29 апреля 2005 г.
Моделирование – распространенная форма интеллектуальной деятельности человека, направленная на познание явлений окружающего мира, его представление, описание и преобразование.
Оставив за рамками данной статьи полемику о корректности того или иного определения системы, отметим, что под системой мы понимаем целенаправленную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.
Описание системы есть не что иное, как создание информационной модели. Разнообразие моделей огромно. Классификация моделей может быть представлена по различным признакам: по методу моделирования, по предметной области (ПО), по способу представления и т.п. Понятие системы определяет два основных подхода к моделированию систем: объектный и функциональный.
SADT (Structured Analysis Design Technique) - методология структурного анализа и проектирования систем. Описание системы с помощью SADT принято называть SADT-моделью. 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.
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. Действующим стандартом структурного функционального моделирования (ФМ), разработанного на базе SADT, является IDEF0. Помимо этого широко используется и ряд нестандартизированных методик. Среди которых: методика потокового моделирования функций IDEF3, методика моделирования потоков данных DFD, методика моделирования данных IDEF1X.
Разработка функциональных моделей преследует следующие цели: исследование и анализ систем, и проектирование систем (в терминологии SADT AS IS – моделирование и TO BE – моделирование).
Анализируя перечень требований к осуществлению ФМ, можно сделать вывод об отсутствии каких-либо принципиальных условий для исключения какой бы то ни было ПО из сферы возможного приложения рассматриваемого инструментария. К причинам широкого использования технологии ФМ в самых разных ПО можно отнести следующие:
1. Формализованный подход к описанию системы и однозначность его понимания.
2. Возможность изучения функционирования системы.
3. Создание структурированного массива информации в виде состава групп информации, на основе которого формируется модель (функции, стрелки, перекрестки, хранилища данных, сущности и др.). Такой подход, в частности, позволяет производить компьютерную обработку информации.
4. Возможность использования функциональной модели в качестве основы имитационного моделирования.
5. Возможность функционально-стоимостной оценки системы и др.
Значительный спрос на ФМ сегодня связан, прежде всего, с потребностями реинжиниринга бизнеса, что, как правило, влечет за собой информатизацию бизнеса. Как известно, создание ИС предприятий является сложной задачей. В технологическом цикле создания программного обеспечения принято выделять: анализ, проектирование, реализацию тестирование, установку и функционирование. Наиболее критичными являются ранние этапы создания ИС – этап анализа и этап проектирования, поскольку именно на этих этапах могут быть допущены наиболее опасные и дорогостоящие ошибки. Такая ситуация относит SADT методологию и деятельность системного аналитика, вооруженного данной методологией, к разряду необходимых в процессе создания ИС.
Одно из наиболее эффективных применений ФМ систем – компьютерная поддержка разработки программных средств различного назначения в режиме CASE-технологий (Computer-Aided Software Engineering), которые наряду с ФМ позволяют реализовать методики моделирования данных и программной поддержки визуальной разработки приложений. Среди известных CASE средств можно выделить интегрированный пакет AllFusion Process Modeler фирмы Computer Associates.
Задача подготовки специалиста, владеющего методологией SADT, требует изучения методик SADT, освоения CASE средств и навыков поиска информации для целей моделирования. Естественно, перечисленные требования лишь в совокупности с широкой индивидуальной практикой и изучением чужого опыта могут обеспечить поставленную задачу. Но именно трудности изучения «чужого» опыта моделирования, а также отсутствие скорой отдачи от применения моделирования, усложняют сегодня процесс подготовки специалистов-аналитиков. Разработка неадекватных функциональных моделей, в свою очередь оказывает негативное влияние на процесс внедрения практики ФМ в различные сферы деятельности и бизнеса.
Опыт автора показывает, что при обучении ФМ следует придерживаться позиции обучения описанию конкретных ПО, конкретных систем, хорошо известных обучаемому. Наряду с этим необходимо постоянно мотивировать деятельность учащихся, разъяснять цели моделирования.
Практика ФМ в Чебоксарском институте Московского государственного открытого университета лежит в основе курсового проектирования по дисциплинам «Информационное обеспечение систем управления» и «Проектирование информационных систем» у студентов 5 и 6 курсов, обучающихся по специальности «Управление и информатика в технических системах». Выполнение курсового проекта предполагает моделирование ПО с использованием методик IDEF0, IDEF3, DFD и IDEF1X. Выбор ПО, как правило, зависит от места работы студента или места прохождения им производственной практики.
Навыки ФМ формируются у студентов на практических занятиях, где для моделирования в методиках IDEF0, DFD и IDEF1X предлагаются такие ПО как «Кафедра», «Библиотека», «Деканат» и т.п. Здесь практикуется два подхода к выполнению задания. Первый - провести самостоятельное наблюдение и анализ ПО, второй - воспользоваться положениями о структурном подразделении. Применение этих подходов позволяет имитировать процесс чтения и согласования модели AS IS с экспертом ПО. В целях сокращения времени на разработку IDEF0 модели и повышения качества моделирования студентам предлагается использовать специальные шаблоны моделей, позволяющие четко структурировать информацию о ПО. Для моделирования в методике IDEF3 в качестве типовых заданий предлагается выполнить, например, описание той или иной должностной инструкции или описать реализацию какого-либо математического метода. Интересными могут оказаться задачи перевода алгоритмов с языка блок схем на язык IDEF3.
В процессе практического моделирования у студентов наблюдается значительная активизация деятельности: обращение к первоисточникам информации, уточнение и переосмысление ранее полученных специальных знаний, совершенствование навыков мыслительных операций. Современное же состояние экономики и бизнеса является весьма благодатным для широкого и разнообразного применения навыков ФМ.