широкое применение? Во-первых, SADT является единственной методологией, легко отражающей такие системные характеристики, как управление, обратная связь и исполнители. Это объясняется тем, что SADT изначально возникла на базе проектирования систем более общего вида в отличие от других структурных методов, "выросших" из проектирования программного обеспечения. Во-вторых, SADT в дополнение к существовавшим в то время концепциям и стандартам для создания систем имела развитые процедуры поддержки коллективной работы и обладала преимуществом, связанным с ее применением на ранних стадиях создания системы. Кроме того, широкое использование SADT показало, что ее можно сочетать с другими структурными методами. Это достигается использованием графических SADT-описаний в качестве схем, связывающих воедино различные методы, примененные для описания определенных частей системы с различным уровнем детализации. Таким образом, неадекватные спецификации систем того времени вызвали создание графического языка SADT, а его усиленное использование преобразовало SADT в законченную методологию, способную повысить качество продуктов, создаваемых на ранних стадиях развития проекта. Итак, SADT началась как язык описания функционирования систем общего вида, а по мере применения ее процедуры описания систем были улучшены и дополнены.

2. Предпостылки к созданию и появление методологии SADT

Традиционные  подходы к созданию систем приводили  к возникновению многих проблем. Не было единого подхода. Привлечение пользователя к процессу разработки не контролировалось. Проверка на согласованность проводилась нерегулярно или вообще отсутствовала. Результаты одного этапа не согласовывались с результатами других. Процесс с трудом поддавался оценкам, как качественным, так и количественным. Утверждалось, что когда создатели систем пользуются методологиями типа структурного программирования и проектирования сверху вниз, они решают либо не поставленные задачи, либо плохо поставленные, либо хорошо поставленные, но неправильно понятые задачи. Кроме того, ошибки в создании систем становились все менее доступны выявлению с помощью аппаратных средств или программного обеспечения, а наиболее катастрофические ошибки допускались на ранних этапах создания системы. Часто эти ошибки были следствием неполноты функциональных спецификаций или несогласованности между спецификациями и результатами проектирования. Проектировщики знали, что сложность систем возрастает и что определены они часто весьма слабо. Рост объема и сложности систем является жизненной реалией. Эту предпосылку нужно было принять как неизбежную. Но ошибочное определение системы не является неизбежным: оно - результат неадекватности методов создания систем. Вскоре был выдвинут тезис: совершенствование методов анализа есть ключ к созданию систем, эффективных по стоимости, производительности и надежности. Для решения ключевых проблем традиционного создания систем широкого профиля требовались новые методы, специально предназначенные для использования на ранних стадиях процесса. Применение SADT проистекало из этого убеждения.

1.3. Состав функциональной модели

Методы, подобные SADT, на начальных этапах создания системы  позволяли гораздо лучше понять рассматриваемую проблему. А это  сокращает затраты как на создание, так и на эксплуатацию системы, а кроме того, повышает ее надежность. SADT - это способ уменьшить количество дорогостоящих ошибок за счет структуризации на ранних этапах создания системы, улучшения контактов между пользователями и разработчиками и сглаживания перехода от анализа к проектированию.

 

 

 

 

 

Рис.1.1. Функциональный блок и интерфейсные дуги

 Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях:

• графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT-диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа/выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описываются посредством интерфейсных дуг, выражающих "ограничения", которые в свою очередь определяют, когда и каким образом функции выполняются и управляются (Рис.1.1.);
• строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают:
• ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3-6 блоков);
• связность диаграмм (номера блоков);
• уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен);
• синтаксические правила для графики (блоков и дуг);
• разделение входов и управлений (правило определения роли данных).
• отделение организации от функции, т.е. исключение влияния организационной структуры на функциональную модель.

Подход SADT (технология структурированного анализа и разработки) относится к классу формальных методов , используемых при анализе и разработке систем . Несмотря на то , что вполне допустима независимая разработка функциональных моделей , методология SADT предполагает ведение структурированного проекта анализа , в процессе которого происходит их создание . В дополнение к функциональному моделированию SADT структурный анализ предполагает построение информационных моделей данных и диаграмм состояний , которые моделируют поведение системы во времени.

Часто разработка моделей применяется для документирования ситуации , сложившейся к определенному моменту (модели “как есть” – “as is” ). Впоследствии они применяются при создании новых моделей функционирования системы (модели “как должно быть “ – “to be” ), а также для проверки моделей “to be ”, с тем чтобы удостовериться , что предполагаемые изменения действительно повлекут улучшение функционирования системы.

В дополнение к  алгоритмизации процесса построения предполагаемой системы модели “to be” используются для планирования загрузки частей системы, калькуляции бюджета и распределения ресурсов, при построении плана реорганизации системы, определяющего действия по переводу системы из состояния “as is” в состояние ”to be” .

Преимущества, получаемые от разработки моделей “as is”, должны быть сопоставимы с затратами средств и времени , которые для этого необходимы. В литературе без труда можно найти многочисленные примеры систем, изначально построенных для решения несоответствующих их истинному назначению задач. “As is”- моделирование позволяет обойти подобные трудности . С другой стороны, если имеется определенный уровень понимания задачи в целом (как это часто случается при разработке информационных систем), затраты средств на разработку “as is”-моделей могут быть неоправданными.

Методология SADT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем SADT может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются.

В основе методологии SADT лежат два основных принципа:

1. SA-блоки, на основе которых создается иерархическая многоуровневая модульная система, каждый уровень которой представляет собой законченную систему (блок), поддерживаемую и контролируемую системой (блоком), находящейся над ней.
2. Декомпозиция. Использование этой концепции позволяет разделить каждый блок, понимаемый как единое целое, на свои составляющие, описываемые на более детальной диаграмме. Процесс декомпозиции проводится до достижения нужного уровня подробности описания. Диаграмма ограничивается 3-6 блоками для того, чтобы детализация осуществлялась постепенно. Вместо одной громоздкой модели используется несколько небольших взаимосвязанных моделей, значения которых взаимно дополняют друг друга, делая понятной структуризацию сложного объекта.

Обычно SADT-методология  применяется на ранних этапах жизненного цикла информационной системы.  
SADT-модель – это точное, полное и адекватное текстовое и графическое описание системы имеющей конкретное назначение, выполненное в виде иерархически организованной совокупности диаграмм, созданных на основе стандартного представления данных. Это описание системы у которой есть единственный субъект, цель и одна точка зрения с помощью SADT-методологии. Такая модель представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм, организованных в виде древовидной структуры, где верхняя диаграмма является наиболее общей, а самые нижние наиболее детализированы. 
В SADT-моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графического языка - сама методология SADT. Графический язык SADT обеспечивает структуру и точную передачу модели семантики естественного языка. Графический язык SADT организует естественный язык вполне определенным и однозначным образом, за счет чего SADT позволяет описывать системы, которые до недавнего времени не поддавались адекватному представлению. 
С точки зрения SADT модель может быть сосредоточена либо на функциях системы, либо на ее объектах. SADT-модели, ориентированные на функции, принято называть функциональными моделями, а ориентированные на объекты системы – моделями данных. Функциональная модель представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые в свою очередь отражают свои взаимоотношения через объекты системы. Полная методология SADT поддерживает создание множества моделей для более точного описания сложной системы. 
Согласно авторам SADT процесс моделирования, как процесса создания непротиворечивой и полезной системы описаний, состоит из четырех последовательных этапов: