Средства структурного анализа

Для достижения целей моделирования вообще и структурного анализа в частности, применяются три группы средств, отражающих:

функции, которые система должная выполнять;

отношения между данными;

зависимость поведения системы от времени (важность выполнения процессов предметной области в реальном масштабе времени).

Наиболее эффективными и широко применяемыми средствами, отражающими эти функции, отношения и зависимости являются:

DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных совместно со словарями данных и спецификациями процессов;

ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы "сущность-связь";

STD (State Transition Diagrams) – диаграммы переходов состояний.

Данные типы диаграмм содержат развитые графические и текстовые средства для моделирования и документирования проекта.

Диаграммы потоков данных DFD имеют иерархическую структуру. Корневая DFD называется контекстной диаграммой и детализируется с помощью DFD нижних уровней. На DFD отражаются внешние по отношению к системе источники и потребители данных, процессы преобразования данных, потоки данных между процессами и накопители (хранилища) данных, к которым осуществляется доступ.

Потоки и накопители данных детализируются с помощью структурограмм описания данных и хранятся в словаре данных.

Каждый процесс детализируется с помощью DFD нижнего уровня. Такая детализация осуществляется до тех пор, пока логика работы процесса не станет очевидной. Такие процессы называют терминальными и их описывают с помощью миниспецификаций.

Моделирование содержимого накопителей данных осуществляется с помощью диаграмм "сущность-связь" – ERD.

В случае необходимости соблюдения режима реального времени DFD дополняются средствами описания зависимости поведения системы от времени STD. Формальными признаками подсистемы реального времени являются:

наличие входных/выходных потоков событий, возникающих в случайные моменты времени;

наличие нескольких асинхронно действующих входных потоков информации, которые следует достаточно быстро преобразовать.

Ключевым фактором при решении вопроса о том, следует ли анализировать систему как систему реального времени является рассмотрение временных характеристик. Здесь принимаются во внимание скорости поступления событий, требуемые времена отклика, а также предполагаемые ресурсы, выделяемые для системы. Если эти ресурсы достаточно велики или временные характеристики не являются жесткими, то необходимо ограничится построением диаграмм потоков данных или, говоря другими словами, одного последовательного вычислительного процесса.

Диаграмма потоков управления представляет собой направленный граф, узлами которого являются информационные процессы (или просто процессы) и управляющие процессы, а дугами информационные потоки: потоки данных и потоки управления. Управляющие процессы преобразуют входные потоки событий (управления) в выходные и детализируются с помощью диаграмм переходов состояний (STD) или таблиц событие-отклик (ТСО).

События порождаются и потребляются внешней средой, информационными и управляющими процессами, а обрабатываются только управляющими процессами. Все события носят характер прерывания и вызывают изменение состояния того или иного процесса. Процесс во времени может находится в трех состояниях: пассивное, активное (выполняется) и пауза (приостановлен). Состояние процесса может изменяться двумя способами: при помощи потоков управления, источниками которых являются управляющие процессы и по инициативе самого процесса. В последнем случае допускается переход процесса только в состояние "пауза" с передачей соответствующего события управляющему процессу.

Взаимосвязь средств функционального моделирования с элементами структуры модели показана на рис.1.

Рис. 1.