От моделиране на процес до проектиране на автоматизирана система (част 1)

"Един ден от живота на една катерица" или от процесите на моделиране до проектирането на автоматизирана система за отчитане на материални активи "Белка-1.0" (част 1)

Използвана е илюстрация към „Приказката за цар Салтан” от А. С. Пушкин, изд. „Детска литература”, Москва, 1949 г., Ленинград, рисунки на К. Кузнецов

Какво общо има "катеричката" с това?

Нека веднага обясня какво общо има „катеричката“ с това. След като сте попаднали на забавни проекти в Интернет за изучаване на UML, базирани на предметна област, заимствана от приказки (напр. тук [1]), реших също да подготвя подобен пример за моите ученици, така че те да могат да изучават само три типа диаграми като начало: Диаграма на дейността, Диаграма на случаи на употреба и Диаграма на клас. Умишлено не превеждам имената на диаграмите на руски, за да избегна спорове относно „трудности при превода“. Ще обясня за какво е малко по-късно. В този пример използвам рамката Enterprise Architect от австралийска компания Sparx Systems [2] – добър инструмент на разумна цена. И като част от моите тренировки, които използвам Моделио [3], добър безплатен обектно-ориентиран инструмент за проектиране, който поддържа стандартите UML2.0 и BPMN, без излишни звънци и свирки по отношение на визуалните възможности, но напълно достатъчен за изучаване на основите на езика.

Предстои да автоматизираме дейността по отчитане на материалните активи, която възниква при тези процеси.

...
В морето се намира остров (E1, E2)
Градушка на острова стои (E3, E1)
С църкви със златни куполи, (E4)
С кули и градини; (E5, E6)
Смърч расте пред двореца, (E7, E8)
И под него има кристална къща; (E9)
Там живее катеричката, питомна, (A1)
Да, какъв артист! (A1)
Катерица пее песни, (P1, A1)
Да, той гризе всички ядки, (P2)
И ядките не са прости, (C1)
Всички черупки са златни, (C2)
Зърна чист смарагд; (C3)
Слуги пазят катеричката, (P3, A2)
Служете й като слуги от различни видове (P4)
И беше назначен чиновник (A3)
Стриктно отчитане на ядките новини; (P5, C1)
Отдава чест на нейната армия; (P6, A4)
От черупките се излива монета (P7, C2, C4)
Нека се носят по света; (P8)
Момичета хвърлят изумруд (P9, A5, C3)
В килери, но под шина; (E10, E11)
...
(А. С. Пушкин „Приказката за цар Салтан, за неговия славен и могъщ герой княз Гуидон Салтанович и красивата принцеса Лебед“, работата по приказката започва вероятно през 1822 г.; приказката е публикувана за първи път от Пушкин в сборника „Стихове на А. Пушкин“ (част III, 1832 г., стр. 130-181) — 10 години от концепцията до публикуването, между другото!)

Малко за кодовете, които са написани отдясно на редовете. “A” (от “Actor”) означава, че редът съдържа информация за участник в процеса. “C” (от “Class”) – информация за обекти от клас, които се обработват по време на изпълнение на процеси. “E” (от “Environment”) – информация за обекти от клас, които характеризират средата за изпълнение на процеси. “P” (от “Process”) – информация за самите процеси.

Между другото, точното определение на процес също претендира да бъде причина за методологически спорове, дори само поради факта, че има различни процеси: бизнес, производство, технологични и т.н. и така нататък. (можете да разберете напр. тук [4] ​​и тук [5]). За да избегнем спорове, нека се съгласим с това Интересуваме се от процеса от гледна точка на повторяемостта му във времето и необходимостта от автоматизация, т.е. прехвърляне на изпълнението на всяка част от процесните операции към автоматизирана система.

Бележки относно използването на диаграмата на дейността

Нека започнем да моделираме нашия процес и да използваме диаграмата на активността за това. Първо, позволете ми да обясня как горните кодове ще бъдат използвани в модела. По-лесно е да се обясни с графичен пример, но в същото време ще анализираме някои (почти всички, от които се нуждаем) елементи от диаграмата на активността.
Нека анализираме следния фрагмент:

...
Катерица пее песни, (P1, A1)
Да, той гризе всички ядки, (P2)
И ядките не са прости, (C1)
Всички черупки са златни, (C2)
Зърна чист смарагд; (C3)
...

Имаме две стъпки на процеса P1 и P2, участник A1 и обекти от три различни класа: обект от клас C1 се въвежда в стъпката, обекти от класове C2 и C3 се извеждат в резултат на дейността на тази стъпка P2 на нашата процес. За диаграмата използваме следните елементи за моделиране.

Фрагмент от нашия процес може да бъде представен по следния начин (Фигура 1).

Фигура 1. Фрагмент от диаграма на дейността

За организиране на пространството и структуриране на диаграмата на активността ще използваме нестандартен подход, от гледна точка на класическото използване на UML нотация. Но има няколко причини за това. Първо, непосредствено преди започване на моделирането ще съставим т.нар споразумение за моделиране, в който записваме всички характеристики на използването на нотацията. Второ, този подход беше многократно успешно прилаган на етапа на бизнес моделиране в реални проекти за създаване на софтуерни системи; резултатите бяха записани от нашия малък екип от автори в съответния обект на авторско право [6] и също бяха използвани в ръководство за обучение [ 7]. За диаграмата на активността ние определяме, че полето на диаграмата е структурирано с помощта на „пътеки за плуване“. Името на пистата ще съответства на типа елементи на диаграмата, които ще бъдат поставени на тази писта.

„Входни и изходни артефакти“: Тази песен ще съдържа елементи Objects - обекти, които се използват или са резултат от изпълнение на някаква стъпка от процеса.
„Стъпки на процеса“: Тук ще поставим Activity elements – действията на участниците в процеса.
"Участници": път за елементи, които ще обозначават ролите на изпълнителите на действие в нашия процес; за тях ще използваме същия моделиращ елемент Обект - обект, но ще добавим към него стереотипа „Актьор“.
Извиква се следващата песен "Бизнес правила" и на тази писта ще поставим в текстова форма правилата за изпълнение на стъпките на процеса, като за това ще използваме моделиращия елемент Note - бележка.
Тук ще спрем, но бихме могли да използваме и пътеката "инструменти" за събиране на информация за нивото на автоматизация на процесите. Една пътека също може да бъде полезна „Позиции и разпределение на участниците“, може да се използва за свързване на роли с позиции и отдели на участниците в процеса.

Всичко, което току-що описах, е фрагмент конвенции за моделиране, тази част от споразумението се отнася до правилата за организиране на една диаграма и съответно правилата за нейното писане и четене.

"Рецепта"

Сега нека разгледаме опцията за конкретно моделиране на системата от диаграмата на активността. Това е само един от вариантите, отбелязвам, че, разбира се, не е единственият. Диаграмата на активността ще ни заинтересува от гледна точка на нейната роля в прехода от моделиране на процеса към проектиране на автоматизирана система. За да направим това, ще се придържаме към методическите препоръки - един вид рецепта, състояща се само от пет етапа и предвиждаща разработването само на три вида диаграми. Използването на тази рецепта ще ни помогне да получим формализирано описание на процеса, който искаме да автоматизираме и да съберем данни за проектиране на системата. А за студентите в началото на изучаването на UML това е един вид спасителен пояс, който няма да им позволи да се удавят в цялото разнообразие от визуални средства и техники, които се намират в UML и съвременните инструменти за моделиране.

Ето всъщност и самата рецепта, а след това следвайте диаграмите, изградени за нашата тематична област „приказка“.

Етап 1. Описваме процеса под формата на диаграма на дейността. За процес с повече от 10 стъпки има смисъл да се прилага принципът на разлагане на стъпките на процеса, за да се подобри четливостта на диаграмата.

Етап 2. Изберете какво може да се автоматизира (стъпките могат да бъдат подчертани на диаграма, например).

Етап 3. На автоматизираната стъпка трябва да бъде присвоена функция или функции на системата (връзката може да бъде много към много), начертайте диаграма на случая. Това са функциите на нашата система.

Етап 4. Нека опишем вътрешната организация на АС с помощта на класова диаграма - Класа. Плувната линия „Входни и изходни обекти (документи)“ в диаграмата на активността е основата за изграждане на обектен модел и модел на обект-връзка.

Етап 5. Нека анализираме бележките на пистата "Бизнес правила"., те предоставят различни видове ограничения и условия, които постепенно се трансформират в нефункционални изисквания.
Полученият набор от диаграми (активност, случай на употреба, клас) ни дава формализирано описание в доста строга нотация, т.е. има недвусмислен прочит. Сега можете да разработите технически спецификации, да изясните спецификациите на изискванията и т.н.

Да започнем да моделираме.

Етап 1. Опишете процеса под формата на диаграма на дейността

Позволете ми да ви напомня, че структурирахме полето на диаграмата с помощта на "плуващи" алеи; всяка лента съдържа елементи от същия тип (Фигура 2). В допълнение към елементите на диаграмата, описани по-горе, ще използваме допълнителни елементи, нека ги опишем.

Решението (Decision) обозначава точката на разклоняване на нашия процес в диаграмата, а обединяването на нишки (Merge) – точката на тяхното обединяване. Условията на прехода се изписват в квадратни скоби върху преходите.

Между два синхронизатора (Fork) ще покажем паралелни разклонения на процеса.
Нашият процес може да има само едно начало – една входна точка (начална). Но може да има няколко завършвания (окончателни), но не и за нашата конкретна диаграма.

Има доста стрелки, с голям брой елементи и връзки можете първо да идентифицирате етапите на процеса и след това да извършите разлагане на тези етапи. Но за по-голяма яснота бих искал да покажа нашия „приказен“ процес изцяло на една диаграма, докато, разбира се, трябва да гарантираме, че стрелките „не се слепват“, би било възможно точно да се проследи какво е свързано към какво.

Фигура 2. Диаграма на дейността - общ изглед на процеса

защото в поетичните редове някои детайли от процеса са пропуснати, те трябваше да бъдат възстановени, те са показани с елементи с бял фон. Тези подробности включват стъпката за прехвърляне/получаване за съхранение и обработка и няколко входни и изходни артефакта. Струва си да се отбележи, че тази стъпка също не разкрива напълно процеса, т.к ще трябва отделно да обозначим стъпката на предаване и стъпката на приемане и дори да добавим отделна стъпка за черупки, а също така да мислим, че първо всички тези материални ценности трябва да бъдат временно съхранявани някъде и т.н. и така нататък.
Нека отбележим също, че въпросът за произхода на ядките остава без отговор - откъде идват и как стигат до катерицата? И този въпрос (маркиран е с червен шрифт в бележката - елементът Note) изисква отделно проучване! Ето как работи анализаторът - събира информация малко по малко, прави предположения и получава "добре" или "не добре" от експерти по темата - много важни и просто незаменими хора на етапа на бизнес моделиране при създаване на системи.

Обърнете внимание също, че стъпка P5 на процеса се състои от две части.

И ние ще разложим всяка част и ще я разгледаме по-подробно (Фигура 3, Фигура 4), защото Дейностите, извършвани в рамките на тези конкретни стъпки, ще бъдат автоматизирани.

Фигура 3. Диаграма на дейността - детайлизиране (част 1)

Фигура 4. Диаграма на дейността - детайлизиране (част 2)

Етап 2. Изберете какво може да се автоматизира

Стъпките, които трябва да се автоматизират, са маркирани с цвят на диаграмите (вижте Фигура 3, Фигура 4).

Всички те се извършват от един участник в процеса - деловодителя:

• Въвежда информация за теглото на ядката в извлечението;
• Въвежда информация за прехвърлянето на гайката в извлечението;
• Записва факта на превръщането на орех в черупка и ядро;
• Въвежда информация за ядрото на ядката в отчета;
• Въвежда информация за черупки от ядки в списъка.

Анализ на свършената работа. Какво следва?

И така, свършихме много подготвителна работа: събрахме информация за процеса, който ще автоматизираме; започна да формира споразумение за моделиране (засега само по отношение на използването на диаграмата на дейността); извърши симулация на процеса и дори разложи няколко от неговите стъпки; Ние идентифицирахме стъпките на процеса, които ще автоматизираме. Вече сме готови да преминем към следващите стъпки и да започнем да проектираме функционалността и вътрешната организация на системата.

Както знаете, теорията без практика е нищо. Определено трябва да опитате „моделиране“ със собствените си ръце, това също е полезно за разбиране на предложения подход. Например, можете да работите в среда за моделиране Моделио [3]. Разложихме само част от стъпките на цялостната диаграма на процеса (вижте Фигура 2). Като практическа задача може да бъдете помолени да повторите всички диаграми в средата на Modelio и да извършите декомпозиция на стъпката „Прехвърляне/Получаване за съхранение и обработка“.
Все още не обмисляме да работим в специфични среди за моделиране, но това може да стане предмет на независими статии и прегледи.

Във втората част на статията ще анализираме техниките за моделиране и проектиране, необходими на етапи 3-5; ще използваме UML Use-case и Class диаграми. Следва продължение.

Списък с източници

1. Сайт "UML2.ru". Форум на общността на анализаторите. Общ раздел. Примери. Примери за приказки под формата на UML диаграми. [Електронен ресурс] Режим на достъп: Интернет: http://www.uml2.ru/forum/index.php?topic=486.0
2. Уебсайт на Sparx Systems. [Електронен ресурс] Режим на достъп: Интернет: https://sparxsystems.com
3. Уебсайт на Modelio. [Електронен ресурс] Режим на достъп: Интернет: https://www.modelio.org
4. Голям енциклопедичен речник. Процес (тълкуване). [Електронен ресурс] Режим на достъп: Интернет: https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/246322
5. Сайт "Организация на ефективно управление". Блог. Рубрика "Управление на бизнес процеси". Дефиниция на бизнес процес. [Електронен ресурс] Режим на достъп: Интернет: https://rzbpm.ru/knowledge/pochemu-processy-stali-s-pristavkoj-biznes.html
6. Удостоверение № 18249 за регистрация и депозиране на продукт от резултата от интелектуална дейност. Алфимов Р.В., Золотухина Е.Б., Красникова С.А. Ръкописът на учебното помагало, озаглавен "Моделиране на предметната област с помощта на Enterprise Architect" // 2011.
7. Золотухина Е.Б., Вишня А.С., Красникова С.А. Моделиране на бизнес процеси. - M .: KURS, NITs INFRA-M, EBS Znanium.com. — 2017 г.

Източник: www.habr.com