Методы структурного анализа для проектирования программного обеспечения
Структурные методы составляют дисциплину системного анализа и проектирования. Благодаря таким методам появляется возможность устранить различные затруднения, связанные со спецификой больших систем. Достигается это за счёт их дифференцирования на составные части, которые еще называют «черными ящиками», а также иерархической организации таких «черных ящиков».
Практическая польза дифференциации состоит в том, что при использовании полученных частей необязательно понимать принцип их работы. Пользователю достаточно лишь знать их входы и выходы, а также назначение. Проще говоря, необходимо понимать, какие именно задачи должен выполнять тот или иной «черный ящик».
Исходя из всего этого, следует, что на первом этапе процесса упрощения сложной системы ее разделяют на несколько «черных ящиков». Однако деление должно соответствовать нескольким основным критериям:
- У каждого «черного ящика» должна быть одна единственная функция.
- Функции этих «ящиков» должны быть просты для понимания, даже если их сложно реализовать на практике.
- Взаимосвязь между элементами системы должна создаваться только в том случае, если взаимосвязаны их функции. Скажем, в бухгалтерии один из таких «черных ящиков» нужен для определения размера общей заработной платы работника, а другой — для определения размера налогов. Очевидно, что между ними должна быть связь. Ведь чтобы высчитать размер налогов, необходимо знать размер зарплаты.
- Любые взаимосвязи между «черными ящиками» должны быть максимально простыми. Благодаря этому они становятся независимыми друг от друга.
Если задуматься, то любая сложная система в нашем мире, будь то элементарная частица или целая галактика, обязательно устроена в определенной иерархии. Если сложную систему разрабатывает сам человек, то он использует этот природный принцип в своей сфере деятельности.
Например, каждая компания имеет директора, заместителей по направлениям, иерархию руководителей подразделений, рядовых служащих. Помимо этого, структурные методы часто применяют визуальное моделирование, которое необходимо для простоты понимания сложных структур.
Структурный анализ — это способ изучения системы. В первую очередь, производится ее общий обзор, а затем выполняется детализация полученной информации. В конечном итоге исследователи получают иерархическую структуру с большим числом уровней.
Вместе с тем система все еще будет являться целостной, а все ее составляющие — связаны между собой. Если система разрабатывается «снизу-вверх» (от конкретных задач к общей системе), то утрачивается ее целостное представление. Кроме того, появляются трудности связанные с описанием информационного взаимодействия отдельных элементов.
В процессе структурного анализа и проектирования применяется множество моделей, которые описывают:
- Функциональную структуру системы;
- Последовательность производимых операций;
- Передачу данных между функциональными процессами;
- Отношения между данными.
- Функциональная модель SADT (Structured Analysis and Design Technique)Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях: графическое представление блочного моделирования.
- Модель IDEF3Методология моделирования и стандарт документирования процессов, происходящих в системе. Метод документирования технологических процессов представляет собой механизм документирования и сбора информации о процессах. IDEF3 показывает причинно-следственные связи между ситуациями и событиями в понятной эксперту форме, используя структурный метод выражения знаний о том, как функционирует система, процесс или предприятие.
- DFD (Data Flow Diagrams)Диаграммы потоков данных. Модель «сущность — связь» (ERM — Entity-Relationship Model), которая описывает отношения между данными. Обычно применяется в структурном анализе и проектировании. При этом она является подмножеством объектной модели предметной области.
