Способы построения функциональных связей

Типы функциональных связей

В IDEF0 также моделируются управление и механизмы исполнения. Под управлением понимаются объекты, воздействующие на способ, которым блок преобразует вход в выход. Механизм исполнения — объекты, которые непосредственно выполняют преобразование входа в выход, но остаются неизменными. Для типизации категорий информации на IDEF0-диаграммах используется аббревиатура ICOM, означающая четыре возможных типа стрелок.

Обозначения для стрелок на диаграммах:

С (Control) — управление;

О (Output) — выход;

М (Mechanism) — исполняющий механизм.

На рис. 1.10 представлены четыре возможных типа стрелок в IDEF0, каждый из которых соединяется с определенной стороной функционального блока.

Рис. 1.10. Типы стрелок на диаграммах

Для названия стрелок, как правило, употребляются имена существительные. Как и в случае с функциональными блоками, присвоение имен всем стрелкам на диаграмме является необходимым условием для понимания сути изображенного.

Стрелки входа. Вход представляет собой сырье или информацию, потребляемую или преобразуемую функциональным блоком для производства выхода. Стрелки входа всегда направлены в левую сторону прямоугольника, обозначающего в IDEF0 функциональный блок. Наличие входных стрелок на диаграмме не является обязательным, так как возможно, что некоторые блоки ничего не преобразуют и не изменяют. Примером блока, не имеющего входа, может служить «принятие решения руководством», где анализируется несколько факторов, но ни один из них непосредственно не преобразуется и не потребляется в результате принятия какого-либо решения.

Стрелки управления. Стрелки управления отвечают за регулирование того, как и когда выполняется функциональный блок. Так как управление контролирует поведение функционального блока, для обеспечения создания желаемого выхода каждый функциональный блок должен иметь как минимум одну стрелку управления. Стрелки управления всегда входят в функциональный блок сверху. Управление часто существует в виде правил, инструкций, законов, политики, набора необходимых процедур или стандартов. Влияя на работу блока, оно само остается неизменным. Может оказаться, что целью функционального блока является как раз изменение того или иного правила, инструкции, стандарта и т.п. В этом случае стрелка, содержащая соответствующую информацию, должна рассматриваться не как управление, а как вход функционального блока. Управление можно рассматривать как специфический вид входа.

В случаях, когда неясно, относить ли стрелку к входу или к управлению, предпочтительно относить ее к управлению до момента, пока неясность не будет разрешена.

Стрелки выхода. Выход — это продукция или информация, получаемая в результате работы функционального блока. Каждый блок должен иметь как минимум один выход. Действие, которое не имеет никакого четко определяемого выхода, желательно не моделировать вообще. При моделировании непроизводственных предметных областей выходами, как правило, являются данные, в каком-либо виде обрабатываемые функциональным блоком. В этом случае важно, чтобы названия стрелок входа и выхода были достаточно различимы по своему смыслу. Например, блок «Прием пациентов» может иметь стрелку «Данные о пациенте» как на входе, так и на выходе. В такой ситуации входящую стрелку можно назвать «Предварительные данные о пациенте», а исходящую — «Подтвержденные данные о пациенте».

Стрелки механизма исполнения.Механизмы являются ресурсом, который непосредственно исполняет моделируемое действие. С помощью механизмов исполнения могут моделироваться: ключевой персонал, техника и/или оборудование. Стрелки механизма исполнения могут отсутствовать, в случае, если оказывается, что они не являются необходимыми для достижения поставленной цели моделирования.

В IDEF0 существует пять основных видов комбинированных стрелок:

выход—обратная связь на управление;

выход—обратная связь на вход.

Стрелка выход—вход применяется, когда один из блоков должен полностью завершить работу перед началом работы другого блока. Принятие заказа должно предшествовать выписки счета (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Комбинация стрелки выход—вход

Стрелка выход—управление отражает ситуацию преобладания одного блока над другим, когда один блок управляет работой другого. На рис. 1.12 принципы формирования инвестиционного портфеля влияют на поведение брокеров на бирже.

Рис. 1.12. Комбинированная стрелка выход—управление

Стрелка выход—механизм исполнения встречается реже и отражает ситуацию, когда выход одного функционального блока применяется в качестве инструментария для работы другого блока. На рис. 1.13 зажим, используемый для закрепления детали, должен быть собран для того, чтобы выполнить сборку детали.

Рис. 1.13. Комбинированная стрелка выход—механизм исполнения

Обратные связи на вход и на управление применяются в случаях, когда зависимые блоки формируют обратные связи для управляющих ими блоков. На рис. 1.14 получаемая от брокеров информация о текущих биржевых курсах применяется для корректировки стратегии игры на бирже.

Рис. 1.14. Обратные связи на вход и на управление

Стрелка выход—обратная связь на вход обычно применяется для описания циклов повторной обработки чего-либо (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Комбинированная стрелка выход—обратная связь на вход

Кроме того, связи выход — обратная связь на вход могут применяться в случае, если бракованная продукция может заново использоваться в качестве сырья, как это происходит, например, в процессе производства оконного стекла, когда разбитое стекло перемалывается и переплавляется заново вместе с исходным сырьем.

Выход функционального блока может использоваться в нескольких других блоках. Фактически чуть ли не главная ценность IDEF0 заключается в том, что эта методология помогает выявить взаимозависимости между блоками системы. Соответственно IDEF0 предусматривает как разъединение, так и соединение стрелок на диаграмме. Разъединенные на несколько частей стрелки могут иметь наименования, отличающиеся от наименования исходной стрелки. Исходная и разъединенные (или объединенные) стрелки в совокупности называются связанными. Такая техника обычно применяется для того, чтобы отразить использование в процессе только части сырья или информации, обозначаемой исходной стрелкой. Аналогичный подход применяется по отношению к объединенным стрелкам.

Одним из важных моментов при моделировании бизнес-процессов организации с помощью метода SADT является точная согласованность типов связей между функциями. Различают связи, по крайней мере, семи типов. Типы связей (в порядке возрастания их относительной значимости):

Случайная связь — показывает, что конкретная связь между функциями незначительна или полностью отсутствует. Это относится к ситуации, когда имена данных на SADT-дугах в одной диаграмме имеют слабую связь друг с другом.

Логическая связь — данные и функции собираются вместе благо­даря тому, что они попадают в общий класс или набор элементов. При этом может оказаться, что необходимых функциональных отношений между ними не обнаруживается.

Временная связь — представляет функции, связанные во времени, когда данные используются одновременно или функции включаются параллельно, а не последовательно.

Процедурная связь — функции сгруппированы вместе благодаря тому, что они выполняются в течение одной и той же части цикла или процесса.

Коммуникационная связь — функции группируются благодаря тому, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же выходные данные.

Последовательная связь — выход одной функции служит входными данными для следующей функции.

Связь между элементами на диаграмме является более тесной, чем в рассмотренных выше случаях, поскольку моделируются причинно-следственные зависимости.

Функциональная связь — все элементы функции влияют на выполнение одной и только одной функции.

Диаграмма, являющаяся чисто функциональной, не содержит чужеродных элементов, относящихся к последовательному или более слабому типу связи. Одним из способов определения функционально связанных диаграмм является рассмотрение двух блоков, связанных через управляющие дуги, как показано на следующем рис. 1.16.

Рис. 1.16. Функциональная связь

В математических терминах необходимое условие для простейшего типа функциональной связи имеет следующий вид:

Источник

Типы связей между функциями

Одним из важных моментов при моделировании с помощью метода SADT является точная согласованность типов связей между функциями. Различают по крайней мере связи семи типов (в порядке возрастания их относительной значимости):

Случайная связь показывает, что конкретная связь между функциями незначительна или полностью отсутствует. Это относится к ситуации, когда имена данных на SADT-дугах в одной диаграмме имеют слабую связь друг с другом. Крайний вариант этого случая показан на рис. 2.8.

Логическая связь — данные и функции собираются вместе благодаря тому, что они попадают в общий класс или набор элементов, но необходимых функциональных отношений между ними не обнаруживается.

Рис. 2.8. Случайная связь

Временная связь — представляет функции, связанные во вре­мени, когда данные используются одновременно или функции включаются параллельно, а не последовательно.

Процедурная связь (рис. 2.9) — функции сгруппированы вмес­те благодаря тому, что они выполняются втечение одной и той же части цикла или процесса.

Рис. 2.9. Процедурная связь

Коммуникационная связь — функции группируются благодаря тому, что они используют одни и те же входные данные и/или производят одни и те же выходные данные (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Коммуникационная связь

Последовательная связь — выход одной функции служит входными данными для следующей функции. Связь между элементами на диаграмме является более тесной, чем в рассмотренных выше случаях, поскольку моделируются причинно-следственные зависимости (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Последовательная связь

Функциональная связь — все элементы функции влияют на выполнение одной и только одной функции. Диаграмма, являющаяся чисто функциональной, не содержит чужеродных элементов, относящихся к последовательному или более слабому типу связи.

Одним из способов определения функционально-связанных диаграмм является рассмотрение двух блоков, связанных через управляющие дуги, как показано на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Функциональная связь

В математических терминах необходимое условие для простейшего типа функциональной связи имеет следующий вид:

В табл. 2.2 представлены все типы связей, рассмотренные выше.

Важно отметить, что уровни 4—6 устанавливают связи, которые разработчики считают важнейшими для получения диаграмм хорошего качества.

Уровень значимости	Тип связи	Характеристика типа связи
для функций	для данных
Случайная	Случайная	Случайная
Логическая	Функции одного и то­го же множества или типа (например, «ре­дактировать все вхо­ды»)	Данные одного и того же множества или ти­па
Временная	Функции одного и то­го же периода време­ни (например, «опе­рации инициализа­ции»)	Данные, используе­мые в каком-либо временном интервале
Процедурная	Функции, работаю­щие в одной и той же фазе или итерации (например, «первый проход компилято­ра»)	Данные, используе­мые во время одной и той же фазы или ите­рации
Коммуника­ционная	Функции, использую­щие одни и те же дан­ные	Данные, на которые воздействует одна и та же деятельность
Последова­тельная	Функции, выполняю­щие последователь­ные преобразования одних и тех же данных	Данные, преобразуе­мые последователь­ными функциями
Функцио­нальная	Функции, объединяе­мые для выполнения одной функции	Данные, связанные содной функцией

Описание типов связей

2.3.2.

МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ IDEF3

Метод моделирования IDEF3[14], являющийся частью семей­ства стандартов IDEF, был разработан в конце 1980-х годов для закрытого проекта ВВС США. Этот метод предназначен для таких моделей процессов, в которых важно понять последовательность выполнения действий и взаимозависимости между ними. Хотя IDEF3 и не достиг статуса федерального стандарта США, он приобрел широкое распространение среди системных аналитиков как дополнение к методу функционального моделирования IDEF0 (модели IDEF3 могут использоваться для детализации функциональных блоков IDEF0, не имеющих диаграмм декомпозиции). Основой модели IDEF3 служит сценарий процесса, который выделяет последовательность действий и подпроцессов анализируемой системы.

Как и в методе IDEF0, основной единицей модели IDEF3 является диаграмма. Другой важный компонент модели — действие, или в терминах IDEF3 «единица работы» (Unit of Work — UOW). Диаграммы IDEF3 отображают действие в виде прямоугольника. Действия именуются с использованием глаголов или отглагольных существительных, каждому из действий присваивается уникальный идентификационный номер. Этот номер не используется вновь даже в том случае, если в процессе построения модели действие удаляется. В диаграммах IDEF3 номер действия обычно предваряется номером его родителя (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Изображение и нумерация действия в диаграмме IDEF3

Существенные взаимоотношения между действиями изображаются с помощью связей. Все связи в IDEF3 являются однонаправленными, и хотя стрелка может начинаться или заканчиваться на любой стороне блока, обозначающего действие, диаграммы IDEF3 обычно организуются слева направо таким образом, что стрелки начинаются на правой и заканчиваются на левой стороне блоков. В табл. 2.3 приведены три возможных типа связей.

Типы связей IDEF3

Изображение	Название	Назначение
Временное предшество­вание (Temporal precedence)	Исходное действие должно завершиться, прежде чем конечное действие сможет на­чаться
	Объектный поток (Object flow)	Выход исходного действия является входом конечного действия (исходное действие должно завершиться, прежде чем конечное действие сможет начаться)
	Нечеткое от­ношение (Relationship)	Вид взаимодействия между исходным и ко­нечным действиями задается аналитиком отдельно для каждого случая использования такого отношения

Связь типа «временное предшествование» показывает, что исходное действие должно полностью завершиться, прежде чем начнется выполнение конечного действия.

Связь типа «объектный поток» используется в том случае, когда некоторый объект, являющийся результатом выполнения исходного действия, необходим для выполнения конечного действия. Обозначение такой связи отличается от связи временного предшествования двойной стрелкой. Наименования потоковых связей должны четко идентифицировать объект, который передается с их помощью. Временная семантика объектных связей аналогична связям предшествования, это означает, что порождающее объектную связь исходное действие должно завершиться, прежде чем конечное действие может начать выполняться.

Связь типа «нечеткое отношение» используется для выделения отношений между действиями, которые невозможно описать с использованием связей предшествования или объектных связей. Значение каждой такой связи должно быть определено, поскольку связи типа «нечеткое отношение» сами по себе не предполагают никаких ограничений. Одно из применений нечетких отношений — отображение взаимоотношений между параллельно выполняющимися действиями.

Завершение одного действия может инициировать начало выполнения сразу нескольких других действий или, наоборот, определенное действие может требовать завершения нескольких других действий до начала своего выполнения. Соединенияразбивают или соединяют внутренние потоки и используются для изображения ветвления процесса:

· разворачивающие соединенияиспользуются для разбиения потока. Завершение одного действия вызывает начало выполнения нескольких других;

· сворачивающие соединенияобъединяют потоки. Завершение одного или нескольких действий вызывает начало выполнения другого действия.

В табл. 2.4 описаны три типа соединений.

Типы соединений

Графическое обозначение	Название	Вид	Правила инициации
&	Соедине­ние «и»	Разворачива­ющее	Каждое конечное действие обязательно инициируется
Сворачиваю­щее	Каждое исходное действие обязательно должно завер­шиться
X	Соедине­ние «иск­лючающее «или»»	Разворачива­ющее	Одно и только одно конечное действие инициируется
Сворачиваю­щее	Одно и только одно исходное действие должно завершиться
О	Соедине­ние «или»	Разворачива­ющее	Одно или несколько конечных действий инициируются
Сворачиваю­щее	Одно или несколько исходных действий должны завершиться

Соединения «и» инициируют выполнение конечных действий. Все действия, присоединенные к сворачивающему соединению «и», должны завершиться, прежде чем начнется выполнение следующего действия. На рис. 2.14 после обнаружения пожара инициируются включение пожарной сигнализации, вызов пожарной охраны, и начинается тушение пожара. Запись в журнал производится только тогда, когда все три перечисленных действия завершены.

Рис. 2.14. Соединения «и»

Соединение «исключающее «или»» означает, что вне зависимос­ти от количества действий, связанных со сворачивающим или разворачивающим соединением, инициировано будет только одно из них, и поэтому только оно будет завершено перед тем, как любое действие, следующее за сворачивающим соединением, сможет начаться. Если правила активации соединения известны, они обязательно должны быть документированы либо в его описании, либо пометкой стрелок, исходящих из разворачивающего соединения. На рис. 2.15 соединение «исключающее «или»» используется для отображения того факта, что студент не может одновременно быть направлен на лекции по двум разным курсам.

Рис. 2.15. Соединение «исключающее «или»»

Соединение «или» предназначено для описания ситуаций, которые не могут быть описаны двумя предыдущими типами соединений. Аналогично связи нечеткого отношения соединение «или» в основном определяется и описывается непосредственно системным аналитиком. На рис. 2.16 соединение J2 может активизировать проверку данных чека и/или проверку суммы наличных. Проверка чека инициируется, если покупатель желает расплатиться чеком, проверка суммы наличных — при оплате наличными. То и другое действие инициируется при частичной оплате как чеком, так и наличными.

В рассмотренных примерах все действия выполнялись асинхронно, т.е. они не инициировались одновременно. Однако существуют случаи, когда время начала или окончания параллельно выполняемых действий должно быть одинаковым, т.е. действия должны выполняться синхронно. Для моделирования такого поведения системы используются различные виды синхронных соединений, которые обозначаются двумя двойными вертикальными линиями внутри прямоугольника.

Рис. 2.16. Соединения «или»

Например, в спортивных состязаниях выстрел стартового пистолета, запуск секундомера и начало состязания должны произойти одновременно. На рис. 2.17 представлена модель этого примера, построенная с использованием синхронного соединения.

Синхронное разворачивающее соединение не обязательно должно иметь парное сворачивающее соединение, т.е. начинающиеся одновременно действия не обязаны оканчиваться одновременно. Возможны также ситуации синхронного окончания асинхронно начавшихся действий.

Рис. 2.17. Синхронное соединение

Все соединения на диаграммах должны быть парными, из чего следует, что любое разворачивающее соединение имеет парное себе сворачивающее. Однако типы соединений не обязательно должны совпадать.

Соединения могут комбинироваться для создания более сложных ветвлений. Комбинации соединений следует использовать с осторожностью, поскольку перегруженные ветвлением диаграммы могут оказаться сложными для восприятия.

Действия в IDEF3 могут быть декомпозированы или разложены на составляющие для более детального анализа. Метод IDEF3 позволяет декомпозировать действие несколько раз, что обеспечивает документирование альтернативных потоков процесса в одной модели.

Источник