Отчет о научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе (стр. 14 )

В процессе моделирования официального сайта были разработаны:

спецификация подсистемы с точки зрения вариантов ее использования (прецедентов), в которой описано поведение Системы, каким оно представляется пользователям официального сайта; спецификация подсистемы с точки зрения проектирования – описание классов, интерфейсов и кооперации. Сформирован словарь предметной области и решения задач, а также механизмы параллельности и синхронизации в Системе. Была определена интеграция новых решений с уже существующими; спецификация подсистемы с точки зрения реализации и развертывания – формализация компонентов, используемых для сборки и выпуска готовой физической Системы, а также формирующих топологию аппаратных средств, на которых установлена Система.

Каждое последующее представление представляло собой поэтапное расширение, накопление информации о конечном продукте.

Принципы структурного анализа, использованные при выполнении информационно-логического моделирования

Структурный анализ, анализ требований модернизируемой системы – важнейший этап на всем ее жизненном цикле. Как показывает практика, он оказывает существенное влияние на все последующие этапы проектирования и эксплуатации Системы, при этом достаточно сложен, слабо прогнозируем и понятен. На этом этапе стояли следующие задачи: необходимо понять, что и как предполагается сделать, зафиксировать ключевые требования по развитию Системы на языке, доступном не только проектной команде, но и заказчику.

В ходе работ системные аналитики столкнулись со следующими проблемами:

сложность получения исчерпывающей информации для оценки требований к Системе с точки зрения заказчика; отсутствие у заказчика информации о реальных проблемах обработки данных для оценки выполнения поставленных задач; наличие двух полярных случаев: как чрезмерного количества подробных сведений о предметной области, так и недостаточного количества этих сведений; наличие в спецификации Системы специальных технических терминов, не всегда понятных заказчику; в случае, когда аналитики ориентируются на создание спецификации, понятной для заказчика, то она оказывается недостаточной для проектировщиков и программистов, создающих Систему.

Для облегчения этих проблем в ходе НИОКР применялись современные методы реализации проекта, среди которых центральное место заняла методология структурного анализа.

При выполнении работ сотрудники исполнителя использовали следующие методы структурного анализа:

выделение существенных аспектов разработки и абстрагирование от несущественных аспектов с целью представления возможного решения задачи в более простом общем виде; выработка единого подхода к систематизации и описанию проблемы и ее решению; актуализация для каждого представления необходимой лишь только ему информации; обеспечение контроля на отсутствие лишних элементов на каждом этапе работ; обеспечение согласованности вновь разрабатываемых элементов Системы с уже существующими; обеспечение логической независимости в процессе проектирования физической модели.

Логический уровень формализации данных применялся для описания данных в проектной документации и использования прикладными программами. Физический уровень использовался для отражения способа хранения и структуры базы данных с учетом их расположения на носителях.

На основе структурных методов была декомпозирована сложная подсистема официального сайта с целью ее упрощения. Первым шагом по упрощению сложной программно-архитектурной структуры официального сайта было выполнено ее разбиение на «черные ящики»2, при этом такое разбиение удовлетворяло следующим критериям:

каждый черный ящик реализовывает единственную функцию; функция каждого черного ящика была легко понимаема независимо от сложности ее реализации; связь между черными ящиками вводилась только при наличии связи между соответствующими функциями подсистемы; связи между черными ящиками были простыми настолько, насколько это возможно, для обеспечения независимости между ними.

Как уже упоминалось выше, второй важной идеей, лежащей в основе структурных методов, является принцип иерархии, поэтому для понимания функционирования исходной Системы была выполнена организация отдельных частей подсистем в виде иерархических структур.

На основе третьего принципа структурного подхода на всем пути использовались графические изображения, служащие для облегчения понимания моделируемых функций и процессов. Разработанные в ходе НИОКР диаграммы, схемы, формы, графы и прочие графические интерпретации представлений – приведены в пояснительной записке к технорабочему проекту на развитие Информационной системы для анализа информации о государственных и муниципальных торгах на реализацию (продажу). В следующих разделах описано, как проходило функциональное моделирование и проектирование физической модели данных.

Функциональное моделирование

Данный этап работ выполнялся путем создания диаграмм потоков данных (DFD), которые являются графическим средством моделирования преобразования входных данных в выходные и отражение отношений между процессами преобразования данных. Примененный механизм является давно известным и широко используемым при проектировании информационных систем. При помощи DFD-ориентированных методов были описаны свойства объектов и правила их поведения.

С их помощью требования к конкретным задачам официального сайта были разбиты на функциональные компоненты (процессы) и представлены в виде набора объектов, связанных потоками данных. Главной целью такого представления информации являлась возможность демонстрации преобразования каждым процессом входных данных в выходные и связей между бизнес-процессами и данными, используемых в них.

После создания диаграмм, для всех задач проекта была осуществлена декомпозиция для наиболее сложных для восприятия диаграмм на более простые, при этом были использованы следующие принципы:

не загромождать диаграммы несущественными на данном уровне деталями; осуществлять одновременно декомпозицию потоков данных с декомпозицией процессов; выбирать простые имена процессов и потоков, по возможности не использовать аббревиатуры определять функционально похожие действия, потоки на верхнем уровне, далее делать на них ссылки на нижних уровнях, где это необходимо. если что-либо не было возможно описать с помощью диаграмм, то это и не делали, экономя таким образом время и силы.

Таким образом, процесс функционального моделирования выполнялся в следующей последовательности для каждой отдельной задачи данного проекта:

определение функциональных групп для разрабатываемых модулей; определение основных видов информации и интеграция внутренних модулей Системы; разработка предварительных контекстных диаграмм с указанием связей между сущностями и потоками данных между процессами; изучение предварительных контекстных диаграмм и оптимизация их по результатам изучения и оценки всех участников проекта; построение окончательной контекстной диаграммы объединением предварительных диаграмм, группировка потоков входных и выходных данных. описание потоков входных и выходных данных первого уровня на базе предварительной контекстной диаграммы; декомпозиция каждого процесса с помощью внесения конкретики и детализации процессов; введение в словарь данных новых потоков по мере их появления; ведение одновременно процессов изучения требований, разбиение их на более мелкие, идентификация процессов; проверка корректности и улучшение модели данных на всем протяжении выполнения проекта.

Разработка словарей применялась в качестве текстового средства моделирования, служащего для описания структуры преобразуемой информации. Она выполнялась на основе результатов DFD моделей и может быть определена как вспомогательный промежуточный этап между функциональным и физическим моделированием структуры данных.

Для каждого потока данных, характерного для официального сайта, в словаре было определено имя потока, его тип и атрибуты. Все атрибуты данных приведены в Пояснительной записке к технорабочему проекту в соответствующих разделах, посвященных этапам проектирования каждой задачи из состава технического задания.

В некоторых случаях в ходе проектирования разрабатывались сценарии и алгоритмы (спецификации) процессов. Чаще всего эти методы применялись для описания функций, для которых методология DFD не являлась показательной, либо в качестве дополнительного материала. Сценарии и алгоритмы составлялись с использованием структурированного естественного языка в виде комбинации последовательных конструкций.

При разработке алгоритмов учитывались общие и все частные случаи решения задачи. С помощью алгоритмов также реализовывали в некоторых задачах контроль вычислений на отдельных этапах, операциях выполнения алгоритма. При этом были определены контрольные соотношения, которые позволят выявить ошибки.

Также разрабатывались спецификации управления, которые использовались для прогнозирования и проектирования функций официального сайта, распределенных во времени, либо зависящих от наступления различных событий, состояний. Для этой цели использовались диаграммы переходов состояний, т. е. последующее поведение Системы определялось на основе ее предыдущего и текущего поведения.

Применение концептуальных подходов и специфических методов проектирования задач по развитию официального сайта позволило обеспечить структуризацию данных, увеличить наглядность и читабельность описаний процессов и функций официального сайта. Что позволило легко общаться всем участникам процесса разработки и согласования.

Проектирование физической модели и распределенной обработки данных

Физическая организация данных оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики баз данных (БД). При выполнении данной разработки в силу преемственности результатов работ прошлых лет применялась БД Oracle. Значительная часть обычных работ по выбору организации базы данных, а также организации данных в ней – отсутствовала.

На данном этапе проектирования использовались диаграммы «сущность - связь», предназначенные для разработки моделей данных и определением отношений между ними. На основании разработанных моделей была определена детализация хранилища данных Системы, разработана документация описания сущностей и способов их взаимодействия, идентификация объектов и их взаимоотношения между собой.