บทที่ 5 แบบจำลองระบบ ( System Model )

1. บทที่ 5 แบบจำลองระบบ(System Model) การวิเคราะห์และออกแบบระบบ (System Analysis and Design)

2. วัตถุประสงค์ • บอกชนิดของแบบจำลองแต่ละชนิดได้ และสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้ • เห็นความสำคัญของแบบจำลองกระบวนการที่ใช้อธิบายกระบวนการทำงานของระบบโดยใช้แผนภาพ • เข้าใจในสัญลักษณ์ต่างๆ รวมทั้งกฎเกณฑ์และขั้นตอนในการเขียนแผนภาพกระแสข้อมูล • สามารถเขียนแผนภาพกระแสข้อมูลได้ • บอกความแตกต่างระหว่างแผนภาพข้อมูลเชิงกายภาพและเชิงตรรกะได้ • เขียนคำอธิบายการประมวลผลทั้งในรูปแบบภาพธรรมชาติและภาษาสคริปต์ได้

3. บทนำ • ข้อกำหนดความต้องการ ที่บันทึกอยู่ในรูปแบบคำบรรยายในเอกสารนั้นจัดเป็นแบบจำลองประเภทหนึ่ง • สำหรับงานพัฒนาสารสนเทศ นักวิเคราะห์ระบบ จะมีแนวทางในการสร้างแบบจำลองเพื่อใช้งานหลากหลายรูปแบบ โดยเฉพาะแบบจำลองในลักษณะแบบภาพ (จัดทำในช่วงการ Analysis)

4. บทนำ(ต่อ) • ทำไมถึงต้องมีแบบจำลองหลายชนิด? • มีเพียงชนิดเดียวที่ครอบคลุมทุกมุมมองไม่ได้หรือ? คำตอบ คือ คงไม่มีแบบจำลองชนิดใดที่สามารถนำเสนอมุมมองในความต้องการของระบบได้ครบทุกๆ ส่วน

5. บทนำ(ต่อ) • แบบจำลองแต่ละชนิด ต่างนำเสนอมุมมองในรายละเอียดที่แตกต่างกันตามส่วนที่ต้องการแก้ไขปัญหาในแต่ละด้านโดยเฉพาะ เช่น บางชนิดอาจจะ • นำเสนอให้ทราบเพียงรายละเอียดโดยคร่าว • นำเสนอถึงกระบวนการและข้อมูลที่จัดเก็บรวมถึงการไหลของข้อมูลไปยังส่วนอื่น • นำเสนอเฉพาะความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลเท่านั้น • ฯลฯ

6. ชนิดของแบบจำลอง(Type of Models) • ชนิดของแบบจำลอง สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดด้วยกัน คือ • แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (Mathematical Models) • แบบจำลองที่เป็นถ้อยคำอธิบาย (Descriptive Models) • แบบจำลองแผนภาพ (Graphical Models)

7. แบบจำลองทางคณิตศาสตร์(Mathematical Models) • คือ กลุ่มของสูตรคำนวณที่ใช้อธิบายกฎเกณฑ์ทางเทคนิคของระบบ • สัญลักษณ์ทางคณิศาสตร์ส่วนใหญ่มักนำเสนอในรูปแบบของฟังก์ชัน • ตัวอย่าง เช่น ระบบเงินเดือน ที่จำเป็นต้องมีสูตรคณิศาสตร์เพื่อใช้เป็นแบบจำลองในการคำนวณค่าต่างๆ เช่น • คำนวณเงินสุทธิ • คำนวณภาษี • ฯลฯ Area of circle =

8. แบบจำลองที่เป็นถ้อยคำอธิบาย(Descriptive Models) • คือ แบบจำลองที่กล่าถึงเรื่องราวต่างๆ โดยใช้ลักษณะของข้อความที่เป็นถ้อยคำอธิบาย รายละเอียด หรือรายงานในรูปแบบต่างๆ • สามารถเขียนอยู่ในรูปแบบของกระบวนการ หรือขั้นตอนวิธีที่อยู่ในรูปแบบของรหัสจำลอง (Pseudo Code)หรือ ประโยคโครงสร้างภาษาอังกฤษ (Structured English)ได้ • มักนำแบบจำลองชนิดนี้ไปใช้เพื่อการออกแบบโปรแกรม Desciption xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

9. แบบจำลองแผนภาพ(Graphical Models) • หรือที่เรียกว่า ไดอะแกรม (Diagram) • จัดเป็นแบบจำลองที่มีประโยชน์มากที่สุด • พัฒนาขึ้นโดยนักวิเคราะห์ระบบ • จะทำให้สามารถเข้าใจถึงความสัมพันธ์ของสิ่งต่างๆ ที่มีอยู่ในระบบ

10. แบบจำลองกระบวนการ (Process Model) • แบบจำลองที่แสดงให้เห็นขั้นตอนการทำงานของระบบ • เพื่อจำลองขั้นตอนการทำงานของระบบที่อยู่ในรูปข้อความ ให้เป็นแผนภาพเพื่อความสะดวกในการสื่อสารระหว่างนักวิเคราะห์ระบบกับผู้เกี่ยวข้อง • ใช้เครื่องมือ “แผนภาพกระแสข้อมูล” (Data Flow Diagram : DFD) • เป็นแบบจำลองทางตรรกะ (Logical Model)

11. แผนภาพกระแสข้อมูล(Data Flow Diagram:DFD) • แผนภาพที่แสดงให้เห็นการเคลื่อนที่ของข้อมูลระหว่างผู้ที่เกี่ยวข้องกับระบบ (External Agent) และขั้นตอนการทำงาน (Process) ตลอดจนแหล่งจัดเก็บข้อมูล (Data Store) ภายในระบบ • นำ DFD ไปเป็นแนวทางในการออกแบบ ฐานข้อมูล

12. 1.0 ตรวจสอบสินค้าที่มีจำหน่าย ประเภทสินค้า สต๊อกสินค้า สินค้า ตัวอย่าง ความต้องการสืบค้น ข้อมูลประเภทสินค้า ข้อมูลสินค้า ลูกค้า จำนวนสินค้าในสต๊อก ข้อมูลสินค้าที่ต้องการค้น

13. 1.0 Look up itemavailability ตัวอย่าง Item Inquiry Catalog Data Catalog Product Data Product Cutstomer Inventory Inventory Data Item Availability Detail

14. 4.1 Compute 4.2 Printing Invoice Sale Order ตัวอย่าง Invoice, Product Delivery No. Customer Invoice Data Sale Order Data Sale Management Invoice Amount

15. สัญลักษณ์ที่ใช้ใน DFD

16. กระบวนการ(Process) • คือ งานที่ดำเนินการ หรือ ตอบสนองข้อมูลที่รับเข้า เงื่อนไข หรือ สภาวะใด ๆ ที่เกิดขึ้น ไม่ว่าขั้นตอนการดำเนินงานนั้นจะกระทำโดยบุคคล หน่วยงาน หุ่นยนต์ เครื่องจักร หรือ เครื่องคอมพิวเตอร์ ก็ตาม 1 ขั้นตอนการทำงาน ของระบบ Input Output สภาวะแวดล้อมของระบบ (System’s Environment)

17. กฎของการเขียนกระบวนการกฎของการเขียนกระบวนการ • ต้องไม่มีข้อมูลรับเข้าเพียงอย่างเดียว • ต้องไม่มีข้อมูลออกเพียงอย่างเดียว • ข้อมูลรับเข้าจะต้องเพียงพอในการสร้างข้อมูลส่งออก • การตั้งชื่อ Process ต้องใช้ คำกริยาเช่น รับรายการสั่งซื้อ คำนวณคะแนนเฉลี่ย พิมพ์รายงาน เป็นต้น • จำนวนกระบวนการที่ต้องทำในระบบไม่ควรมีมากน้อยเกินไป ควรอยู่ระหว่าง 2-7 (หรือ +/- 2) กระบวนการ

18. ตัวอย่าง กระบวนการ (Process) 1 ลงทะเบียนเรียน 2 คำนวณเกรด 3 คำนวณเงินเดือนสุทธิ

19. เส้นทางการไหล (Data Flow) • เส้นทางการไหลของข้อมูล (Data Flow) เป็นการสื่อสารระหว่างขั้นตอนการทำงาน (Process) ต่าง ๆ และสภาพแวดล้อมภายนอกหรือภายในระบบ โดยแสดงถึงข้อมูลที่นำเข้าในแต่ละ Process และข้อมูลที่ส่งออกจาก Process ใช้ในการแสดงถึงการบันทึกข้อมูล การลบข้อมูล การแก้ไขข้อมูลต่าง ๆ ใช้สัญลักษณ์แทนด้วยเส้นลูกศรที่ไปพร้อมกับข้อมูล ดังรูป 3 คำนวณเงินเดือนสุทธิ เงินเดือน, ภาษี, ค่าประกันสังคม เงินเดือนสุทธิ

20. กฎของ Data Flow • ชื่อของ Data Flow คือชื่อของข้อมูลที่ส่งโดยไม่ต้องอธิบายว่าส่งอย่างไร • Data Flow ต้องมีจุดเริ่มต้นหรือสิ้นสุดที่ Process • Data Flow จะเดินทางระหว่าง External Entity กับ External Entity ไม่ได้ • Data Flow จะเดินทางจาก External Entity ไป Data Store ไม่ได้ • Data Flow จะเดินทางจาก Data Store ไป External Entity ไม่ได้ • Data Flow จะเดินทางระหว่าง Data Store กับ Data Store ไม่ได้ • การตั้งชื่อต้องใช้ คำนาม ที่สื่อความหมาย เช่น ใบกำกับสินค้า

21. ปัจจัยภายนอกหรือเอ็กเทอร์นัลเอ็นทิตี (External Entity) • ตัวแทนภายนอก (External Entities) หมายถึง บุคคล หน่วยงานในองค์กร องค์กรอื่น ๆ หรือระบบงานอื่น ๆ ที่อยู่ภายนอกขอบเขตของระบบ แต่มีความสัมพันธ์กับระบบ โดยมีการส่งข้อมูลเข้าสู่ระบบเพื่อดำเนินงาน และรับข้อมูลที่ผ่านการดำเนินงานเรียบร้อยแล้วจากระบบ ในบางครั้งเรียก “External Agent” • กฎของ External Entities • ข้อมูลจาก External Entities หนึ่งจะวิ่งไปสู่อีก External Entities หนึ่งโดยตรงไม่ได้ (จะต้องผ่าน Process ก่อน) • การตั้งชื่อต้องใช้ คำนาม ที่สื่อความหมาย เช่น ลูกค้า External Entity

22. ปัจจัยภายนอกหรือเอ็กเทอร์นัลเอ็นทิตี (External Entity) (ต่อ) • ในบางครั้ง External Entities อาจจำเป็นต้องกระทำซ้ำ (Duplicate) เนื่องจากข้อจำกัดในด้านการเชื่อมโยง Data Flows ที่ซ้อนทับและข้ามกันไปมา จะทำให้แผนภาพดูยุ่งเหยิง ไม่เป็นระเบียบ และอ่านหรือทำความเข้าใจได้ยาก • โดย External Entities ที่กระทำซ้ำสามารถทำได้โดยใช้เครื่องหมาย \(back slash) ไว้ที่มุมล่างซ้าย ดังรูป นักศึกษา นักศึกษา แบบปกติ แบบการทำซ้ำ

23. ตัวอย่างการกระทำซ้ำ External Entity External Entity 2 External Entity 1 1 Process 1 2 Process 2 3 Process 3 data 1 data 3 data 2 data 4 D1 D3 D2 D4 External Entity 3

24. ตัวอย่างการกระทำซ้ำ External Entity External Entity 2 External Entity 1 1 Process 1 2 Process 2 3 Process 3 data 1 data 3 data 2 data 4 D1 D3 D2 D4 External Entity 3 External Entity 3

25. แหล่งจัดเก็บข้อมูล (Data Store) • แหล่งจัดเก็บข้อมูล (Data Store) เป็นแหล่งเก็บ / บันทึกข้อมูล เปรียบเสมือนคลังสินค้า (เทียบเท่ากับไฟล์ข้อมูล และฐานข้อมูล) โดยมีรายละเอียดและคุณสมบัติเฉพาะตัวของ สิ่งที่ต้องการเก็บ / บันทึก • กฎของ Data Store • ข้อมูลจาก Data Store หนึ่งจะวิ่งไปสู่อีก Data Store หนึ่งโดยตรงไม่ได้ (จะต้องผ่าน Process ก่อน) • ข้อมูลจาก Data Store หนึ่งจะวิ่งไป หรือ กลับจาก External Entity หนึ่งโดยตรงไม่ได้ (จะต้องผ่าน Process ก่อนเช่นกัน) • การตั้งชื่อต้องใช้ คำนาม ที่สื่อความหมาย เช่น ไฟล์ข้อมูลลูกค้า รหัส

26. ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ใน DFD

27. ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ใน DFD

28. ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ใน DFD

29. ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ใน DFD

30. ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ใน DFD

31. ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ใน DFD

32. ตัวอย่างการเขียนสัญลักษณ์ใน DFD

33. ขั้นตอนการเขียนแผนภาพกระแสข้อมูลขั้นตอนการเขียนแผนภาพกระแสข้อมูล • วิเคราะห์ให้ได้ว่า ระบบควรประกอบด้วย External Entities อะไรบ้าง ไม่ว่าจะเป็นบุคคล หน่วยงานหรือระบบงานต่างๆ • ทำการเขียนแผนภาพที่แสดงถึงสภาพแวดล้อมโดยรวมของระบบ หรือเรียกว่าคอนเท็กซ์ไดอะแกรม (Context Diagram) • วิเคราะห์ข้อมูลในระบบว่า ควรมีข้อมูล (Data Store) อะไรบ้าง • วิเคราะห์กระบวนการ (Process) ในระบบว่า ควรมี Process หลักๆ อะไรบ้าง ประกอบด้วย Process ย่อย อะไรบ้าง โดยอาจทำเป็น Process Decomposition Diagram เพื่อให้เกิดความเข้าใจได้ดียิ่งขึ้น ดังรูป

34. ตัวอย่าง Process Decomposition Diagram Level 0 (Context) Level 1 (Top Level) Level 2 Level 3 (not always needed)

35. ขั้นตอนการเขียนแผนภาพกระแสข้อมูล (ต่อ) • ดำเนินการเขียนแผนภาพกระแสข้อมูลระดับที่ 1 และอาจมีระดับที่ 2 ในกรณีที่จำเป็นต้องขยายรายละเอียด ส่วนระดับที่ 3 ถ้าจำเป็นต้องแตกย่อยอีกก็สามารถกระทำได้ (แต่ส่วนใหญ่จะไม่ถึงระดับที่ 3) • ทำการตรวจสอบความสมดุล (Balancing) ของแผนภาพ และทำการปรับแก้ (Redraw) จนกระทั่งได้แผนภาพที่สมบูรณ์และถูกต้อง • ในการสร้างแผนภาพกระแสข้อมูล อาจใช้เคร่องมือช่วยวาด เช่น โปรแกรม Visio หรือ CASE Tool ก็ได้

36. กระบวนการทางธุรกิจ (Business Process) • คือ กิจกรรมที่ตอบสนองในเหตุการณ์ต่างๆ ในธุรกิจ • หรือ ก็คือ “งาน (work)” ที่ดำเนินการโดยระบบ เพื่อให้กิจกรรมนั้นๆ สามารถสำเร็จได้ด้วยดี • หน้าที่ของนักวิเคราะห์ระบบจะต้องออกแบบกระบวนการทางธุรกิจใหม่ (Business Process Redesign หรือ Business Process Reengineering : BPR)เพื่อทำการปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางธูรกิจเดิมที่เป็นอยู่ให้มีทิศทางที่ดีขึ้นกว่าเดิม ด้วยการวิเคราะห์และออกแบบระบบเพื่อให้ได้มาซึ่งแอปพลิเคชันเพื่อนำมาใช้แก้ไขปัญหาดังกล่าว • และแผนภาพกระแสข้อมูล ก็จัดเป็นแบบจำลองที่นำเสนอกระบวนการของระบบใหม่ในรูปแบบของแผนภาพไว้พิจารณาร่วมกันระหว่างนักวิเคราะห์ระบบกับผู้ใช้หรือนักวิเคราะห์ระบบกับโปรแกรมเมอร์

37. การใช้แผนภาพกระแสข้อมูลในการกำหนดกระบวนการทางธุรกิจการใช้แผนภาพกระแสข้อมูลในการกำหนดกระบวนการทางธุรกิจ • ภาพรวมของกระบวนการทางธุรกิจ มีความซับซ้อนมากเกินกว่าที่จะอธิบายรายละเอียดได้ทั้งหมดใน 1 แผนภาพ • แบบจำลองกระบวนการจึงประกอบไปด้วยกลุ่มของแผนภาพกระแสข้อมูลในระดับต่างๆ มาประกอบกัน โดย • แผนภาพกระแสข้อมูลระดับแรกจะเป็นการนำเสนอแวดล้อม(Context)ของระบบในภาพรวม • แผนภาพกระแสข้อมูลระดับถัดมาก็จะแตกรายละเอียด (Explode) มากขึ้นตามลำดับ ดังนั้น แผนภาพกระแสข้อมูลระดับล่างๆ ก็จะเป็นการขยายรายละเอียดของระดับก่อนหน้า ทำให้เห็นถึงกระบวนการทำงาน ซึ่งเรียกว่า ฟังก์ชันนัลดีคอมโพซิชัน (Functional Decomposition)

38. หลักการของ DFD • แบ่งการทำงานจากกระบวนการหลักที่อยู่ระดับบน ลงไปสู่กระบวนการย่อยที่อยู่ระดับล่าง • DFD ระดับบนสุด  Context Diagram

39. Context Diagram • หรือเรียกอาจเรียกว่า Data Flow Diagram Level 0 • แผนภาพกระแสข้อมูลระดับบนสุด • แสดงภาพรวมการทำงานของระบบที่สัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของระบบ เพื่อให้เห็นว่าระบบมีการโต้ตอบกับ External Entities ใดบ้าง • กำหนดขอบเขตของระบบที่จะพัฒนาได้

40. ตัวอย่าง Context Diagram

41. การสร้างแผนภาพบริบท (Context Diagram) • เป็นโครงสร้างแรกเริ่มในระบบงานที่จะชี้ให้เห็นลักษณะงานและขอบเขตของระบบงาน • หลักเกณฑ์การใช้สัญลักษณ์สร้างแผนภาพกระแสข้อมูล • Context diagram ต้องสมดุลอยู่ภายในหนึ่งหน้ากระดาษ • ชื่อของกระบวนการใน context diagram ควรเป็นชื่อของระบบงานหรือโครงงานและแสดงหมายเลขศูนย์ (0) • มีการแสดง entity และการไหลของข้อมูลที่แสดงการติดต่อระหว่างระบบกับสิ่งที่อยู่ภายนอก • ไม่มีการแสดงแหล่งจัดเก็บข้อมูล (Data Store)

42. 0 ระบบ ร้านขายรองเท้า ระบบร้านขายรองเท้า รองเท้าที่ต้องการ ลูกค้า บริษัทคู่ค้า รองเท้าใหม่ ใบยืนยันการขาย รายงานการขาย รายงานสต๊อกสินค้า กำหนดราคาขาย เจ้าของร้าน Context Diagram ของระบบร้านขายรองเท้า(Shoes Shop System)

43. ระบบร้านขายรองเท้า • ระบบร้านขายรองเท้าจะต้องปฏิสัมพันธ์กับบุคคลอื่น หรือหน่วยงานอื่นที่อยู่นอกระบบ 3 กลุ่ม คือ • บริษัทคู่ค้าหมายถึง ร้านค้า หรือบริษัทที่ระบบจัดซื้อรองเท้าเข้ามาขาย • ลูกค้า หมายถึง ผู้ที่มาซื้อ หรือมาชมรองเท้า • เจ้าของร้าน หมายถึง ผู้ที่กำหนดราคาขาย และ ต้องการรายงานต่างๆ จากระบบ เช่น รายงานการขายประจำวัน รายงานสต๊อกสินค้าคงเหลือ

44. จากภาพรวมของระบบร้านขายรองเท้า จะต้องมีการขยาย หรืออธิบาย ระบบย่อย หรือรายละเอียดย่อยของระบบ • สร้าง DFD ระดับถัดมา คือ ระดับ 1เพื่อแสดงให้เห็นกระบวนการทำงานภายในของระบบ • หากกระบวนการในระดับ 1แต่ละกระบวนการ ยังมีการอธิบายรายละเอียดหรือการทำงานปลีกย่อยลงไปอีก สามารถเขียน DFD ในระดับ 2 หรือ 3 ต่อไปได้อีก การแตกระบบ ระบบนั้นควรแตกได้อย่างน้อย 2 กระบวนการ

45. การสร้างแผนภาพการไหลของข้อมูล ระดับที่ 1Data Flow Diagram Level-1 หรือ DFD 1 • จะเป็นแผนภาพที่ให้รายละเอียดในระดับแรกสุดรองจาก Context diagram เพื่อให้เห็นภาพรวมของระบบมากขึ้น โดยจะมีสัญลักษณ์การเก็บข้อมูล (data store) , สัญลักษณ์การไหลของข้อมูล (data flow) , และสัญลักษณ์การประมวลผล(process) • DFD 1 สามารถแสดงให้เห็นรายละเอียดของกระบวนการทำงานหลักๆ ถัดจาก Context Diagram • แต่ละกระบวนการจะมีหมายเลขกำกับด้านบนของสัญลักษณ์ เริ่มตั้งแต่ หมายเลข 1 เป็นต้นไป • จำนวนกระบวนการที่ต้องทำในระบบไม่ควรมีมากน้อยเกินไป ควรอยู่ระหว่าง 2-7 (หรือ +/- 2) กระบวนการ

46. ตัวอย่างData Flow Diagram Level 1 ลูกค้า สินค้าที่ต้องการ 2.0 ขาย สินค้า 1.0 ข้อมูล สินค้า ใบเสร็จรับเงิน รองเท้าใหม่ ข้อมูลสินค้า บริษัทคู่ค้า ข้อมูลการขาย ข้อมูลสินค้า D2รายการขาย D1สินค้า 3.0 รายงาน ข้อมูลการขาย กำหนดราคาขาย ข้อมูลสินค้า รายงานสต๊อกสินค้า เจ้าของร้าน รายงานการขาย DFD Level 1 ของระบบร้านขายสินค้า

47. ตัวอย่างของ Data Flow Diagram Level-1 หรือ DFD 1

48. การแบ่งย่อยแผนภาพ (Decomposition Diagram) • เป็นวิธีการแบ่งระบบใหญ่ออกเป็นระบบย่อยๆ โดยระบบหนึ่งที่แสดงใน Context Diagram ไม่สามารถอธิบายไม่สามารถอธิบายการทำงานของระบบได้ทั้งหมด จึงต้องมีการแบ่งเป็นระบบย่อยที่มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆจนสามารถอธิบายระบบทั้งหมดได้ • การแบ่ง DFD ไปเรื่อยๆจนถึงระดับที่ไม่สามารถแบ่งได้อีกแล้ว เรียกว่า Primitive Diagram • ระดับของแผนภาพที่แบ่งย่อยมาจาก Context Diagramเรียกว่า DFD Level-1 และเป็น 2 , 3 …. • ซึ่งการแบ่งย่อยระดับถัดมาจะต้องมีกระบวนการอย่างน้อย 2 กระบวนการขึ้นไป

49. Context Diagram Data Flow Diagram Level-1 แสดงการแบ่งย่อยแผนภาพ

50. 0 ระบบ ลงทะเบียนเรียน ระบบลงทะเบียนเรียน(Course Registration System) รายวิชาที่ต้องการลงทะเบียน รายชื่อนักศึกษาในชั้นเรียน นักศึกษา อาจารย์ ตารางสอน ตารางเรียน ข้อมูลการจัดการสอน สำนักส่งเสริมวิชาการ Context Diagram ของระบบลงทะเบียนเรียน