Моделирование как метод анализа предметной области

ХАРЬКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ КУЛЬТУРЫ

Кафедра информационно-документных систем

Курсовая работа по дисциплине «Автоматизированные информационно-документные системы»

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПРОБЛЕМНОЙ СРЕДЫ ДЕКАНАТОВ. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ БД АИС ДЕКАНАТА «МАТРИКУЛЬНАЯ КНИГА»

Выполнила студентка IV к., І гр.

Марьин Сергей Александрович

Развитие сферы информационных технологий дало толчок к усовершенствованию всех сфер жизнедеятельности общества.

Обширные объёмы информационных потоков, обрабатываемых в любом учреждении, от офиса небольшого предприятия до крупной корпорации, направлены в основном на создание управленческих документов. А управленческие документы, в свою очередь, направлены на принятие управленческих решений, то есть основной функции любого учреждения.

Внедрение автоматизированных информационных систем в деятельность различных учреждений создает возможности для повышения качества документационного обеспечения управления и позволяет повысить производительность и качество управленческого труда.

Достаточно актуальным является вопрос автоматизации учебного процесса, в том числе в высших учебных заведениях (ВУЗах).

Одной из основных и трудоёмких в работе ВУЗа является деятельность деканата.

Работникам деканатов приходится выполнять огромный объем рутинной работы по учету контингента студентов, обеспечению учебного процесса, предоставлению информации в различные подразделения ВУЗа. При этом всю информацию необходимо представлять в различных форматах. Необходимость внедрения информационной системы (ИС), автоматизирующей основные функции образовательного процесса очевидна.

Но прежде чем внедрять автоматизированную информационную систему (АИС) в деятельность деканата, как и любого другого подразделения ВУЗа либо вообще другого учреждения, необходимо определить основные требования в её работе. Основой определения этих требований являются выводы относительно деятельности деканата в результате исследования предметной области деканатов.

Предметная область — это совокупность объектов реального или предполагаемого мира, рассматриваемых в пределах данного контекста, который понимается как отдельное рассуждение, фрагмент научной теории или теория в целом.

Выявленные проблемы предметной области помогут определить направление автоматизации данной сферы деятельности, а разработка модели предметной области обеспечит успешную разработку и внедрение базы данных, как основной части АИС.

Объектом исследования курсовой работы является предметная область и проблемная среда деканатов.

Предмет исследования — моделирование предметной области базы данных АИС деканата «Матрикульная книга».

Цель исследования — моделирование предметной области базы данных деканата «Матрикульная книга» и разработка модели автоматизированной информационной системы деканата.

1. Проанализировать основную литературу на тему разработки моделей предметных областей баз данных.

2. Исследовать предметную область деканатов и определить их основные функции.

3. Выявить основные направления деятельности деканатов относительно учебного процесса.

4. Создать логическую и физическую модель предметной области деканатов.

Методы исследования — при написании курсовой работы использовались методы анализа и синтеза, в том числе системный анализ литературных и Интернет источников.

Основные работы, посвящённые анализу предметной области — это источники 5, 6, 7. Построение модели предметной области с помощью ER-диаграмм рассмотрено в источниках 6, 10. Разработка реляционных СУБД и их использование приведено в источниках 2, 3, 4. Разработки функциональной модели информационной системы автоматизированного управления учебным процессом описаны в источнике 1.

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ — ОСНОВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ

Предметная область — это часть реального мира, подлежащая изучению с целью создания базы данных для автоматизации процесса управления.

База данных — это интегрированная совокупность структурированных и взаимосвязанных данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных.

Базы данных (БД) применяются в информационных системах, автоматизирующих деятельность в той или иной предметной области.

Информационная система является совокупностью программно-аппаратных средств, способов и людей, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку и выдачу информации для решения поставленных задач [9].

Проектирование баз данных включает несколько этапов:

1. Проектирование инфологической концептуальной модели БД.

2. Проектирование даталогической модели БД.

3. Проектирование физической модели БД.

Каждый этап подразумевает последовательное проектирование базы данных и включает ряд особенностей.

Инфологическая модель отображает реальный мир в некоторые понятные человеку концепции, полностью независимые от параметров среды хранения данных. Это обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. В основу разработки инфологической модели должны быть положены концептуальные требования, отражающие представления, которые пользователи первоначально хотят иметь в проектируемой базе данных. Создание инфологической модели предполагает анализ предметной области и проблемной среды автоматизируемой сферы. Инфологическая модель данных предназначена для наглядного отражения представления пользователей об автоматизируемой предметной области, то есть является человеко-ориентированной.

Даталогическая модель отражает логические связи между элементами данных вне зависимости от их содержания и среды хранения. Даталогическое моделирование предполагает описание, создаваемое по инфологической модели данных.

Пользователям выделяются подмножества этой логической модели, называемые внешними моделями, отражающие их представления о предметной области. Внешняя модель соответствует представлениям, которые пользователи получают на основе логической модели. Другими словами, даталогическая модель в основном используется для реализации требований, выдвинутых конечными пользователями, то есть отражённых в инфологической концептуальной модели.

Таким образом, даталогическая модель реализуется, как модель представления данных. Следовательно, перед тем как строить даталогическую модель, необходимо определить какая модель данных будет положена в основу базы данных и выбрать соответствующую систему управления базами данных (СУБД). Различают реляционные, иерархические и сетевые модели представления данных и соответствующие этим моделям СУБД.

Физическая модель данных — модель, определяющая размещение данных на внешних носителях, методы доступа и технику индексирования. Она так же называется внутренней моделью системы, которая определяет и оперирует размещением данных и их взаимосвязями на запоминающих устройствах.

Физическая модель данных является полностью компьютерно-ориентированной и конечные пользователи не имеют никакого представления о том, каким образом данные запоминаются и извлекаются или каким способом организуются индексы в таблицах для быстрого поиска.

Завершающим этапом является реализация базы данных, внесение в неё информации и использование её для автоматизации определённой предметной области [6].

Последовательность этапов проектирования базы данных изображена на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Этапы проектирования БД

Итак, инфологическое моделирование, то есть описание модели БД на естественном языке, является первым этапом проектирования и, следовательно, закладывает основу успешного функционирования БД.

На этапе инфологического моделирования могут применяться различные методы и подходы, технологии и инструментарий, но цель и основная суть его останутся неизменными: анализ предметной области предназначен для выявления, классификации и формализации информации обо всех аспектах предметной области, влияющих на свойства конечного результата проекта.

Инфологической моделирование (т.е. моделирование предметной области) можно свести к таким основным процессам:

— исследование предметной области и выявление требований конечных пользователей и решаемых задач;

— сбор и анализ основных данных (объекты, связи между объектами);

— построение ER-диаграммы базы данных [6].

Моделирование предметной области можно назвать главным этапом разработки БД, так как модель — это основа разработки БД.

Для успешного и эффективного функционирования ВУЗа необходимо комплексное внедрение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), охватывающее все без исключения функциональные подсистемы учебного заведения (такие как деканаты, библиотека, приёмная комиссия, бухгалтерия, кафедры и др.)

Одним из структурных подразделений ВУЗа, наиболее очевидно требующих автоматизации, является деканат.

Деканат — подразделение ВУЗа, осуществляющее контроль и организацию деятельности факультета.

В деканате проводится организация учебного процесса в рамках факультета, ведение документации по учету, анализу состава и движения контингента студентов факультета, формирование оперативных данных о деятельности факультета и кафедр.

Так как проблемы автоматизации деканатов в основном схожи, можно провести исследование предметной области на примере деканата факультета Документоведения и Информационной Деятельности (ДИД) Харьковской Государственной Академии Культуры (ХГАК).

В штат деканата факультета ДИД входят должность декана, заместителя декана, заведующего кафедрой, секретаря, методиста заочного отдела.

Схема подчинённости личного состава факультета представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Схема подчиненности личного состава факультета

Руководство факультета имеет свои обязанности и функции. Они изложены в Должностной инструкции, которая находится в деканате.

В деканате проводится большой объём рутинной, повторяющейся работы, что, безусловно, обеспечивает неправильное распределение рабочего времени сотрудников деканата, тормозя и запутывая основные процессы деятельности деканата.

При поступлении абитуриента в ВУЗ личные дела абитуриентов, оформляемые при подаче документов на поступление, передаются в деканат, где они сортируются по группам. После чего на каждого студента заводится личная карточка студента. В нее заносится вся необходимая персональная информация.

Далее, на протяжении всего периода обучения в личных делах фиксируются все факты о любых изменениях статуса студента (перевод с курса на курс, с дневного отделения на заочное, перевод в другую группу, справки об академическом отпуске и т.п.) [5].

Учёт и наблюдение контингента студентов является актуальной задачей в связи с потребностью деканатов в оперативном формировании таких документов, как зачётно-экзаменационные ведомости, проекты приказов, статистические отчеты по успеваемости и получении любой требуемой информации по конкретным студентам, а также по архивным данным.

Из этих документов извлекается вся необходимая информация, касающаяся учебного процесса.

Подразумевается, что эта информация может изменяться в течение всего периода обучения и может быть затребована в любое время за период обучения студента и даже после окончания его обучения, кроме того, данная информация может участвовать в формировании статистических данных о группе или курсе за любой временной промежуток.

Исходя из основных назначений деканата, определяем, что основной вид его деятельности — это делопроизводственная деятельность. Основной функцией деканата является координация и административное обеспечение учебного процесса.

Исследуя предметную область деканатов, наблюдаем выполнение большого числа процессов, которые можно условно сгруппировать в несколько пунктов:

1. Организация и управление учебным процессом.

2. Заполнение учётных документов.

3. Контроль успеваемости студентов.

Кроме того, за выполнение (или не выполнение) учебного плана студентов поощряют (или наказывают).

Общая схема деятельности деканата представлена на рис. 2.2. Следует отметить, что процессы, выполняемые в деканате, расположены по степени важности (по убывающей).

Организация и управление учебным процессом включает общий контроль над учебным процессом, что подразумевает распределение дисциплин по семестрам и специальностям для планирования расписаний и экзаменационных сессий; статистический учет студентов; организация учебной и производственной практики.

Рис. 2.2 Деятельность деканата

Основными документами, функционирующими в деканате, являются: матрикульная книга, карточка студента, сводная ведомость на каждого студента. Все эти документы требуют своевременного заполнения, для обеспечения учётной работы в деканате.

Контроль успеваемости студентов производится в результате экзаменационных сессий, где анализируется успеваемость каждого студента.

В результате контроля успеваемости становится возможным выявление лучших студентов и начисление им стипендии, материальной помощи, премии и т.п. (например, за успехи в учёбе, участие в соревнованиях, олимпиадах, написание научных работ и т.п.)

Из основных видов деятельности деканатов можно заключить, что предметной областью деканатов является непосредственно учебный процесс.

В учебном процессе принимают участие студенты, а контролирует учебный процесс деканат.

Анализ предметной области выявил основные недостатки существующего делопроизводства деканата:

— Устаревшие бумажные технологии регистрации, обработки и хранения информации.

— Дублирование информации в различных подразделениях, отчетах, сводках и т. п.

— Рутинные повторяющиеся операции обработки.

— Закрытость информации ряда подразделений (бухгалтерии, отдела кадров и др.).

Для моделирования предметной области БД деканата необходимо определить основные сущности учебного процесса, но перед этим следует определить, с помощью каких документов контролируется учебный процесс.

Деканат участвует в оперативном формировании различных видов документов. Основными из них являются зачётно-экзаменационные ведомости, сводные ведомости, личные карточки, проекты приказов, статистические отчеты по успеваемости, матрикульная книга и др.

Отчётные документы создаются для получения любой требуемой информации по конкретным студентам, а также по архивным данным.

Для оперативной работы со студентами (контроль над успеваемостью, выдача экзаменационных листов, назначение стипендии, перевод на следующий курс и т. д.) в деканате ведется матрикульная книга.

Матрикульная книга является одним из учётных документов, контролирующих учебный процесс. Она формируется на основе зачётно-экзаменационных ведомостей, содержащих оценки студентов по определённой дисциплине. Матрикульная книга — основа для формирования других документов, таких как сводная ведомость и учебная карточка студента.

Сводная ведомость составляется на одного студента и является одной из форм контроля успеваемости студента. Она содержит такие основные данные: ФИО, курс, факультет, форма обучения, специализация (для 5 курса), название предмета, количество часов по каждому предмету отдельно, общее количество часов по всем предметам, общая успеваемость.

Учебная карточка тоже составляется на отдельного студента. Она содержит основные сведения о студенте из его личной карточки и сведения об успеваемости из матрикульной книги.

Таким образом, матрикульная книга является важным документом контроля учебного процесса каждого студента. А учебный процесс (как упоминалось выше), является предметной областью среды деканатов.

Благодаря созданию АИС (и БД как её части), формирование отчётной документации может значительно упроститься.

Так все данные, поступающие в деканат (входящая документация) могут вводиться в базу данных, затем можно составить стандартный набор запросов для упрощения выборки данных и на основе составленных запросов сгенерировать отчёты, которые бы выводили определённые данные. Естественно, эти отчёты можно распечатать и таким образом получить готовые отчётные документы.

Основными требованиями к функциям БД деканата (успеваемость студентов) могут считаться следующие:

— получить общее число студентов, поступивших в каком-либо году;

— получить список определённой группы;

— выбрать успеваемость студента по дисциплинам с указанием общего количества часов и вида контроля;

— выбрать успеваемость студентов по группам и дисциплинам;

— получить список и общее число студентов указанных групп, сдавших зачет, либо экзамен по указанной дисциплине с указанной оценкой;

— выбрать дисциплины, изучаемые группой студентов на определенном курсе или определенном семестре;

— получить список студентов и тем дипломных работ, выполняемых ими на указанной кафедре, либо у указанного преподавателя;

— выбрать успеваемость студента с 1 по 5 курс и узнать присвоенную квалификацию или место работы студента и т.д. [7, 9].

Эти требования к БД могут выступать в форме запросов. И на основании этих требований можно выявить наиболее рутинные процессы, выполняемые в деканате.

Наиболее рутинными, но в то же время ответственными процессами в работе сотрудников деканата являются:

— ввод персональных данных студента в его личную карточку;

— ведение архива деканата, на который прямо или косвенно опирается ряд дополнительных структур института (бухгалтерия, отдел кадров и др.);

— подготовка различных отчетов (учебная карточка студента, экзаменационная ведомость и др.).

Облегчение условий труда достигается благодаря возможности автоматизировать основные процессы ведения делопроизводства [5].

В соответствии с современными методологиями модель предметной области чаще всего представляет собой совокупность диаграмм, выполненных в какой-либо нотации и структурированных спецификаций, описывающих элементы модели [1].

Существует множество подходов к построению моделей предметных областей: графовые модели, семантические сети, модель «сущность-связь» и т.д.

Наиболее популярной из них оказалась модель «сущность-связь» или ER-модель (от англ. Entity-Relationship, т.е. сущность-связь).

На использовании разновидностей ER-модели основано большинство современных подходов к проектированию баз данных (главным образом, реляционных) [6].

Различные варианты диаграмм «сущность-связь» используются в качестве инструмента семантического моделирования, которое применяется в реальном проектировании структуры базы данных. Семантическое моделирование представляет собой моделирование структуры данных, опираясь на смысл этих данных.

Первый вариант модели «сущность-связь» был предложен в 1976 году Питером Пин-Шэн Ченом (Chen). В дальнейшем многими авторами были разработаны свои варианты подобных моделей (нотация Мартина, нотация IDEF1X, нотация Баркера и др.). Кроме того, различные программные средства, реализующие одну и ту же нотацию, могут отличаться своими возможностями [10].

ER-моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов.

По сути, все варианты диаграмм «сущность-связь» исходят из одной идеи — рисунок всегда нагляднее текстового описания. И в связи со своей наглядностью представления концептуальных схем баз данных ER-диаграммы получили широкое распространение [6].

Все ER-диаграммы используют графическое изображение сущностей предметной области, их свойств (атрибутов), и взаимосвязей между сущностями [10]. Следовательно, сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты) являются основными элементами описания предметной области.

Сущность — любой конкретный или абстрактный объект в рассматриваемой предметной области. Сущности — это базовые типы информации, которые хранятся в БД. К сущностям могут относиться: студенты, клиенты, подразделения и т.д. Каждая сущность в модели изображается в виде прямоугольника с наименованием. Пример изображения сущности приведён на рис. 3.1.

Рис. 3.1 Пример изображения сущности в ER-моделировании

Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится, например, к конкретной личности в наборе. Типом сущности может быть студент, а экземпляром – Петров, Сидоров и т. д.

Атрибут — это свойство сущности в предметной области. Атрибутом сущности является любая деталь, которая служит для уточнения, идентификации, классификации, числовой характеристики или выражения состояния сущности.

Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Например, для сущности студент могут быть использованы следующие атрибуты: ФИО, дата и место рождения, № зачётной книжки, форма обучения и т.д.

Атрибуты изображаются в пределах прямоугольника, определяющего сущность. Наименование атрибута должно быть уникальным для конкретного типа сущности. Пример изображения атрибутов сущности представлен на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Пример изображения атрибутов сущности в ER-моделировании

Здесь также существует различие между типом и экземпляром. Тип атрибута Место рождения, например, имеет много экземпляров или значений: Харьков, Киев, Одесса, Купянск и т.д., однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.

Связь — ассоциации (отношения) между сущностями в предметной области. Связи представляют собой соединения между частями БД [6, 9, 10].

Связи позволяют по одной сущности находить другие сущности, связанные с нею.

Каждая связь может иметь один из следующих типов:

Обозначение типов связей в ER-диаграммах представлено на рис. 3.3.

Рис. 3.3 Типы связей в ER-моделировании

Связь один-к-одному (1:1) означает, что один экземпляр первой сущности связан с одним экземпляром второй сущности. Например, сущность СТУДЕНТ и сущность СТИПЕНДИЯ имеют связь 1:1, так как Студент может не «заработать» стипендию, получить обычную или повышенную стипендию. Связь один-к-одному чаще всего свидетельствует о том, что на самом деле мы имеем всего одну сущность, неправильно разделенную на две.

Связь один-ко-многим (1:М) означает, что один экземпляр первой сущности связан с несколькими экземплярами второй сущности. Это наиболее часто используемый тип связи. Например, сущность СТУДЕНТ и сущность ОЦЕНКИ имеют связь 1:М, так как Студент может получить несколько оценок по нескольким дисциплинам.

Между связью один-ко-многим и многие-к-одному в принципе нет никакой разницы, так как между двумя сущностями возможны связи в обоих направлениях и всё зависит от того, с какими сущностями связаны данные.

Связь многие-ко-многим (М:М) означает, что каждый экземпляр первой сущности может быть связан с несколькими экземплярами второй сущности, и каждый экземпляр второй сущности может быть связан с несколькими экземплярами первой сущности. Тип связи много-ко-многим является временным типом связи, допустимым на ранних этапах разработки модели. В дальнейшем этот тип связи должен быть заменен двумя связями типа один-ко-многим путем создания промежуточной сущности [6, 10].

Каждая связь имеет два конца и одно или два наименования. Наименование обычно выражается в неопределенной глагольной форме: «иметь», «принадлежать» и т.п. Каждое из наименований относится к своему концу связи. Иногда наименования не пишутся ввиду их очевидности [10].

Основываясь на анализе предметной области и требованиях предъявляемых к БД можно выявить такие основные сущности: СТУДЕНТ, ДИСЦИПЛИНЫ, УЧЕБНЫЙ ПЛАН, УСПЕВАЕМОСТЬ, ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ, КУРСОВЫЕ РАБОТЫ, ПРАКТИКА, ПЕРЕВОД С КУРСА НА КУРС, РОДИТЕЛИ.

Основные предметно-значимые атрибуты сущностей могут быть следующими.

Для сущности СТУДЕНТ определяем такие основные атрибуты:

источник

Структурная модель предметной области

Функциональные методики моделирования предметной области

Объектные методики моделирования предметной области

В основе проектирования ИС лежит моделирование предметной области.

Модель предметной области – это некоторая система, имитирующая структуру или функционирование исследуемой предметной области и отвечающая основному требованию – быть адекватной этой области.

К моделям предметных областей предъявляются следующие требования:

формализация, обеспечивающая однозначное описание структуры предметной области;

понятность для заказчиков и разработчиков на основе применения графических средств отображения модели;

реализуемость, т.е. наличие средств физической реализации модели предметной области в ИС;

обеспечение оценки эффективности реализации модели предметной области на основе определенных методов и вычисляемых показателей.

Для реализации перечисленных требований, как правило, строится система моделей, которая отражает структурный и оценочный аспекты функционирования предметной области.

Структурный аспект предполагает построение:

объектной структуры, отражающей состав взаимодействующих в процессах материальных и информационных объектов предметной области;

функциональной структуры, отражающей взаимосвязь функций (действий) по преобразованию объектов в процессах;

структуры управления, отражающей события и бизнес-правила, которые воздействуют на выполнение процессов;

организационной структуры, отражающей взаимодействие организационных единиц предприятия и персонала в процессах;

технической структуры, описывающей топологию расположения и способы коммуникации комплекса технических средств.

Язык моделирования – это нотация, в основном графическая, которая используется для описания проектов.

Нотация представляет собой совокупность графических объектов, используемых в модели.

Нотация является синтаксисом языка моделирования.

Главный критерий адекватности структурной модели предметной области – это функциональная полнота разрабатываемой ИС.

Оценочные аспекты моделирования предметной области связаны с разрабатываемыми показателями эффективности автоматизируемых процессов, к которым относятся:

стоимостные затраты на обработку данных;

косвенные показатели эффективности (объемы производства, производительность труда, оборачиваемость капитала, рентабельность и т.д.)

В основе различных методологий моделирования предметной области ИС лежат принципы последовательной детализации. Обычно модели строятся на трех уровнях:

внешний уровень (определение требований): модель отвечает на вопрос, что должна делать система, то есть определяется состав основных компонентов системы: объектов, функций, событий, организационных единиц, технических средств.

концептуальный уровень (спецификация требований): модель отвечает на вопрос, как должна функционировать система, т.е. определяется характер взаимодействия компонентов системы.

внутренний уровень (реализация требований): модель отвечает на вопрос: с помощью каких программно-технических средств реализуются требования к системе

Рассмотрим особенности построения моделей предметной области на трех уровнях детализации.

источник

Сложность, неисчерпаемость, бесконечность объекта педагогического исследования заставляет для проникновения в его суть, в его внутреннюю структуру и динамику искать более простые аналоги для исследования. Более простой по структуре и доступный изучению объект становится моделью более сложного объекта, именуемого прототипом (оригиналом). Открывается возможность переноса информации, добытой при использовании модели, по аналогии на прототип. В этом сущность одного из методов теоретического уровня — метода моделирования [1] .

Моделирование — метод научного исследования явлений, процессов, объектов, устройств или систем (обобщенно — объектов исследований), основанный на построении и изучении моделей с целью получения новых знаний, совершенствования характеристик объектов исследований или управления ими.

Это такой общенаучный метод исследования, при котором изучается не сам объект познания, а его изображение в виде так называемой модели, но результат исследования переносится с модели на объект (А. А. Кыве- рялг). Один из способов познания, когда изучение того или иного объекта производится с помощью изучения другого объекта, в каком-то отношении подобного первому, с последующим переносом на первый объект результатов изучения второго. Этот второй объект и называют моделью первого. Таким образом, моделирование есть процесс построения модели или исследование объектов познания на их моделях.

Слово «модель» (от лат. modulus’) прочно вошло в повседневный язык. Модель — это мера, образец, норма. Именно так мы называем мысленный (абстрактный), знаковый (математический, словесноописательный, графический) или материальный образ оригинала, т.е. модель — это «заместитель» оригинала в познании или на практике.

Моделировать можно внешний вид объекта (детские модели «взрослых» автомобилей); функции (математическая модель движения летального аппарата); структуру и логику объектов (модель гимназии) и т.п. [2]

При изучении сложных явлений, процессов, объектов не удается учесть полную совокупность всех элементов и связей, определяющих их свойства. Модель можно представить как материальный объект или образ (мысленный или условный: гипотеза, идея, абстракция, изображение, описание, схема, формула, чертеж, план, блок-схема алгоритма и т.п.), который упрощенно отображает самые существенные свойства объекта исследования.

Таким образом, любая модель всегда проще реального объекта и отображает лишь часть его самых существенных черт, основных элементов и связей. По этой причине для одного объекта исследования существует множество различных моделей. Вид модели зависит от выбранной цели моделирования.

Моделирование предполагает построение и изучение моделей реально существующих предметов, явлений, объектов с целью:

• — определения или улучшения их характеристик;
• — рационализации способов их построения;
• — управления и прогнозирования.

При помощи модели можно устанавливать и описывать компоненты изучаемого объекта и взаимосвязь между ними, давать сведения об управлении объекта и прогнозировать его развитие.

Гносеологическая сущность научных моделей в том, что они позволяют системно и наглядно выразить знание о предмете, его функциях, параметрах и пр. Основное назначение модели — объяснить совокупность данных, относящихся к предмету познания.

Модель в чем-то схематизирует явления действительности, отвлекает от каких-то конкретных свойств, поэтому она всегда применима для описания только отдельных сторон конкретных явлений при определенных условиях. Одно и то же педагогическое явление можно представить с помощью нескольких моделей.

Как известно, модель есть созданная или выбранная исследователем система, воспроизводящая существенные для данной цели познания стороны (элементы, свойства, отношения, параметры) изучаемого объекта и в силу этого находящаяся с ним в таком отношении замещения и сходства (в частности, изоморфизма), что исследование ее служит опосредованным способом получения знания об этом объекте (В. А. Штофф).

Существуют разные классификации моделей. Л. М. Фридман [3] , подчеркивая, что модели строятся или выбираются человеком с определенной целью, выделяет:

• 1) модель-заместитель, т.е. замена оригинала в некотором мысленном (воображаемом) или реальном действии (процессе), исходя из того, что модель более удобна для этого действия в данных условиях;
• 2) модель-представление, т.е. создание представления об объекте с помощью модели;
• 3) модель-интерпретация, т.е. истолкование объекта в виде модели;
• 4) модель исследовательская, т.е. исследование объекта с помощью модели.

Для того чтобы модель подходила для указанных целей, она должна обладать соответствующими признаками. Л. М. Фридман подчеркивает, что в большинстве случаев модель обладает не одним признаком, а несколькими, поэтому она может быть пригодна для нескольких целей. Это означает, что модель-заместитель может быть одновременно и моделью-представлением и исследовательской моделью. Тем не менее вид модели определяется именно той целью, для которой она была первоначально построена.

Модели классифицируются также следующим образом:

• а) понятийная, отражающая знания об объекте в форме определенной совокупности взаимосвязанных положений, утверждений, выводов;
• б) образная, воспроизводящая основные стороны, элементы, связи, отношения объекта в форме описаний, фото- и киномоделей, графиков, схем;
• в) знаково-символическая (математическая), отражающая существенные внутренние и внешние связи и отношения оригинала в виде формулы;
• г) физическая, отображающая структуру и функции объекта в пространстве.

Каждая из них имеет как достоинства, так и недостатки. Каждая дает возможность в каком-то своеобразном ракурсе увидеть исследуемый объект. Поэтому целесообразно сочетание их в процессе моделирования, использование и словесных описаний, и рисунков, и формул, которые в своей совокупности могут отразить с достаточной полнотой даже весьма сложные системы.

Также различают модели воображаемых и реальных объектов; модели будущих событий или процессов (прогнозирующие модели) и модели совершенных событий (модели описания).

В педагогической науке часто используют модели статические и динамические. Статическая модель характеризует объект в конкретный момент времени, динамическая модель показывает, как изменяется состояние объекта исследования с изменением времени. Статическая модель педагогического процесса чаще всего характеризуется с учетом следующих компонентов:

• — концептуально-целевой (включающий цели, задачи, идеи, принципы исследуемого процесса);
• — содержательный (виды, сферы, направления деятельности);
• — процессуальный или операционно-деятельностный (технологии, формы, методы, средства);
• — аналитико-результативный (критерии и показатели развития исследуемого процесса, методики и способы их замера, средства аналитической деятельности).

Динамическая модель может отражать этапы развития исследуемого процесса.

«Особым видом моделирования, основанного на абстрагировании, считают мысленный эксперимент. В таком эксперименте исследователь на основе теоретических знаний об объективном мире и эмпирических данных создает идеальные объекты, соотносит их в определенной динамической модели, имитируя мысленно то движение и те ситуации, которые могли бы иметь место в реальном экспериментировании. При этом идеальные модели и объекты помогают в “чистом” виде выявить наиболее важные для познающего, существенные связи и отношения, проиграть проектируемые ситуации, отсеять неэффективные или слишком рискованные варианты» [4] .

В экспериментальной работе целесообразно провести структурнологическое моделирование эксперимента, мысленно пройдя весь предстоящий путь, описав предполагаемые результаты и затруднения, прогнозируя риски и отсроченные позитивные и негативные моменты, сопутствующие эксперименту. Такой подход важен для управления экспериментом. Существует понятие «идеальная модель», смысл которого заключается не в том, что автор создал нечто совершенное, никому не доступное, а в том, что автор постарался в модели исключить все негативные моменты, предусмотреть все проблемные аспекты, синтезировать новейшие теории и практики, т.е. создал «свой идеал» [5] .

Моделирование рассматривают как особую деятельность по построению, конструированию моделей с определенной целью. Она имеет внешнее практическое содержание и внутреннюю психическую сущность. Как психическая деятельность моделирование включает психические процессы: восприятие, представление, память, воображение, мышление [6] . Следовательно, при моделировании наряду с оригиналом и моделью рассматривается еще и субъект (человек). Именно от его интеллектуальной деятельности зависит отношение между оригиналом и моделью.

Во всех случаях между моделью и моделируемым объектом (оригиналом) есть определенное отношение — модельное отношение. Это отношение показывает, в каком смысле оригинал и его модель подобны, аналогичны. Модель и оригинал всегда отличны, но что-то или в каком-то отношении аналогично. Обнаруженный в модели некоторый признак (свойство) присущ и оригиналу.

Модель есть средство познания, основанное на аналогии, но аналогия не тождество. Несовпадение модели и оригинала наблюдается главным образом в том, что модель, воспроизводя структуру оригинала, упрощает его, отвлекаясь от несущественного.

Каждый характеризующий явление фактор должен получить в модели точное определение, которое должно быть стабильным в течение всего рассуждения.

Модели всегда строятся или выбираются человеком для определенной цели, поэтому разные люди могут построить разные модели для одного и того же объекта.

Таким образом, модель — это результат познания (промежуточный этап построения теории объекта). Это посредник между субъектом и объектом. Процесс моделирования включает три элемента: субъект (исследователь) и объект исследования, модель, определяющую или отражающую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.

Таким образом, модель отражает предмет не непосредственно, а через совокупность целенаправленных действий субъекта:

• — конструирование модели;
• — экспериментальный и (или) теоретический анализ модели;
• — сопоставление результатов анализа с характеристиками оригинала;
• — обнаружение расхождений между ними;
• — корректировка модели;
• — интерпретация полученной информации, объяснение обнаруженных свойств, связей;
• — практическая проверка результатов моделирования.

В обобщенном виде процесс моделирования можно условно представить четырьмя этапами.

Первый этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обуславливаются тем, что модель отображает (воспроизводит, имитирует) какие-либо существенные черты объекта-оригинала. При этом изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от других.

Второй этап характеризуется тем, что модель выступает как самостоятельный объект исследования, когда одной из форм такого исследования является проведение «модельных» экспериментов. При этом изменяются условия применения модели и фиксируются полученные данные.

На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал, осуществляется корректировка знаний о модели с учетом свойств оригинала.

Четвертый этап — это практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им (Б. А. Глинский, Е. Н. Грязнов, Е. Н. Никитин, Б. С. Дынин).

Моделирование — цикличный процесс, это означает, что за первым четырехэтапным циклом может последовать второй, третий и т.д. Знания об исследуемом объекте расширяются, уточняются, дополняются и углубляются при каждом новом цикле.

Любая созданная человеком модель относительно завершена. Чем дальше и глубже осуществляется поиск, тем совершенней будет модель. В результате исследования появляются модель первого порядка, модель второго порядка. модель N-ro порядка. Первая модель создается на основе интуиции, наблюдений, первичных представлений исследователя; вторая модель — в результате проведения пилотажного исследования (анкета, опрос, тестирование, беседа со специалистами и др.); третья модель — по итогам экспериментальной работы; четвертая — в процессе апробации модели в новых условиях. Каждая последующая модель более точно отражает существенные связи объекта-оригинала.

В последние годы моделирование прочно вошло в образовательную практику. Расцвет инновационной деятельности в конце XX в. породил весьма широкий спектр моделей образовательных процессов, концептуальных моделей и т.п. Сегодня можно говорить о наличии в образовании многих моделей, которые представляют собой понимание автором того или иного развития какого-либо объекта. На основе этой теоретической модели создается действующая модель, реально влияющая на образовательную практику [7] . Например, модель предпрофиль- ной подготовки учащихся (Л. Н. Серебренников).

Моделью может стать и реально существующая (зародившаяся и развивающаяся) образовательная практика, которая возникла не на основе теории, а на базе опыта, здоровой интуиции и разума. Затем она приобрела яркое, качественно выраженное своеобразие: теоретически описанная, она стала моделью, способной к переносу [8] , например, концепция и модель обучения в разновозрастных группах (Л. В. Байбородова).

Часто моделирование педагогических систем ограничивается созданием концептуальной модели объекта, которая не может использоваться для прогнозирования их развития. В такой модели содержится ряд предположений, требующих экспериментальной проверки, являющейся неотъемлемой частью любого педагогического исследования. Они должны раскрывать конструктивные начала для преобразования практики и прогнозирования оптимальных путей развития педагогической системы.

Как отмечалось, моделирование служит также задаче конструирования нового, не существующего еще в практике. «Исследователь, изучив характерные черты реальных процессов и их тенденций, ищет на основе ключевой идеи их новые сочетания, делает их мысленную перекомпоновку, т.е. моделирует требующееся состояние изучаемой системы. Создаются модели-гипотезы, вскрывающие механизмы и между компонентами изучаемого, и на этой основе строятся рекомендации и выводы, проверяемые затем на практике. Таковы, в частности, и проектируемые модели новых типов образовательных заведений: дифференцированной школы с разноуровневым обучением, гимназии, лицея, колледжа, микрорайонного социального центра и др. В каждой из этих моделей своеобразно синтезирован опыт прошлого, заимствованные из известных образцов черты настоящего, предположения об эффективных нововведениях. Необходимо только помнить, что любая модель всегда беднее оригинала. Она отражает лишь его отдельные стороны и связи, так как теоретическое моделирование всегда включает абстрагирование» [4] .

Эффективность моделирования определяется после проверки модели. Если применение модели для указанной цели оказалось, по мнению исследователя, успешным, соответствующим определенным критериям, то выбор модели был успешным.

Хотя модель имеет много положительных моментов, несомненна ограниченность модельных представлений. Любая модель — это лишь изобретение автора; она, конечно, улучшает наше понимание тех или иных процессов, но, безусловно, ограничена, не исчерпывает всю полноту процесса, явления, объекта [10] .

Чтобы избежать ошибки в использовании метода моделирования, исследователю необходимо учитывать следующее:

• — моделирование — не самоцель, оно должно способствовать исследованию проблемы;
• — этот метод сочетается с другими методами исследования;
• — эффективность использования метода зависит от многих психических и мыслительных процессов исследователя;
• — никогда нельзя быть уверенным в адекватности модели, не существует строгого метода доказательства существования отношения гомоморфизма (обычно гомоморфизм обосновывается индуктивно, что чревато ошибками);
• — объект моделирования может быть подвержен изменениям, модель, успешно работавшая в прошлом, не обязательно окажется полезной в настоящем;
• — границы применимости модели, как правило, неизвестны, результаты одних модельных экспериментов могут быть полезными, других — нет.

Современное педагогическое исследование трудно провести, не используя метод моделирования. Подлинно научный характер исследование приобретает в том случае, если педагог на основе результатов изучения строит особый объект обобщенного и абстрактного представления, схему изучаемого явления (модель явления).

Вопросы для самопроверки и обсуждения

• 1. В каких случаях используется метод моделирования?
• 2. Назовите классификации моделей. Какие из моделей вы будете использовать в своем исследовании?
• 3. Каковы этапы моделирования?
• 4. Какие вспомогательные методы исследования вы будете использовать при моделировании?
• 5. Какова общая структура модели педагогического процесса?
• 6. Какие ошибки могут быть допущены при использовании метода моделирования и как их избежать?

• 1. В материале для практического задания представлены схемы «Развитие самоуправления в детском коллективе» и «Модель развития эстетического отношения к действительности у детей в театральном объединении» (М. И. Рожков) (схема 1.6). Можно ли данные схемы рассматривать как модели? Почему? Охарактеризуйте их, используя материал главы.
• 2. Представьте исследуемый вами процесс, явление с помощью нескольких моделей.

Материалы для выполнения практического задания Развитие самоуправления в детском коллективе (М. И. Рожков)

Модель развития эстетического отношения к действительности у детей в театральном объединении

источник

Структурная модель предметной области

В основе проектирования ИС лежит моделирование предметной обла­сти. Для того чтобы получить адекватный предметной области проект ИС в виде системы правильно работающих программ, необходимо иметь це­лостное, системное представление модели, которое отражает все аспекты функционирования будущей информационной системы. При этом под моделью предметной области понимается некоторая система, имитирую­щая структуру или функционирование исследуемой предметной области и отвечающая основному требованию — быть адекватной этой области.

Предварительное моделирование предметной области позволяет со­кратить время и сроки проведения проектировочных работ и получить более эффективный и качественный проект. Без проведения моделирова­ния предметной области велика вероятность допущения большого коли­чества ошибок в решении стратегических вопросов, приводящих к экономическим потерям и высоким затратам на последующее перепроек­тирование системы. Вследствие этого все современные технологии проектирования ИС основываются на использовании методологии моде­лирования предметной области.

К моделям предметных областей предъявляются следующие требо­вания:

• формализация, обеспечивающая однозначное описание структуры
  предметной области;
• понятность для заказчиков и разработчиков на основе применения
  графических средств отображения модели;
• реализуемость, подразумевающая наличие средств физической реализации модели предметной области в ИС;
• обеспечение оценки эффективности реализации модели предметной области на основе определенных методов и вычисляемых показателей.
  Для реализации перечисленных требований, как правило, строится

система моделей, которая отражает структурный и оценочный аспекты функционирования предметной области.

Структурный аспект предполагает построение:

• объектной структуры, отражающей состав взаимодействующих в
  процессах материальных и информационных объектов предметной
  области;
• функциональной структуры, отражающей взаимосвязь функций
  (действий) по преобразованию объектов в процессах;
• структуры управления, отражающей события и бизнес-правила, которые воздействуют на выполнение процессов;
• организационной структуры, отражающей взаимодействие организационных единиц предприятия и персонала в процессах;
• технической структуры, описывающей топологию расположения и
  способы коммуникации комплекса технических средств.

Для отображения структурного аспекта моделей предметных облас­тей в основном используются графические методы, которые должны гарантировать представление информации о компонентах системы. Глав­ное требование к графическим методам документирования — простота. Графические методы должны обеспечивать возможность структурной де­композиции спецификаций системы с максимальной степенью детализа­ции и согласований описаний на смежных уровнях декомпозиции.

С моделированием непосредственно связана проблема выбора языка представления проектных решений, позволяющего как можно больше привлекать будущих пользователей системы к ее разработке.

Язык моде­лирования — это нотация, в основном графическая, которая используется для описания проектов. Нотация представляет собой совокупность графи­ческих объектов, используемых в модели. Нотация является синтаксисом языка моделирования. Язык моделирования, с одной стороны, должен делать решения проектировщиков понятными пользователю, с другой стороны, предоставлять проектировщикам средства достаточно форма­лизованного и однозначного определения проектных решений, подлежа­щих реализации в виде программных комплексов, образующих целост­ную систему программного обеспечения.

Графическое изображение нередко оказывается наиболее емкой формой представления информации. При этом проектировщики должны учитывать, что графические методы документирования не могут полно­стью обеспечить декомпозицию проектных решений от постановки задачи проектирования до реализации программ ЭВМ. Трудности возникают при переходе от этапа анализа системы к этапу проектирования и в осо­бенности к программированию.

Главный критерий адекватности структурной модели предметной области заключается в функциональной полноте разрабатываемой ИС.

Оценочные аспекты моделирования предметной области связаны с разрабатываемыми показателями эффективности автоматизируемых процессов, к которым относятся:

• время решения задач;
• стоимостные затраты на обработку данных;
• надежность процессов;
  • косвенные показатели эффективности, такие, как объемы производства, производительность труда, оборачиваемость капитала, рента­бельность и т.д.

Для расчета показателей эффективности, как правило, используют­ся статические методы функционально-стоимостного анализа (ABC) и динамические методы имитационного моделирования.

В основе различных методологий моделирования предметной обла­сти ИС лежат принципы последовательной детализации абстрактных ка­тегорий. Обычно, модели строятся на трех уровнях: на внешнем уровне (определении требований), на концептуальном уровне (спецификации тре­бований) и внутреннем уровне (реализации требований). Так, на внешнем уровне модель отвечает на вопрос, что должна делать система, то есть оп­ределяется состав основных компонентов системы: объектов, функций, событий, организационных единиц, технических средств. На концепту­альном уровне модель отвечает на вопрос, как должна функционировать система? Иначе говоря, определяется характер взаимодействия компо­нентов системы одного и разных типов. На внутреннем уровне модель отвечает на вопрос: с помощью каких программно-технических средств реализуются требования к системе? С позиции жизненного цикла ИС описанные уровни моделей соответственно строятся на этапах анализа требований, логического (технического) и физического (рабочего) проек­тирования. Рассмотрим особенности построения моделей предметной области на трех уровнях детализации.

Объект — это сущность, которая используется при выполнении не­которой функции или операции (преобразования, обработки, формиро­вания и т.д.). Объекты могут иметь динамическую или статическую природу: динамические объекты используются в одном цикле воспроиз­водства, например заказы на продукцию, счета на оплату, платежи; статические объекты используются во многих циклах воспроизводства, напри­мер, оборудование, персонал, запасы материалов.

На внешнем уровне детализации модели выделяются основные виды материальных объектов (например, сырье и материалы, полуфабрикаты, готовые изделия, услуги) и основные виды информационных объектов или документов (например, заказы, накладные, счета и т.д.).

На концептуальном уровне построения модели предметной области уточняется состав классов объектов, определяются их атрибуты и взаимо­связи. Таким образом, строится обобщенное представление структуры предметной области.

Далее концептуальная модель на внутреннем уровне отображается в виде файлов базы данных, входных и выходных документов ЭИС. При­чем динамические объекты представляются единицами переменной ин­формации или документами, а статические объекты — единицами услов­но-постоянной информации в виде списков, номенклатур, ценников, справочников, классификаторов. Модель базы данных как постоянно поддерживаемого информационного ресурса отображает хранение услов­но-постоянной и накапливаемой переменной информации, используе­мой в повторяющихся информационных процессах.

Функция (операция) представляет собой некоторый преобразова­тель входных объектов в выходные. Последовательность взаимосвязан­ных по входам и выходам функций составляет бизнес-процесс. Функция бизнес-процесса может порождать объекты любой природы (материаль­ные, денежные, информационные). Причем бизнес-процессы и инфор­мационные процессы, как правило, неразрывны, то есть функции ма­териального процесса не могут осуществляться без информационной поддержки. Например, отгрузка готовой продукции осуществляется на основе документа «Заказ», который, в свою очередь, порождает документ «Накладная», сопровождающий партию отгруженного товара.

Функция может быть представлена одним действием или некоторой совокупностью действий. В последнем случае каждой функции может со­ответствовать некоторый процесс, в котором могут существовать свои подпроцессы, и т.д., пока каждая из подфункций не будет представлять некоторую недекомпозируемую последовательность действий.

На внешнем уровне моделирования определяется список основных бизнес-функций или видов бизнес-процессов. Обычно таких функций насчитывается 15—20.

На концептуальном уровне выделенные функции декомпозируются и строятся иерархии взаимосвязанных функций.

На внутреннем уровне отображается структура информационного процесса в компьютере: определяются иерархические структуры про­граммных модулей, реализующих автоматизируемые функции.

В совокупности функций бизнес-процесса возможны альтернатив­ные или циклические последовательности в зависимости от различных условий протекания процесса. Эти условия связаны с происходящими событиями во внешней среде или в самих процессах и с образованием оп­ределенных состояний объектов (например, заказ принят, отвергнут, от­правлен на корректировку). События вызывают выполнение функций, которые, в свою очередь, изменяют состояния объектов и формируют но­вые события, и т.д., пока не будет завершен некоторый бизнес-процесс. Тогда последовательность событий составляет конкретную реализацию бизнес-процесса.

Каждое событие описывается с двух точек зрения: информационной и процедурной. Информационно событие отражается в виде некоторого со­общения, фиксирующего факт выполнения некоторой функции измене­ния состояния или появления нового. Процедурно событие вызывает вы­полнение новой функции, и поэтому для каждого состояния объекта должны быть заданы описания этих вызовов. Таким образом, события вы­ступают в связующей роли для выполнения функций бизнес-процессов.

На внешнем уровне определяются список внешних событий, вызыва­емых взаимодействием предприятия с внешней средой (платежи налогов, процентов по кредитам, поставки по контрактам и т.д.), и список целевых установок, которым должны соответствовать бизнес-процессы (регла­мент выполнения процессов, поддержка уровня материальных запасов, уровень качества продукции и т.д.).

На концептуальном уровне устанавливаются бизнес-правила, опреде­ляющие условия вызова функций при возникновении событий и дости­жении состояний объектов.

На внутреннем уровне выполняется формализация бизнес-правил в виде триггеров или вызовов программных модулей.

Организационная структура представляет собой совокупность орга­низационных единиц, как правило, связанных иерархическими и процессными отношениями. Организационная единица — это подразде­ление, представляющее собой объединение людей (персонала) для выпол­нения совокупности общих функций или бизнес-процессов. В функционально-ориентированной организационной структуре организационная единица выполняет набор функций, относящихся к одной функции упра­вления и входящих в различные процессы. В процессно-ориентированной структуре организационная единица выполняет набор функций, входя­щих в один тип процесса и относящихся к разным функциям управления.

На внешнем уровне строится структурная модель предприятия в виде иерархии подчинения организационных единиц или списков взаимодей­ствующих подразделений.

На концептуальном уровне для каждого подразделения задается орга­низационно-штатная структура должностей (ролей персонала).

На внутреннем уровне определяются требования к правам доступа персонала к автоматизируемым функциям информационной системы.

Топология определяет территориальное размещение технических средств по структурным подразделениям предприятия, а коммуникация — технический способ реализации взаимодействия структурных подраз­делений.

На внешнем уровне модели определяются типы технических средств обработки данных и их размещение по структурным подразделениям.

На концептуальном уровне определяется способы коммуникаций ме­жду техническими комплексами структурных подразделений: физическое перемещение документов, машинных носителей, обмен информацией по каналам связи и т.д.

На внутреннем уровне строится модель «клиент — серверной» архитек­туры вычислительной сети.

Описанные модели предметной области нацелены на проектирова­ние отдельных компонентов ИС: данных, функциональных программных модулей, управляющих программных модулей, программных модулей интерфейсов пользователей, структуры технического комплекса. Для бо­лее качественного проектирования указанных компонентов требуется построение моделей, увязывающих различные компоненты ИС между собой. В простейшем случае в качестве таких моделей взаимодействия могут использоваться матрицы перекрестных ссылок: «объекты-функ­ции», «функции-события», «организационные единицы — функции», «организационные единицы — объекты», «организационные единицы — технические средства» и т д. Такие матрицы не наглядны и не отражают особенности реализации взаимодействий.

Для правильного отображения взаимодействий компонентов ИС важно осуществлять совместное моделирование таких компонентов, осо­бенно с содержательной точки зрения объектов и функций. Методология структурного системного анализа существенно помогает в решении таких задач.

Структурным анализом принято называть метод исследования системы, которое начинается с ее общего обзора, а затем детализируется, при­обретая иерархическую структуру с все большим числом уровней. Для таких методов характерно: разбиение на уровни абстракции с ограниченным числом элементов (от 3 до 7); ограниченный контекст, включающий только существенные детали каждого уровня; использование строгих фор­мальных правил записи; последовательное приближение к результату. Структурный анализ основан на двух базовых принципах — «разделяй и властвуй» и принципе иерархической упорядоченности. Решение труд­ных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых за­дач (так называемых «черных ящиков») и организация этих задач в древо­видные, иерархические структуры значительно повышают понимание сложных систем. Определим ключевые понятия структурного анализа.

Операция — элементарное (неделимое) действие, выполняемое на од­ном рабочем месте.

Функция — совокупность операций, сгруппированных по определенному признаку.

Бизнес-процесс — связанная совокупность функций, в ходе выполнения которой потребляются определенные ресурсы, и создается продукт (пред­мет, услуга, научное открытие, идея), представляющая ценность для по­требителя.

Подпроцесс — это бизнес-процесс, являющийся структурным элемен­том некоторого бизнес-процесса, представляющий ценность для потреби­теля.

Бизнес-модель — структурированное графическое описание сети про­цессов и операций, связанных с данными, документами, организационными единицами и прочими объектами, отражающими существующую или пред­полагаемую деятельность предприятия.

Существуют различные методологии структурного моделирования предметной области, среди которых следует выделить функционально-ори­ентированные и объектно-ориентированные методологии.

источник