Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно

Практикум по применению IDEF0 для функционального описания программного обеспечения
Часть 1.

Если анализировать объявления о найме сотрудников фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения, то в последнее время ощущается острая нехватка руководителей проектов, способных грамотно осуществлять постановку задач. Проблема заключается не в том, что они не могут сформулировать задачу, а в том, что они не могут корректно оформить документацию с учетом современных стандартов проектирования. Заказчику уже мало дать несколько листиков, набранных в Word. Он хочет документацию, оформленную в BPWin, ErWin, S-Designer, Power Designer, Rational Rose и т.д. За каждым из этих CASE-средством стоит стандарт. Данная статья посвящена одному из них - IDEF0.

Введение. При составлении документации каждый руководитель проекта считает "за честь" придумать что-то "свое" - свой "суперформат" представления его идей. Сложность проектов растет, растет объем документации на проект, документация выходит за пределы рабочей группы... и тут становится ясно, что документация не устраивает заказчика или группу разработчиков осуществляющих доработку проекта и его сопровождение.

Обычно, руководитель проекта - или классный программист (ведущий программист темы - проекта), или хорошо владеющий иностранным языком человек знакомый с программированием. Это главные критерии отбора на должность руководителя проектом. В этом заключается корень проблемы. Можно быть классным программистом или просто хорошим сотрудником, но к оформлению документации это не имеет никакого отношения.

Обычно спецификация для каждого из типа руководителя скатывается или к описанию модели самой программы (архитектуре модулей, классов, DLL, структуре базы данных и ее использованию и т.д.) или к описанию пользовательских функций (что они должны делать, какие формы должны быть в программе и т.д.).

Идеальный вариант, когда постановку задачи ставит заказчик. В этом случае можно жить по принципу "заказчик хочет", и пока он удовлетворен, вы получаете от заказчика деньги. Но все больше проектов создается в недрах какой-либо организации, а затем уже предлагается заказчику. И в этом случае качество документации, то, что вы сделали и что предполагаете сделать, выходит на передний план. Документация в этом случае решает все...

Стандарт IDEF0 (Integrated Definition Function Modeling) предназначен для функционального моделирования и принят в качестве федерального стандарта США. Стандарт IDEF0 является одним из группы стандартов, широко применяемых для описания любых бизнес-процессов. Его применение для описания программных проектов является весьма молодым направлением, но применение IDEF0 гарантирует серьезное отношение к вам ваших партнеров...

Применение стандартов группы IDEF (IDEF0, IDEF1 и т.д.) является фактическим условием для получения статуса организацией, удовлетворяющей ISO9000, ISO9001. Эти стандарты для организации - возможность увеличить сбыт продукции, возможность доказать, что она "на гребне волны".

Многие программисты широко используют CASE ErWin, при этом не зная, что он основан на стандарте IDEF1. Это не просто то, что вам нравится или нравится вашим клиентам. Это стандарт - и этим все сказано.

Краткие основные понятия стандарта IDEF0. В основе стандарта IDEF0 лежит понятие функции. Функция - это управляемое действие над входными данными, результатом которого являются выходные данные, при этом используется некий механизм, посредством которого осуществляется это действие.

В основе стандарта IDEF0 лежит три базовых принципа:

1. принцип функциональной декомпозиции - любая функция может быть декомпозирована (детализирована, разбита) на более простые функции;

2. принцип ограничения сложности - количество блоков на диаграмме должно быть 2...6 (условие удобочитаемости);

3. принцип контекста - моделирование делового процесса начинается с построения контекстной диаграммы, на которой отображается только один блок- главная функция моделирующей системы, ограничивающая область границы моделирующей системы (регламентирует начальный этап построения модели).

IDEF0-диаграммы строятся при помощи блоков. Каждый блок описывает какое-либо законченное действие (функцию).

Четыре стороны блока имеют разное назначение. Слева отображаются входные данные, справа - выходные данные, сверху - управление, снизу - механизм.

Входные данные - исходные ресурсы для описываемой блоком функции (исходная информация, материалы).

Выходные данные - результирующие ресурсы, полученные в результате выполнения описываемой блоком функции (выходная информация, обработанные исходные материалы).

Управление - это то, что воздействует на процесс выполнения описываемой блоком функции и позволяет влиять на результат выполнения действия (средства управления, датчики, люди).

Механизм - это то, посредством чего осуществляется данное действие (станки, приборы, людские ресурсы, программное обеспечение).

Взаимодействие между блоками отображается в виде дуг (стрелок). Иногда стороны блока называют направлениями, а стрелки - потоками. Стрелки можно подписывать. Подписи связываются с соответствующей стрелкой при помощи зигзага (молнии).

Общий вид реализации блока IDEF0-диаграммы изображен на рис.1.

Рис.1. Реализация блока, применяемого в IDEF0-диаграммах.

При декомпозиции (детализации) функции во вновь образуемой диаграмме отображаются все входящие и исходящие стрелки (дуги, потоки), связанные с разбиваемой функцией. Количество стрелок на любом уровне диаграммы и в любом направлении не ограничено. Диаграмма носит название разбиваемого блока (функции). Только название диаграммы-контекста (ДК) совпадает с названием содержащейся в диаграмме функции.

В своей сущности диаграммы образуют дерево. Любая диаграмма выступает как ДК по отношению к низлежащим.

В качестве примера можно рассмотреть некоторую абстрактную функцию. Данная функция имеет входные данные, два разнородных типа выходных данных, управляется внешним воздействием и реализуется механизмами А и В. Пример основной диаграммы-контекста изображен на рис.2, а детализированный (декомпозированный) вариант этой функции, состоящий из двух функций (более элементарных действий), изображен на рис.3. В свою очередь, функции 1 и 2 тоже могут быть детализированы (декомпозированы).

Рис.2. Пример основной диаграммы.

Рис.3. Пример декомпозиции основной функции.

Диаграмма располагается на специальном бланке, который содержит название функции, ее графическое изображение, обозначение диаграммы с уровнем вложенности, связи с другими функциями, специальную информацию об авторе, организации и описываемом проекте.

Связи. Стрелки или дуги показывают взаимосвязи между блоками. Стрелки обычно подписывают. Подписи стрелок выбираются в виде существительных. Для удобства стрелки соединяют с подписями молниями. Для удобочитаемости IDEF0-диаграммы рекомендуется располагать надписи либо над стрелкой, либо справа от стрелки.

Обычно разводка связей начинается с данных. Входные данные - это данные, необходимые для выполнения функции. С этим направлением вопросы возникают редко. Выходные данные - это данные, являющиеся результатом выполнения функции. Простейшая ситуация, когда выходные данные являются входными данными для другого блока. Всегда ли это так? Если функция, обрабатывая входную информацию, формирует управляющую команду, это управление. Примерно такая же ситуация при формировании функцией формата данных. Формат данных - это механизм передачи информации.

Основные типы связей между блоками на диаграмме, формируемых на основе выходной информации, изображены на рис.1.

Рис.4. Типы связей между блоками на диаграмме. Соответственно а)связь по данным, б)связь по управлению, в)связь по механизму, г)обратная связь.

Обратная связь - это связь, образующая кольцо между блоками по данным, управлению или формату. Пример такой связи изображен на рис.2.г. При появлении такой связи проверьте, не сводится ли ваша диаграмма к блок-схеме алгоритма. Наличие такой связи не является признаком ошибки.

Приоритет и нумерация блоков. Все блоки имеют приоритет. Приоритет блоков зависит от последовательности их исполнения. Блоки, расположенные слева и сверху, имеют наибольший приоритет. Доминирующим является горизонтальное положение.

Нумерация блоков (индекс блока на диаграмме) на диаграмме определяется на основе приоритета. Нумерация начинается с единицы. Код диаграммы состоит из буквы "А" и номера. ДК имеет код A-0. Буква "А" подразумевает активное действие (от англ. active). Диаграмма, являющаяся декомпозированным вариантом ДК, будет иметь код А0. Каждый элемент на диаграмме А0 будет иметь код от А1 до А6 в соответствии с приоритетом. В свою очередь, при декомпозиции одного из блоков А1...А6, коды блоков вновь декомпозированной диаграммы будут состоять из кода декомпозированной диаграммы плюс индекс выбранного блока. Коды блоков диаграммы не повторяются в пределах всей диаграммы.

По количеству цифр в коде диаграммы можно определить уровень диаграммы - уровень декомпозиции ДК. Принято считать ДК главным уровнем, а все остальные с первого уровня декомпозиции и выше.

Типы последовательности выполнения действий. Данные могут обрабатываться последовательно или параллельно.

Пример последовательной обработки - заполнение адресной книги (ведь нельзя в нее записывать два адреса одновременно). В каждом блоке всегда обрабатывается только один экземпляр данных, последовательно видоизменяясь после каждой обработки. Блоки располагаются или последовательно по горизонтали, или по наклонной с левого верхнего угла к нижнему правому.

Пример параллельной обработки - вы можете одновременно смотреть телевизор и есть яблоко. При этом одновременно совершаются два действия. Эти действия между собой не связаны. Такие блоки на диаграмме располагаются вертикально друг над другом.

Часто на диаграмме существует группа действий (блоков), из которой выполняется только одно, в зависимости от какого-либо условия. Такие действия называются альтернативными. К таким блокам условие должно подводиться как управляющее воздействие (выбор действия). Рекомендуется введение специального блока на диаграмму, осуществляющего обработку условия выбора альтернативного действия (блока). Этот блок формирует отдельные команды по выбору для каждого блока.

Роль человек в IDEF0-диаграммах. Кем он является: управлением или механизмом? Вы сами решаете, какие функции выполняет человек в описываемой задаче. Если действием, заключенным в блоке, управляет человек, то управление. Если действие выполняется посредством человека, то механизм. Все зависит от степени абстракции представления вашей задачи.

Существуют случаи, когда человек (в том числе один и тот же) для одного блока будет выступать механизмом и управлением. ТАКОЕ СЛУЧАЕТСЯ. Пример, человек пишет письмо. Оно пишется посредством этого человека, и этот же человек управляет содержимым этого письма.

Управляющие данные. Управление - это команда. Если команда содержит информативную часть (названия, условия, сроки выполнения и т.д.), то информативная часть команды является входными данными.

Наиболее простое решение заключается в разделении исходной стрелки на две: управляющую и данных. Эти стрелки подводятся к соответствующим сторонам блока. Обе разделенных стрелки должны иметь соответствующие надписи.

Сергей Соколов (Минск, БГУИР)
E-Mail:

Методология SADT (Structured Analysis and Design Technique – методология структурного анализа и проектирования) представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели системы.

Начало разработки данной методологии было положено Дугласом Россом (США) в середине 60-х гг. ХХ в. С тех пор системные аналитики компании SofTech, Inc. улучшили SADT и использовали ее в решении широкого круга проблем. Программное обеспечение телефонных сетей, диагностика, долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, конфигурация компьютерных систем, обучение персонала, управление финансами и материально-техническим снабжением – вот некоторые из областей эффективного применения SADT. Широкий спектр областей указывает на универсальность и мощь методологии SADT. В программе «Интеграции компьютерных и промышленных технологий» (Integrated Computer Aided Manufacturing, ICAM) Министерства обороны США была признана полезность SADT. Это привело к публикации ее части в 1981 г., называемой IDEF0 (Icam DEFinition), в качестве федерального стандарта на разработку программного обеспечения. Под этим названием SADT стала применяться тысячами специалистов в военных и промышленных организациях . Последняя редакция стандарта IDEF0 была выпущена в декабре 1993г. Национальным институтом по стандартам и технологиям США (National Institute Standards and Technology, NIST).

Данная методология при описании функционального аспекта информационной системы конкурирует с методами, ориентированными на потоки данных (DFD). В отличие от них IDEF0 позволяет:

Описывать любые системы, а не только информационные (DFD предназначена для описания программного обеспечения);

Создать описание системы и ее внешнего окружения до определения окончательных требований к ней. Иными словами, с помощью данной методологии можно постепенно выстраивать и анализировать систему даже тогда, когда трудно еще представить ее воплощение.

Таким образом, IDEF0 может применяться на ранних этапах создания широкого круга систем. В то же время она может быть использована для анализа функций существующих систем и выработки решений по их улучшению.

Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

Модель (AS-IS, TO-BE или SHOULD-BE) может содержать 4 типа диаграмм [ , ]:

Контекстную диаграмму;

Диаграммы декомпозиции;

Диаграммы дерева узлов;

Диаграммы только для экспозиции (for exposition only, FEO).

Контекстная диаграмма (диаграмма верхнего уровня), являясь вершиной древовидной структуры диаграмм, показывает назначение системы (основную функцию) и ее взаимодействие с внешней средой. В каждой модели может быть только одна контекстная диаграмма. После описания основной функции выполняется функциональная декомпозиция, т. е. определяются функции, из которых состоит основная.

Далее функции делятся на подфункции и так до достижения требуемого уровня детализации исследуемой системы. Диаграммы, которые описывают каждый такой фрагмент системы, называются диаграммами декомпозиции . После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы – эксперты предметной области указывают на соответствие реальных процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия устраняются, после чего приступают к дальнейшей детализации процессов.

Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость функций (работ), но не связи между ними. Их может быть несколько, поскольку дерево можно построить на произвольную глубину и с произвольного узла.

Диаграммы для экспозиции строятся для иллюстрации отдельных фрагментов модели с целью отображения альтернативной точки зрения на происходящие в системе процессы (например, с точки зрения руководства организации).

6.3. Элементы графической нотации IDEF0

Методология IDEF0 нашла широкое признание и применение, в первую очередь, благодаря простой графической нотации, используемой для построения модели. Главными компонентами модели являются диаграммы. На них отображаются функции системы в виде прямоугольников, а также связи между ними и внешней средой посредством стрелок. Использование всего лишь двух графических примитивов (прямоугольник и стрелка) позволяют быстро объяснить правила и принципы построения диаграмм IDEF0 людям, незнакомым с данной методологией. Это достоинство позволяет подключить и активизировать деятельность заказчика по описанию бизнес-процессов с использованием формального и наглядного графического языка.

На следующем рисунке показаны основные элементы графической нотации IDEF0 .

Рис. 6.1. Элементы графической нотации IDEF0

Прямоугольник представляет собой работу (процесс, деятельность, функцию или задачу) , которая имеет фиксированную цель и приводит к некоторому конечному результату. Имя работы должно выражать действие (например, «Изготовление детали», «Расчет допускаемых скоростей», «Формирование ведомости ЦДЛ № 3»).

Взаимодействие работ между собой и внешним миром описывается в виде стрелок. В IDEF0 различают 5 видов стрелок :

- вход (англ. input) – материал или информация, которые используются и преобразуются работой для получения результата (выхода). Вход отвечает на вопрос «Что подлежит обработке?». В качестве входа может быть как материальный объект (сырье, деталь, экзаменационный билет), так и не имеющий четких физических контуров (запрос к БД, вопрос преподавателя). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа. Стрелки входа всегда рисуются входящими в левую грань работы;

- управление (англ. control) – управляющие, регламентирующие и нормативные данные, которыми руководствуется работа. Управление отвечает на вопрос «В соответствии с чем выполняется работа?». Управление влияет на работу, но не преобразуется ей, т.е. выступает в качестве ограничения. В качестве управления могут быть правила, стандарты, нормативы, расценки, устные указания. Стрелки управления рисуются входящими в верхнюю грань работы. Если при построении диаграммы возникает вопрос, как правильно нарисовать стрелку сверху или слева, то рекомендуется ее рисовать как вход (стрелка слева);

- выход (англ. output) – материал или информация, которые представляют результат выполнения работы. Выход отвечает на вопрос «Что является результатом работы?». В качестве выхода может быть как материальный объект (деталь, автомобиль, платежные документы, ведомость), так и нематериальный (выборка данных из БД, ответ на вопрос, устное указание). Стрелки выхода рисуются исходящими из правой грани работы;

- механизм (англ. mechanism) – ресурсы, которые выполняют работу. Механизм отвечает на вопрос «Кто выполняет работу или посредством чего?». В качестве механизма могут быть персонал предприятия, студент, станок, оборудование, программа. Стрелки механизма рисуются входящими в нижнюю грань работы;

- вызов (англ. call) – стрелка указывает, что некоторая часть работы выполняется за пределами рассматриваемого блока. Стрелки выхода рисуются исходящими из нижней грани работы.

6.4. Типы связей между работами

После определения состава функций и взаимосвязей между ними, возникает вопрос о правильной их композиции (объединении) в модули (подсистемы). При этом подразумевается, что каждая отдельная функция должна решать одну, строго определенную задачу. В противном случае необходима дальнейшая декомпозиция или разделение функций.

При объединении функций в подсистемы необходимо стремиться, чтобы внутренняя связность (между функциями внутри модуля) была как можно сильнее, а внешняя (между функциями, входящими в разные модули), как можно слабее. Опираясь на семантику связей методологии , введем классификацию связей между функциями (работами). Данная классификация является расширением . Типы связей приводятся в порядке уменьшения их значимости (силы связывания). В приводимых примерах утолщенными линиями выделяются функции, между которыми имеется рассматриваемый тип связи.

1. Иерархическая связь (связь «часть» – «целое») имеет место между функцией и подфункциями, из которых она состоит.

Рис. 6.2. Иерархическая связь

2. Регламентирующая (управляющая, подчиненная) связь отражает зависимость одной функции от другой, когда выход одной работы направляется на управление другой. Функцию, из которой выходит управление, следует считать регламентирующей или управляющей, а в которую входит – подчиненной. Различают прямую связь по управлению , когда управление передается с вышестоящей работы на нижестоящую (рис. 6.3), и обратную связь по управлению , когда управление передается от нижестоящей к вышестоящей (рис. 6.4).

3. Функциональная (технологическая) связь имеет место, когда выход одной функции служит входными данными для следующей функции. С точки зрения потока материальных объектов данная связь показывает технологию (последовательность работ) обработки этих объектов. Различают прямую связь по входу , когда выход передается с вышестоящей работы на нижестоящую (рис. 6.5), и обратную связь по входу , когда выход передается с нижестоящей к вышестоящей (рис.6.6).

Рис. 6.5. Прямая связь по входу	Рис. 6.6. Обратная связь по входу

4. Потребительская связь имеет место, когда выход одной функции служит механизмом для следующей функции. Таким образом, одна функция потребляет ресурсы, вырабатываемые другой.

Рис. 6.7. Потребительская связь

5. Логическая связь наблюдается между логически однородными функциями. Такие функции, как правило, выполняют одну и ту же работу, но разными (альтернативными) способами или, используя разные исходные данные (материалы).

Рис. 6.8. Логическая связь

6. Коллегиальная (методическая) связь имеет место между функциями, алгоритм работы которых определяется одним и тем же управлением. Аналогом такой связи является совместная работа сотрудников одного отдела (коллег), подчиняющихся начальнику, который отдает указания и приказы (управляющие сигналы). Такая связь также возникает, когда алгоритмы работы этих функций определяются одним и тем же методическим обеспечением (СНИП, ГОСТ, официальными нормативными материалами и т. д.), служащим в качестве управления.

Рис. 6.9. Методическая связь

7. Ресурсная связь возникает между функциями, использующими для своей работы одни и те же ресурсы. Ресурсно-зависимые функции, как правило, не могут выполняться одновременно.

Рис. 6.10. Ресурсная связь

8. Информационная связь имеет место между функциями, использующими в качестве входных данных одну и ту же информацию.

Рис. 6.11. Информационная связь

9. Временная связь возникает между функциями, которые должны выполняться одновременно до или одновременно после другой функции.

Кроме указанных на рисунке случаев, эта связь имеет место также между другими сочетаниями управления, входа и механизма, поступающими в одну функцию.

Рис. 6.12. Временная связь

10. Случайная связь возникает, когда конкретная связь между функциями мала или полностью отсутствует.

Рис. 6.13. Случайная связь

Из приведенных выше типов связей наиболее сильной является иерархическая связь, которая, по сути, и определяет объединение функций в модули (подсистемы). Несколько слабее являются регламентирующие, функциональные и потребительские связи. Функции с этими связями обычно реализуются в одной подсистеме. Логические, коллегиальные, ресурсные и информационные связи одни из самых слабых. Функции, обладающие ими, как правило, реализуют в разных подсистемах, за исключением логически однородных функций (функций, связанных логической связью). Временная связь свидетельствует о слабой зависимости функций друг от друга и требует их реализации в отдельных модулях.

Таким образом, при объединении функций в модули наиболее желательными являются первые пять видов связей. Функции, связанные последними пятью связями, лучше реализовывать в отдельных модулях.

В IDEF0 существуют соглашения (правила и рекомендации) по созданию диаграмм, которые призваны облегчить чтение и экспертизу модели [ , ]. Некоторые из этих правил CASE-средства поддерживают автоматически, выполнение других следует обеспечить вручную.

1. Перед построением модели необходимо определиться, какая модель (модели) системы будет построена. Это подразумевает определение ее типа AS-IS, TO-BE или SHOULD-BE, а также определения позиции, с точки зрения которой строится модель. «Точку зрения» лучше всего представлять себе как место (позицию) человека или объекта, в которое надо встать, чтобы увидеть систему в действии. Например, при построении модели работы продуктового магазина можно среди возможных претендентов, с точки зрения которых рассматривается система, выбрать продавца, кассира, бухгалтера или директора. Обычно выбирается одна точка зрения, наиболее полно охватывающая все нюансы работы системы, и при необходимости для некоторых диаграмм декомпозиции строятся диаграммы FEO, отображающие альтернативную точку зрения.

2. На контекстной диаграмме отображается один блок, показывающий назначение системы. Для него рекомендуется отображать по 2–4 стрелки, входящие и выходящие с каждой стороны.

3. Количество блоков на диаграммах декомпозиции рекомендуется в пределах 3–6. Если на диаграмме декомпозиции два блока, то она, как правило, не имеет смысла. При наличии большого количества блоков диаграмма становится перенасыщенной и трудно читаемой.

4. Блоки на диаграмме декомпозиции следует располагать слева направо и сверху вниз. Такое расположение позволяет более четко отразить логику и последовательность выполнения работ. Кроме этого маршруты стрелок будут менее запутанными и иметь минимальное количество пересечений.

5. Отсутствие у функции одновременно стрелок управления и входа не допускается. Это означает, что запуск данной функции не контролируется и может произойти в любой произвольный момент времени либо вообще никогда.

Рис. 6.14. Функция без управления и входа

Блок с наличием только управления можно рассматривать как вызов в программе функции (процедуры) без параметров. Если у блока имеется вход, то он эквивалентен вызову в программе функции с параметрами. Таким образом, блок без управления и входа эквивалентен функции, которая в программе ни разу не вызывается на исполнение.

На рис. 6.7–6.12, отображающих фрагменты диаграмм IDEF0, встречаются блоки без входа и управления. Это не стоит рассматривать как ошибку, так как подразумевается, что одна из этих стрелок должна быть.

6. У каждого блока должен быть как минимум один выход.

Рис. 6.15. Функция без выхода

Работы без результата не имеют смысла и не должны моделироваться. Исключение составляют работы, отображаемые в модели AS-IS. Их наличие свидетельствует о неэффективности и несовершенстве технологических процессов. В модели TO-BE эти работы должны отсутствовать.

7. При построении диаграмм следует минимизировать число пересечений, петель и поворотов стрелок.

8. Обратные связи и итерации (циклические действия) могут быть изображены с помощью обратных дуг. Обратные связи по входу рисуются «нижней» петлей, обратная связь по управлению – «верхней» (см. рис. 6.4 и 6.6).

9. Каждый блок и каждая стрелка на диаграммах должны обязательно иметь имя. Допускается использовать ветвление (декомпозицию) или слияние (композицию) стрелок. Это связано с тем, что одни и те же данные или объекты, порожденные одной работой, могут использоваться сразу в нескольких других работах. И наоборот, одинаковые или однородные данные и объекты, порожденные разными работами, могут использоваться в одном месте.

Рис. 6.16. Ветвление стрелок

При этом допускается задание различным ветвям стрелки уточняющих имен после разветвления (до слияния). Если какая-либо ветвь после ветвления не именована, то считается, что ее имя соответствует имени стрелки, записанному до ветвления.

Так, на рис. 6.16 управления, входящие в блоки «Изготовление деталей» и «Сборка изделия», имеют уточняющие значения и являются составной частью более общего управления «Чертежи». Для работы блока «Контроль качества» используются все чертежи.

На диаграмме не допускается рисовать стрелки, когда до и после ветвления они не именованы. На рис. 6.17 стрелка, входящая в блок «Формирование типовых ведомостей», не имеет имени до и после ветвления, что является ошибкой.

Рис. 6.17. Неправильное именование стрелок

10. При построении диаграмм для лучшей их читаемости может использоваться механизм туннелирования стрелок. Например, чтобы не загромождать лишними деталями диаграммы верхних уровней (родительские), на диаграммах декомпозиции начало дуги помещают в тоннель.

Рис. 6.18. Туннелирование стрелок

В данном примере при построении модели проведения новогоднего утренника механизм «два топора» не будет отображаться на диаграммах верхних уровней, при чтении которых может возникнуть справедливый вопрос: «А зачем нужны два топора на новогоднем утреннике?».

Аналогичным образом можно выполнять туннелирование с обратной целью – недопущения отображения стрелки на диаграммах низших уровней. В этом случае круглые скобки ставятся на конце стрелки. На контекстной диаграмме (см. рис. 6.21) затуннелирован механизм «Инженер службы пути», входящий в блок «Определение допускаемых скоростей». Такое решение принято, так как инженер непосредственно участвует во всех работах, отображенных на диаграмме декомпозиции этого блока (см. рис. 6.22). Чтобы не показывать эту связь и не загромождать диаграмму декомпозиции, стрелка была затуннелирована.

11. Все стрелки, входящие и выходящие из блока, при построении для него диаграммы декомпозиции должны быть отображены на ней. Исключение составляют затуннелированные стрелки. Имена стрелок, перенесенных на диаграмму декомпозиции, должны совпадать с именами, указанными на диаграмме верхнего уровня.

12. Если две стрелки проходят параллельно (начинаются из одной и той же грани одной работы и заканчиваются на одной и той же грани другой работы), то по возможности следует их объединить и называть единым термином.

Рис. 6.19. Объединение связей

13. Каждый блок на диаграммах должен иметь свой номер. Для того чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм. Блок на диаграмме верхнего уровня обозначается 0, блоки на диаграммах второго уровня – цифрами от 1 до 9 (1, 2, …, 9), блоки на третьем уровне – двумя цифрами, первая из которых указывает на номер детализируемого блока с родительской диаграммы, а вторая номер блока по порядку на текущей диаграмме (11, 12, 25, 63) и т. д. Контекстная диаграмма имеет обозначение «А – 0», диаграмма декомпозиции первого уровня – «А0», диаграммы декомпозиции следующих уровней – состоят из буквы «А», за которой следует номер декомпозируемого блока (например, «А11», «А12», «А25», «А63»). На рисунке показано типичное дерево диаграмм (диаграмма дерева узлов) с нумерацией.

Рис. 6.20. Иерархия диаграмм

В современных CASE-средствах механизмы нумерации работ поддерживается автоматически. CASE-средства обеспечивают также автоматическое построение диаграмм дерева узлов, которые содержат только иерархические связи. Вершиной такой диаграммы может быть любой узел (блок), и она может быть построена на любую глубину.

6.6. Пример построения модели IDEF0 для системы определения допускаемых скоростей

Расчет допускаемых скоростей движения поездов является трудоемкой инженерной задачей. При проходе поездом какого-либо участка фактическая скорость движения поезда не должна превышать предельно допускаемую. Эта предельно допускаемая скорость устанавливается исходя из опыта эксплуатации и специально проводимых испытаний по динамике движения и воздействию на путь подвижного состава. Непревышение этой скорости гарантирует безопасность движения поездов, комфортабельные условия езды пассажиров и т. п. Они определяются в зависимости от типа подвижного состава (марки локомотива и типа вагонов), параметров верхнего строения пути (типа рельсов, балласта, эпюры шпал) и плана (радиуса кривых, переходных кривых, возвышения наружного рельса и т. д.). Как правило, для установления допускаемых скоростей необходимо определить не менее двух (на прямых) и пяти (в кривых) скоростей, из которых и выбирается окончательная допускаемая скорость, как наименьшая из всех рассчитанных. Расчет этих скоростей регламентируются Приказом МПС России № 41 от 12 ноября 2001 г. «Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм Федерального железнодорожного транспорта».

Как было отмечено, построение модели IDEF0 начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты (контекстной диаграммы). Данная диаграмма отображает назначение (основную функцию) системы и необходимые входные и выходные данные, управляющую и регламентирующую информацию, а также механизмы.

Контекстная диаграмма для задачи определения допускаемых скоростей показана на рис.6.21. Для построения модели использовался продукт BPwin 4.0 фирмы Computer Associates.

Рис. 6.21. Контекстная диаграмма системы определения допускаемых скоростей (методология IDEF0)

В качестве исходной информации , на основе которой выполняется определение допускаемых скоростей, используются:

Данные проекта новой линии или проекта реконструкции (содержат всю необходимую информацию для реализации проекта, а именно километраж, оси раздельных пунктов, план линии и др.);

Подробный продольный профиль (содержит информацию, аналогичную рассмотренной выше);

Паспорт дистанции пути (содержит информацию, аналогичную рассмотренной выше, а также сведения о верхнем строении пути (ВСП));

Данные о результатах съемки плана пути вагоном-путеизмерителем;

Ведомость возвышений наружного рельса в кривых (содержит информацию о плане пути).

Часть исходной информации может быть взята из разных источников. В частности сведения о плане (параметрах кривых) могут быть взяты из проекта новой линии или проекта реконструкции, подробного продольного профиля, паспорта дистанции пути и т.д.

Управляющими данными являются:

Указание начальника службы пути дороги или Департамента пути и сооружений ОАО «РЖД» на расчет;

Приказ № 41, содержащий нормативно-справочную информацию, порядок и формулы определения допускаемых скоростей;

Сведения о текущем или планируемом поездопотоке (данные о марках обращающихся локомотивов и типах используемых вагонов);

Сведения о планируемых ремонтах пути, реконструкции и переустройстве сооружений и устройств.

Результатом работы системы должны быть:

Ведомости допускаемых скоростей, содержащие все типы рассчитанных скоростей и позволяющие установить причину их ограничения;

Ведомости Приказа начальника дороги об установлении допускаемых скоростей на перегонах и раздельных пунктах (Приказ «Н») согласно принятой на дороге форме. Утвержденный Приказ «Н» официально закрепляет допускаемые скорости движения поездов;

Типовые формы № 1, 1а и 2, содержащие планируемые допускаемые скорости для разработки графика движения поездов.

Скорости, содержащиеся в Приказе «Н» и типовых формах, могут отличаться от рассчитанных и показываемых в ведомостях допускаемых скоростей. Это связано с тем, что в них отражают ограничения скорости не только по конструкции подвижного состава, параметров ВСП и кривых, но и по состоянию устройств и сооружений (деформация земляного полотна, перекос опор контактной сети и т. д.). Кроме того, они корректируются с учетом планируемых ремонтов пути, реконструкции и переустройства сооружений и устройств и т.д.

После построения контекстная диаграмма детализируется с помощью диаграммы декомпозиции первого уровня. На этой диаграмме отображаются функции системы, которые должны быть реализованы в рамках основной функции. Диаграмма, для которой выполнена декомпозиция, по отношению к детализирующим ее диаграммам называется родительской . Диаграмма декомпозиции по отношению к родительской называется дочерней .

Диаграмма декомпозиции первого уровня для рассматриваемой задачи приведена на рис.6.22. Как правило, при построении диаграммы декомпозиции исходная функция (декомпозируемая) разбивается на 3–8 подфункций (блоков). При этом блоки на диаграмме декомпозиции рекомендуется располагать слева направо сверху вниз, чтобы лучше была видна последовательность и логика взаимодействия подфункций.

Рис. 6.22. Диаграмма декомпозиции первого уровня (методология IDEF0)

Очередность выполнения функций для решения рассматриваемой задачи следующая:

Ввод и корректировка нормативно-справочной информации и данных по участкам дороги (блоки 1 и 2);

Подготовка задания на расчет (блок 3). В нем указывается, для какого участка и пути, а также марки локомотива и типа вагонов следует выполнить расчет;

Расчет допускаемых скоростей в соответствии с порядком и формулами, указанными в Приказе № 41 (блок 4). В качестве исходной информации выступают данные по пути участка (план, верхнее строение пути и т. д.) и нормативы, выбираемые на основании задания на расчет;

Формирование ведомостей допускаемых скоростей (блок 5). На базе результатов расчета создаются несколько видов выходных документов, которые, с одной стороны, позволяют выявить причину ограничений скорости, с другой стороны, выступают в качестве основы для подготовки регламентированных документов;

Формирование и подготовка проекта Приказа «Н» и типовых ведомостей (блоки 6 и 7).

После построения диаграммы декомпозиции первого уровня для указанных на ней функций строятся отдельные диаграммы (диаграммы декомпозиции второго уровня). Затем процесс декомпозиции (построения диаграмм) продолжается до тех пор, пока дальнейшая детализация функций не теряет смысла. Для каждой атомарной функции, описывающей элементарную операцию (т. е. функции, не имеющей диаграмму декомпозиции), составляется подробная спецификация, определяющая ее особенности и алгоритм реализации. В качестве дополнения к спецификации могут использоваться блок-схемы алгоритмов. Таким образом, процесс функционального моделирования заключается в постепенном выстраивании иерархии функций.

6.7. ICOM-коды

Стрелки, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются теми же самыми, что и стрелки, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы (см. рис. и ). Как следствие этого, границы функции верхнего уровня – это то же самое, что и границы диаграммы декомпозиции.

ICOM-коды (аббревиатура от Input, Control, Output и Mechanism) предназначены для идентификации граничных стрелок. ICOM-код содержит префикс, соответствующий типу стрелки (I, С, О или М), и порядковый номер (см. рис.).

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Самый простой и быстрый способ создания диаграмм по графическим нотациям idef0 и idef3 - использовать свободно распространяемый кроссплатформенный редактор диаграмм, блок-схем, сетевых диаграмм, UML-диаграмм и прочей нечисти под названием "Dia". Программа переведена на многие языки, включая русский.

Скачать программу можно на ее официальном сайте: http://projects.gnome.org/dia/ . На момент написания статьи последняя версия программы Dia была под номером 0.97.1 - причем она является таковой уже чуть ли не два года. Не смотря на это функционал у приложения отличный.

Построение IDEF0-диаграмм

для создания схем в графической нотации idef0 достаточно выбрать стандартную библиотеку элементов Dia под названием "SADT / IDEF0":

Если вы впервые столкнулись с idef0, то очень рекомендую сначала прочитать вот эти статьи про эту методологию:

1. Современные методологии описания бизнес-процессов. Методология IDEF0 - Ковалев Валерий Михайлович (Журнал "Консультант директора", № 12, Июнь, 2004 г.)
2. IDEF0 как инструмент моделирования процессов - Андрей Дворников (Журнал "Авант Партнер", № 22(79), Август 2005 г.)
3. Опыт использования стандарта IDEF0 - Сергей Рубцов

Построение IDEF3-диаграмм

С idef3 капельку посложнее. Стандартного набора элементов для построения диаграмма в графической нотации idef3 в Dia не предусмотрено, однако все нужные блоки в программе есть. Их нужно просто сгруппировать вручную. Для этого нажимаем в меню: "Файл -> категории и объекты". В открывшемся окне нажимаем кнопку "Создать". Откроется ещё одно окошко, в котором выбираем пункт "Название категории" и вписываем туда "idef3". Процесс создания категории выглядит примерно так:

Так как вы только что создали эту категорию - естественно она пуста. Нам нужно переместить в нее нужные элементы схем. Поэтому:

Жмем кнопку "Применить", "Закрыть" окошко и готово! Заходим в "другие библиотеки элементов" и выбираем там созданную нами графическую нотацию "idef3" (она располагается в положенной ей месте по алфавиту). Кстати, чтобы писать в блоках, удобно использовать клавишу F2. Конечно, это не идеальный инструмент, но этот способ позволяет создавать диаграммы IDEF3 максимально приближенно к их точной графической нотации.

Если вы знаете другие бесплатные средства построение диаграмм в графической нотации IDEF3, то поделитесь об этом со всеми в комментариях.

Откройте проект, в котором вы хотите создать модель. Если вы еще не создавали ни одного проекта, то можете воспользоваться проектом DEMO, который доступен сразу после установки Cradle или создать свой проект.

Чтобы войти в DEMO проект используйте имя пользователя — MANAGER , пароль — MANAGER

Как создать свой проект подробно показывается в этом видео

После создания нового проекта вы также сможете использовать для входа имя пользователя — MANAGER и пароль — MANAGER

Создание модели

Для того, чтобы создать модель IDEF0 включите Панель проекта и перейдите в раздел моделирования Essential Domain

Примечание : аналогично можно создавать модели и в разделе моделирования Implementation Domain, а также в любом разделе, настроенном пользователем. Раздел моделирования — это фактически пространство имен, в рамках которого можно повторно использовать потоки.

Чтобы создать контекстную модель IDEF0 щелкните правой кнопкой мыши по разделу IDEF0 и выберите пункты меню Новый->Элемент

Обратите внимание, что это наименование всей модели в целом, а не функционального блока на A0.

После этого откроется область рисования и можно будет приступить к созданию контекстной модели.

Создание функционального блока

Для этого выберите символ функционального блока на палитре

и щелкните один раз на рабочую область там, где вы хотите создать функциональный блок.

Появится диалоговое окно, в котором необходимо ввести наименование функционального блока, после чего нажать ОК.

В результате будет создан функциональный блок с заданным вами именем

Вы можете выделить границу блока и изменить его масштаб

Создание потоков

Чтобы создать потоки, выберите на палитре символ потока (без туннелирования или с туннелированием)

затем щелкните с той стороны функционального блока, с которой вы хотите создать поток и щелкните в любую область функционального блока

после этого появится диалоговое окно для ввода наименования потока. Введите краткое наименование потока и нажмите OK

Примечание: Вы сможете ввести подробное описание потока потом в его спецификации.

После этого по аналогии можно создать все необходимые потоки

Сохраните модель, нажав кнопку с дискетой или сочетание клавиш CTRL+S. При сохранении будут созданы спецификации символов, которые можно отредактировать, чтобы дать более подробное описание элементов модели.

После сохранения модели, вы сможете увидеть созданные спецификации на панели проекта в том же разделе, где вы создавали модель. Будут созданы спецификации двух типов — Function и Flow.

Декомпозиция модели

в появившемся диалоге оставьте настройки по умолчанию и нажмите OK

После чего будет создана дочерняя диаграмма A1 и на нее перенесены все потоки с диаграммы A0.

Теперь можно переименовать созданную заготовку функционального блока (с вопросом вместо имени) и создать дополнительные, аналогично тому, как мы создавали их ранее.

Чтобы переименовать заготовку функционального блока, выделите его и в контекстном меню выберите Переименовать

и введите требуемое наименование

По аналогии создайте другие функциональные блоки, соответствующие этому уровню декомпозиции

Чтобы создать потоки между данными функциональными блоками необходимо щелкнуть сначала в источник, затем в промежуточную точку для создания изгиба и затем в приемник, например, так:

В результате вы получите поток с двумя изгибами

Вы можете откорретировать положение изгибов, выделив поток и перетащив в нужное место точки изгибов

Посмотрите видеофрагмент для того, чтобы увидеть это в динамике

Чтобы удалить (или добавить) точку изгиба, нажмите клавишу SHIFT на клавиатуре и щелкните в точку, которую необходимо удалить или в то место потока, где ее надо создать

Сохраните диаграмму и убедитесь в том, что созданы соответствующие спецификации

По аналогии можно провести декомпозицию функциональных блоков A1.