Wykład 3 Analiza i projektowanie strukturalne

Treść wykładu modele danych rodzaje modeli danych powody różnicowania i tworzenia modeli danych modele wdrożeniowe podstawowe pojęcia związków encji proces modelowania związków encji podstawowe pojęcia modelu przepływu danych integracja modeli danych oraz procesów procedury modelowania dziedziny przedmiotowej z wykorzystaniem modelu przepływu danych diagram kontekstowy przykład tworzenia systemu z wykorzystaniem analizy i projektowania strukturalnego

Analiza i projektowanie strukturalne metodyki strukturalne - metody tradycyjne rozwijane od lat 60-tych. łączą składowe pasywne - opis danych oraz aktywne - wykonywanie operacji analiza strukturalna rozpoczyna się od budowy dwóch różnych modeli systemu modelu danych oraz modelu funkcji te dwa modele są integrowane wynikiem integracji jest model przepływu danych wadą podejścia są trudności w zintegrowaniu modeli

Analiza funkcjonalna - podstawowe pytania Dziedzina przedmiotowa Dane Współzależność Zadanie /Funkcja Co powinno być wykonane? (Cel) Kto jest odpowiedzialny? (Dziedzina przedmiotowa) Jakie informacje są potrzebne? (Koncepcja Systemu)

Modele danych - wprowadzenie uogólnienie typów, cech oraz zależności między danymi - model danych technika organizowania i dokumentowania danych

Rodzaje modeli danych podstawowe zwane konceptualnymi lub logicznymi ukierunkowane na użytkownika, opisują dziedzinę przedmiotową niezależnie od technicznego jego wdrożenia wdrożeniowe dotyczące wdrożenia modelu danych w konkretnej technologii danych

Powody różnicowania i tworzenia modeli danych opis dziedziny przedmiotowej pominięcie kwestii wdrożeniowych język komunikacji między użytkownikami, analitykami a projektantami

Modele wdrożeniowe prerelacyjne modele danych relacyjne modele danych hierarchiczne oraz sieciowe relacyjne modele danych postrelacyjne modele danych obiektowe oraz dedukcyjne

Model związków encji łączy cechy modelu podstawowego oraz wdrożeniowego najbardziej popularny formalizm modelowania danych na poziomie konceptualnym stosowany początkowo w odniesieniu do baz danych później do innych klas systemów

Podstawowe pojęcia modelu związków encji - encja jednoznaczny składnik badanej rzeczywistości - dziedziny przedmiotowej składnik w którym są przechowywane dane wystąpienia encji kategoria opisu statyki dziedzinowej encje są opisywane za pomocą rzeczowników lub wyrażeń rzeczownikowych w liczbie pojedynczej

Podstawowe pojęcia modelu związków encji - atrybut cecha, element charakteryzujący encje i związki w dziedzinie przedmiotowej wiązka atrybutów jest zestawem jednoznacznie opisującym encję podział atrybutów pierwotne - podstawowe cechy w danej encji i związku pochodne - włączane do wiązki atrybutów w nawiązaniu do konkretnej realizowanej funkcji

Rola atrybutu w procedurach przetwarzania informacji selekcyjne klucze służące do indetyfikacji encji i związków między encjami zwane identyfikatorami opisowe charakteryzujące werbalnie związki i encje proceduralne cechy ilościowo-wartościowe wykorzystywane w obliczeniach

Rola atrybutu c.d. klucz jako identyfikator encji klucze proste oraz złożone dziedzina atrybutu zbiór wartości danego atrybutu wartość encji każdemu atrybutowi w danym wystąpieniu encji przyporządkowana jest tylko jedna wartość z jego dziedziny

Podstawowe pojęcia modelu związków encji - związek związek stanowi naturalne powiązanie pomiędzy dwoma lub więcej encjami w danej dziedzinie przedmiotowej ogólny podział związków binarne - obejmuje dwie encje wielokrotne - obejmuje więcej niż dwie encje w modelowaniu związku istotne są liczebność związku - stosunek liczebnościowy między wystąpieniami encji uczestniczącymi w danym związku związki opcyjne oraz obligatoryjne reguły biznesowe

Proces modelowania związków encji - cechy technika zrozumiała dla wszystkich nie posiadających wiedzy informatycznej wymagana duża znajomość dziedziny przedmiotowej jak i technik samego modelowania trudności w utrzymaniu spójności modelu związków encji dotyczy całej dziedziny przedmiotowej i wymaga uwzględnienia zależności pomiędzy elementami składowymi modeli wymaga stosowania pakietów CASE dla bardziej złożonych dziedzin przedmiotowych metody zstępujące oraz wstępujące

Pełny diagram encji encja podencje i nadencje związki atrybuty identyfikatory

Model związków encji - przykład

Diagram przepływu danych najbardziej popularna metoda analizy i projektowania strukturalnego synonim podejścia strukturalnego narzędzie analizy i projektowania systemów transakcyjnych hierarchicznie uporządkowane funkcje o określonym stopniu złożoności narzędzie stosowane przy modelowaniu procesów gospodarczych planowaniu gospodarczym i strategicznym stosowane w metodykach zorientowanych obiektowo w warstwie funkcjonalnej

Podstawowe pojęcia modelu przepływu danych proces funkcja , działalność, proces w realizowany w dziedzinie przedmiotowej, przekształcający dane wejściowe w dane wynikowe przepływ danych powiązania między procesami i innymi elementami w modelu przepływu danych składnica (zbiór, magazyn) kolekcja danych, które muszą być przechowywane dla danej dziedziny przedmiotowej terminator - obiekt zewnętrzny źródło lub przeznaczenie danych, zewnętrzne obiekty dla danej dziedziny przedmiotowej

Przepływy danych c.d. przedstawiają grupy danych będące w ruchu bieżącym - grupy logiczne grupy danych stanowią jednorodne struktury danych odzwierciedlające struktury dokumentów lub komunikatów zasady budowania przepływów danych niedopuszczalne są przepływy między składnicami niedopuszczalne są przepływy pomiędzy składnicami a terminatorami danych i odwrotnie

Przepływy danych c.d. przepływy rozbieżne przepływy zbieżne dane przesyłane do różnych składników systemu - procesów, składnic i terminatorów dekompozycja grupy danych na mniejsze składowe grupy grupy danych charakteryzują się tą samą strukturą danych elementarnych - sortowanie przepływy zbieżne łączenie prostych grup danych w grupy danych zagregowanych generowanie dokumentów na podstawie różnych danych

Integracja modelu danych i procesów Aplikacje Model Procesów Model Danych

Składnica danych przechowywanie danych w postaci jednorodnych kolekcji grup danych tworzonych i używanych przez różne procesy struktura składnicy danych odpowiada najczęściej strukturze danych wejściowych i wyjściowych przepływów danych operacje na składnicy danych wyszukiwanie, wprowadzanie, usuwanie, modyfikacja zmiany dotyczyć mogą niektórych lub wszystkich grup danych operacje te opisywane są za pomocą odpowiednich oznaczeń

Terminator oznacza obiekt zewnętrzny obiekt zewnętrzny współpracujący z analizowanym systemem ze względu na to, że terminator znajduje się na zewnątrz projektowanego systemu nie można zmieniać jego zawartości, organizacji lub procedur z nim związanych w diagramach danych nie przedstawia się związków pomiędzy terminatorami wszystkie dane wprowadzane z terminatorów podlegają przetwarzaniu w procesach

Procedury modelowania dziedziny przedmiotowej dekompozycja diagramów w układzie hierarchicznym przyjęta zasada z psychologii 7+/-2 umieszczanie na diagramie maksymalnie około siedmiu procesów oraz związanych z nim przepływów danych, składnic oraz terminatorów proces dekompozycji przebiega w układzie hierarchicznym przebiega począwszy od diagramu kontekstowego do specyfikacji funkcji elementarnych diagram kontekstowy jest podstawą do opracowania diagramu zerowego zwanego również systemowym

Diagram kontekstowy definiuje zakres i granice systemu przedstawia powiązania z jego otoczeniem, w którym system funkcjonuje - kontekst system jest przedstawiony jako pojedynczy proces na granicach systemu przedstawia się terminatory etapy tworzenia diagramu kontekstowego przedstawienie systemu w postaci jednego procesu ustalenie z użytkownikami z dziedziny przedmiotowej listy podstawowych zapytań w postaci operacji wejściowych, związanie z nimi odpowiedzi systemu w postaci przepływów danych wiążących system z otoczeniem określenie źródeł i przeznaczenia danych w postaci terminatorów oraz zewnętrznych składnic danych

Diagram kontekstowy - przykład

Diagram zerowy diagram zerowy zwany systemowym jest pierwszym diagramem utworzonym z diagramu kontekstowego w wyniku dekompozycji zawiera wewnętrzne składnice danych oraz terminatory przeniesione z diagramu kontekstowego procesy, składnice danych oraz terminatory powiązane są przepływami danych z diagramu kontekstowego każdy z procesów jest dekomponowany na kolejnych poziomach hierarchicznych

Dekompozycja diagramu kontekstowego

Dekompozycja diagramu kontekstowego c. d.

Cechy magazynu danych

Cechy przepływu danych c. d.

Drzewo procesów

Integracja modeli danych oraz przepływy danych

Model konceptualny danych

Encja

Cechy związku

Model danych fizyczny

Model fizyczny c. d.

Tworzenie fizycznej bazy danych

Tworzenie fizycznej bazy danych c.d.