1

Inżynieria oprogramowania

wykład 10

Modelowanie analityczne

2/23

Informacje podstawowe



modelowanie jest pierwszym „technicznym” etapem
procesu wytwórczego



efektem modelowania są specyfikacja wymagań i opis
produktu



model analityczny jest pierwszą techniczną reprezentacją
budowanego systemu



istnieją dwie główne metody tworzenia modeli
analitycznych



strukturalna



obiektowa



wykorzystuje się kombinacje tekstu i diagramów do opisu
danych, funkcji i zachowań systemu

3/23

Cechy modelu analitycznego



stanowi dokładny opis wymagań, które klient
stawia systemowi



stanowi podstawę do późniejszych działań
projektowych



stanowi podstawę kryteriów, mogących
posłużyć do sprawdzenia wykonanego produktu

4/23

Składniki modelu analitycznego

słownik

danych

DFD

STD

ERD

opis obiektu

danych

specyfikacja

procedury

specyfikacja przepływu

sterowania



słownik danych → opis obiektów danych

używanych, tworzonych i pobieranych przez
program, podstawa wszystkich modeli (diagramów)



diagram encja-związek (ERD, entity/relationship

diagram) → zależności między obiektami danych,
podstawa tworzenia modeli danych, atrybuty
obiektów danych można przedstawić w oddzielnych
opisach



diagram przepływu danych (DFD, data flow diagram) → wykorzystywany do

opisu sposobów przetwarzania danych oraz procedur przetwarzania danych w
programie ( w tzw. specyfikacji procedur), pomocne w analizie dziedziny
informacyjnej i określaniu modelu funkcji oprogramowania, opisane w tzw.
specyfikacjach procedur



diagram przejść (STD, state transition diagram) → opis zachowań systemu

będących następstwem zachodzących zdarzeń, zawiera opis możliwych stanów
systemu (trybów działania) oraz możliwych przejść (sposobów zmian stanów),
pozostałe informacje o przepływie sterowania znajdują się w specyfikacji
przepływu sterowania

5/23

Modelowanie danych



cel modelowania danych



określenie przetwarzanych obiektów danych



określenie struktury i atrybutów obiektów danych



miejsce przechowywania obiektów danych



określenie związków między obiektami danych



określenia zastosowania procedur przetwarzania obiektów
danych



realizacja → diagramy ERD,



opis obiektów danych



atrybuty obiektów danych



związki między obiektami ale bez metod przetwarzania

6/23

Obiekty danych



obiekt danych  złożony element informacji (kilka cech,
atrybutów)



rodzaje:



zewnętrzne elementy współpracujące z programem –
dostarczające i pobierające dane



urządzenia wyjściowe – raporty, monitory



zdarzenia



struktury organizacyjne, miejsca



struktury danych



obiekty mogą łączyć zależności (związki)



obiekty danych nie zawierają opisu działań
przetwarzania danych

7/23

Atrybuty



określają cechy obiektu



typy atrybutów



nazwa



właściwości



odniesienia do innych obiektów



każdy obiekt powinien posiadać przynajmniej jeden
atrybut służący jako klucz wyszukiwania – identyfikator



identyfikator może być unikatowy - identyfikuje wtedy
jednoznacznie dany obiekt



zestaw atrybutów obiektów powinien być dopasowany
do roli obiektu w programie



zestawiane często w postaci tabel atrybutów

8/23

Związki między obiektami



określają wzajemne zależności obiektów od siebie



przykład: laptop– sklep internetowy:



laptop jest zamawiany przez sklep



laptop jest przechowywany przez sklep



laptop jest oferowany przez sklep



laptop jest sprzedawany przez sklep



związki można odczytywać/interpretować w obie strony:

laptop jest sprzedawany przez sklep ↔ sklep sprzedaje laptopy

sprzedaje

przechowuje

zamawia

oferuje

laptop

sklep

internetowy

9/23

Liczebność związku między
obiektami



określa ile wystąpień obiektu A może być związane z
wystąpieniami obiektu B



rodzaje związków (liczebność) *



1-1 (jeden do jeden) → każde wystąpienie obiektu A może być w
związku tylko z jednym wystąpieniem obiektu B i każde wystąpienie
obiektu B może być w związku tylko z jednym wystąpieniem
obiektu A



1-M (jeden do wiele) → każde wystąpienie obiektu A może być w
związku z jednym lub wieloma wystąpieniami obiektu B i każde
wystąpienie obiektu B może być w związku tylko z jednym
wystąpieniem obiektu A (np. uczelnia-wydział)



M-M (wiele do wiele) → każde wystąpienie obiektu A może być w
związku z wieloma wystąpieniami obiektu B i każde wystąpienie
obiektu B może być w związku tylko z wieloma wystąpieniami
obiektu A (np. specjalność-student)

* G. Tillmann: A practical quide to logical data modeling. McGraw-Hill, 1993

10/23

Modalność związku



określa powiązanie wystąpienia obiektu
związaną z wystąpieniem innego obiektu



wartości modalności:



0 → związek opcjonalny, wystąpienia obiektu A mogą
ale nie muszą być związane z wystąpieniem obiektu
B, co najmniej jedno wystąpienie encji może nie
uczestniczyć w związku



1 → związek obowiązkowy, wszystkie wystąpienia
encji muszą uczestniczyć w związku

11/23

Diagramy encja-związek



reprezentują graficznie obiekty danych i związki między nimi



mogą zawierać również oznaczenia liczebności i modalności
związku



można tworzyć również diagramy hierarchii typów i diagramy
obiektów połączonych

zamówienie

składa

klient

liczebność: do

zamówienia przypisany

jest 1 klient

modalność: zamówienie

związane jest z klientem

modalność: klient może

złożyć zamówienie

liczebność: klient

może składać

wiele zamówień

zw. opcjonalny

zw. obowiązkowy

liczebność M

liczebność 1

12/23

Diagram encja-związek -
przykład

sklep

sprzedaje

komputer

produkuje

producent

wynajmuje

firma

transportowa

dostarcza

zw. opcjonalny

zw. obowiązkowy

liczebność M

liczebność 1

oznaczenia:

13/23

Hierarchia typów i obiekty
połączone

komputer

ekran

płyta gł.

procesor

obudowa

komputer

przenośny

stacjonarny

17’’

15’’

hierarchia

typów

obiekty

połączone

14/23

Modelowanie funkcji i przepływu danych



systemy informatyczne przetwarzają dane wejściowe i
udostępniają wyniki jako dane wyjściowe



dane wejściowe:



sygnały z przetworników



ciągi wpisywane przez operatora/użytkownika



informacje z baz danych



dane z sieci komputerowej, itp..



dane wyjściowe:



sygnał do układu sterowania



raporty



wyniki na ekranie, itp..



przetwarzanie danych: obliczenia arytmetyczne,
zastosowanie skomplikowanych algorytmów,
wnioskowanie za pomocą systemu ekspertowego, itp..

15/23

Diagram przepływu danych -
DFD



pokazują zależności między procedurami
przetwarzającymi dane



pokazują sposoby przekształcania danych
wejściowych na wyjściowe



budowane często w postaci grafów



mogą być tworzone dla różnych poziomów
szczegółowości

16/23

Diagram DFD - przykład

element

zewnętrzny

procedura

1

element

zewnętrzny

procedura

2

procedura

3

procedura

4

element

zewnętrzny

element

zewnętrzny

dane

wejściowe

dane

wejściowe

dane

wyjściowe

dane

wyjściowe

dane

pośrednie

dane

pośrednie

dane

pośrednie

magazyn danych

dane

zapisywane

dane

odczytywane

17/23

Modelowanie zachowania



wykorzystywane diagramy przejść między
stanami – STD



zawierają opisy zachowań systemu, stany
systemu i zdarzenia które mogą spowodować
zmianę stanu



zawierają również opisy reakcji systemu na
zdarzenia

18/23

Diagram przejść - przykład

kopiowanie

ładowanie

papieru

odczyt

poleceń

diagnozowanie

problemu

podajnik pełny

kopiuj

bezczynny

czytaj polecenie

podajnik pełny

czytaj polecenie

zacięcie usunięte

czytaj polecenie

brak papieru

załaduj papier

zacięcie papieru

diagnozuj problem

możliwe

zmiany stanu

stany

systemu

zdarzenie pow.

zmianę stanu

proc. po

zajściu

zdarz.

19/23

Słownik danych



obiekty danych są wykorzystywane do
modelowania związków, przepływu danych i
sterowania oraz modelowania zachowań systemu



informacje opisujące obiekty danych:



nazwa



synonim



miejsca i sposoby użycia (lista procedur używających
obiektu i sposobów użycia) – można odczytać z modeli
przepływu



zawartość obiektu



dodatkowe informacje o typach danych, wartościach
domyślnych, ograniczeniach itp..

20/23

Notacja do opisu obiektów
danych



konstrukcja: sekwencja, wybór, powtórzenie



notacja i znaczenie



=

składa się z



+

i



[ | ]

albo



{ }

n

n powtórzeń



( )

dane opcjonalne



*…*

komentarz



elementy słownika mogą być złożone i powinny
być wówczas oddzielnie opisane

21/23

Przykład opisu obiektu danych –
system sterowania klimatyzacją



nazwa → sygnał sterujący



synonimy → brak



miejsce/sposób użycia



wyjście → układ sterowania porównujący temp.
aktualną i temp. żądaną



wejście → klimatyzator



opis →



[ 0 | 1 ]



1 = * włącz klimatyzator *



0 = * wyłącz klimatyzator *

22/23

Inne metody prowadzenia
analiz



strukturalna metoda tworzenia systemów DSSD



metoda Jacksona JSD



technika analizowania i projektowania
strukturalnego SADT

23

Dziękuję za uwagę

źródło: „Praktyczne podejście do inżynierii oprogramowania”, R.S. Pressman