Projektowanie systemów informacyjnych

1. Projektowanie systemów informacyjnych Wykład 8: OMT - Modelowanie funkcji Kazimierz Subieta Instytut Podstaw Informatyki PAN, Warszawa Polsko-Japońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych, Warszawa

2. ZAWARTOŚĆ: Analiza Funkcji Systemu Diagramy Przepływu Danych Strategie Modelowania Funkcji Jakość Modeli Funkcji Modelowanie funkcji

3. 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 Analiza funkcji - Cel Model funkcjonalny specyfikuje co zachodzi Model dynamiczny specyfikuje kiedy to zachodzi Model obiektów specyfikuje na czym to zachodzi

4. 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.

5. 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 - Terminologia

6. Diagramy Przepływu Danych - Notacja AKTOR (INTERFEJS, TERMINATOR) Nazwa aktora Nazwa procesu Nazwa procesu PROCES PRZEPŁYW DANYCH PRZEPŁYW OBIEKTU PRZEPŁYW STEROWANIA MAGAZYN DANYCH Nazwa magazynu

7. 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. iloraz dzielnik Dzielenie całkowito- liczbowe dzielna Diagram procesu pokazuje tylko jego nazwę, wejście i wyjście. reszta

8. 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. Przetwarzanie danych kadrowych decyzja kadrowa Przetwarzanie danych finansowych decyzja Kierownictwo ministerstwa decyzja finansowa Przetwarzanie danych administracyjnych decyzja administracyjna

9. 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.

10. 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. utwórz konto konto Bank nazwisko, depozyt Klient Konto numer konta

11. 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. Konto zakodowane hasło Weryfikacja hasła bilans hasło jest poprawne hasło zlecenie wypłaty Klient Aktualizacja konta gotówka

12. Diagramy Przepływu Danych - Przykład PASAŻER Bilet z rezerwacją miejsca Karta pokładowa Żądanie rezerwacji miejsca Bilet do odprawy REZERWACJA MIEJSC W SAMOLOCIE ODPRAWA PASAŻERÓW Sprawdzenie rezerwacji Zarezerwowane miejsce Zrealizowana odprawa LISTA REZERWACJI Diagram NIE ODWZOROWUJE zależności czasowych SEMANTYKA wyrażana poprzez NAZWY OBIEKTÓW

13. Analiza powinna koncentrować się na tym CO (jakie funkcje) system informacyjny ma realizować a nie JAK ma to być realizowane. Diagramy Przepływu Danych - CO a nie JAK ASPEKTY PROCEDURALNE powinny być POMIJANE na DPD PRZEPŁYWY STERUJĄCE powinny być POMIJANE na DPD Tak SUMA CIĘŻARU CZĘŚCI ELEMENTARNYCH CZY CZĘŚCI SĄ ELEMENTARNE ? WYZNACZENIE CIĘŻARU CZĘŚCI Nie Ciężar części Część Ciężar części Części składowe Części składowe WYZNACZENIE CZĘŚCI SKŁADOWYCH SPIS CZĘŚCI SPIS CZĘŚCI

14. DIAGRAMY: KONTEKSTOWY (cały system traktowany jest jako jeden proces) SYSTEMOWY ETAPY BUDOWY 1. Identyfikacja interfejsów (terminatorów) 2. Identyfikacja głównych przepływów wejściowych i wyjściowych pomiędzy interfejsami a systemem 3. Budowa szkieletu diagramu 4. 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 schemacie 5. Modyfikacja diagramu tak aby zapewnić jakość => Warunki zapewnienia jakości diagramów przepływu danych Etapy Budowy Diagramów Przepływu Danych

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

16. Strategia Top-Down - Prymitywy (1) T1: DEKOMPOZYCJA PROCESU Z PRZEPŁYWEM POŚREDNIM T2: DEKOMPOZYCJA PROCESU Z MAGAZYNEM POŚREDNIM T3: DEKOMPOZYCJA PROCESU NA PROCESY NIEZWIĄZANE Dekompozycja procesów na podprocesy, w miarę możliwości, niezależne od siebie. T4: DEKOMPOZYCJA PRZEPŁYWU

17. Strategia Top-Down - Prymitywy (2) T5: ROZWINIĘCIE PRZEPŁYWU T6: DEKOMPOZYCJA MAGAZYNU T7: ROZWINIĘCIE MAGAZYNU

18. Strategia Top-Down - Przykład (1) PRACOWNIK NAUKOWY Zamówienie WYDAWNICTWO Zamówienie książki PROCES ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Odpowiedź T2: PRACOWNIK NAUKOWY PRZYJĘCIE ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Zamówienie ZAMÓWIENIA WYDAWNICTWO OBSŁUGA ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Zamówienie książki Odpowiedź

19. Strategia Top-Down - Przykład (2) PRACOWNIK NAUKOWY PRZYJĘCIE ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Zamówienie PRACOWNIK NAUKOWY PRZYJĘCIE ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Zamówienie ZAMÓWIENIA ZAMÓWIENIA T3: OBSŁUGA ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Odpowiedź SPRAWDZENIE ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI T1: Zamówienie książki WYDAWNI- CTWO REALIZACJA ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Zamówienie książki Odpowiedź WYDAWNI- CTWO

20. Strategia Top-Down - Przykład (3) T3: PRACOWNIK NAUKOWY Zamówienie PRZYJĘCIE ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI KATALOG_KSIĄŻEK ZAMÓWIENIA KONTA SPRAWDZENIE DOSTĘPNOŚCI KSIĄŻKI SPRAWDZENIE KONTA ZAMAWIAJĄ- CEGO WYDAWNICTWO REALIZACJA ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Zamówienie książki Odpowiedź

21. Od szczegółu do ogółu (BOTTOM-UP) - najpierw definiuje się pojęcia elementarne, a następnie buduje się z nich struktury w celu stworzenia pojęć ogólnych. Strategia BOTTOM-UP WYMAGANIA WYMAGANIA n WYMAGANIA 1 . . . . . POJĘCIE nk POJĘCIE 1m POJĘCIE 11 POJĘCIE n1 ..... ..... DIAGRAM nk DIAGRAM n1 DIAGRAM 1m DIAGRAM 11 ..... ..... . . . . . DIAGRAM n DIAGRAM 1 KOŃCOWY DIAGRAM ZINTEGROWANY

22. 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). Strategia INSIDE-OUT WYMAGANIA POJĘCIA NAJWAŻNIEJSZE diagram wstępny DIAGRAMY (rozprzestrzenianie się) diagramy pośrednie DIAGRAM KOŃCOWY

23. Strategia Inside-Out Przykład (1) PRACOWNIK NAUKOWY Zamówienie PRZYJĘCIE ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI KATALOG_KSIĄŻEK ZAMÓWIENIA KONTA SPRAWDZENIE DOSTĘPNOŚCI KSIĄŻKI SPRAWDZENIE KONTA ZAMAWIAJĄ- CEGO WYDAWNI- CTWO REALIZACJA ZAMÓWIENIA KSIĄŻKI Zamówienie książki Odpowiedź

24. 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. Strategia MIXED WYMAGANIA WYMAGANIA n WYMAGANIA 1 POJĘCIE nk POJĘCIE 1m POJĘCIE n1 POJĘCIE 11 ..... ..... SZKIELETY DIAGRAMU DIAGRAM nk DIAGRAM n1 DIAGRAM 11 DIAGRAM 1m ..... ..... DIAGRAM n DIAGRAM 1 KOŃCOWY DIAGRAM ZINTEGROWANY

25. NIEZALEŻNOŚĆ PROCESÓW każdy proces jest wystarczająco autonomiczny, może realizować daną część funkcji niezależnie KOMPLETNOŚĆ wszystkie cechy opisywanego obszaru zostały na nim wyrażone na odpowiednim poziomie szczegółowości CZYTELNOŚĆ graficzna reprezentacja diagramu jest przejrzysta MINIMALNOŚĆ każdy z aspektów wymagań analizowanego obszaru występuje na schemacie tylko raz Warunki zapewnienia jakości DPD (1)

26. PRAWIDŁOWOŚĆ SYNTAKTYCZNA (składniowa) - pojęcia zostały prawidłowo zdefiniowane na schemacie SEMANTYCZNA - pojęcia zostały użyte zgodnie z ich definicjami ZGODNOŚĆ między POZIOMAMI DEKOMPOZYCJI Warunki zapewnienia jakości DPD (2) B A P1 M1 B A P3 P2 M2 M1

27. Diagramy Przepływu Danych - Ćwiczenie 1 ĆWICZENIE 1 Na 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.

28. Diagramy Przepływu Danych - Ćwicz. 1 - diagram Obsługa Wypożyczenia Książki Dane o Czytelniku KARTOTEKA CZYTELNIKÓW Zgłoszenie Czytelnika Dane osobowe o Czytelniku CZYTELNIK PRZYJĘCIE ZAMÓWIENIA CZYTELNIKA Dane osobowe o Czytelniku Karta Czytelnika CZYTELNIK REJESTRACJA CZYTELNIKA Dane o zamównieniu Odpowiedź dla Czytelnika WERYFIKACJA ZAMÓWIENIA Konto Czytelnika Dostępne Książki Dane o zamówieniu SPIS KSIĄŻEK Wypożyczone Książki Wydane Książki WYPOŻYCZENIE KSIĄŻKI Przykładowe rozwiązanie Zapis wydanych Książek na konto

29. Diagramy Przepływu Danych - Ćwiczenie 2 ĆWICZENIE 2 Na 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.

30. Diagramy Przepływu Danych - Ćwicz. 2 - diagram Przykładowe rozwiązanie Organizacja Rozgrywek Ligowych Rozgrywki KALENDARZ ROZGRYWEK Roczny Plan Rozgrywek LIGA PIŁKAR- SKA PRZYGOTOWANIE KALENDZARZA ROZGRYWEK Sparingi Treningi Rozgrywki Dostępne Stadiony Plan zajęć ORGANIZACJA ROZGRYWEK SPARINGÓW TRENINGÓW PRZYGOTOWANIE PLANU ZAJĘĆ ZAWODNIKA ZAWOD- NIK Rozgrywki STADION - HARMONOGRAM Plan zajęć Zarezerwowane Stadiony Sparingi Treningi ZAWODNIK - PLAN Wytyczne Trenera Powołania TRENER WYBÓR SKŁADU NA MECZ Decyzje Trenera Powołanie na mecz