из электронной библиотеки / 297602600185200.pdf

11

совокупности с операциями, выполняющимися над ними. Используются строгие формальные правила записи элементов информации, составления спецификации системы и последовательное приближение к конечному результату. В качестве двух базовых принципов используются принцип декомпозиции и принцип иерархического упорядочивания. Понимаемость проблемы резко повышается при организации ее частей в древовидные иерархические структуры, т. е. система может быть понята и построена по уровням, каждый из которых добавляет новые детали [103, с. 25].

Автором методологии структурного анализа и проектирования был Дуглас Тейлор Росс (21.12.1929–31.01.2007) – американский ученый, пионер в области компьютерных технологий, создатель транснациональной компании SofTech. В 1969 г. часть своих теорий, относящихся к методологии и языку описания систем, он назвал SADT – «Structured Analysisand Design Technique»

(«Методология структурного анализа и проектирования»).

SADT была создана и опробована на практике в 1969–1973 гг. и получила широчайшее применение в военных, промышленных и коммерческих организациях США.

В 1987 г. вышла в свет книга Дэвида А. Марка, Клемента МакГоуэна «Методология структурного анализа и проектирования SADT» с предисловием Дугласа Т. Росса. SADT была названа не столько изобретением, сколько открытием [130]. В данной книге указывается, что с 1973 г. сфера использования SADT существенно расширяется для решения задач, связанных с большими системами, такими, как проектирование телефонных коммуникаций реального времени, автоматизация производства, создание программного обеспечения для командных и управляющих систем, поддержка боеготовности. Также SADT с успехом применялась для описания большого количества сложных искусственных систем из широкого спектра областей (банковское дело, очистка нефти, планирование промышленного производства, системы наведения ракет, организация материально-технического снабжения, методология планирования, технология программирования) [130].

12

Еще в конце 70-х гг. ядро SADT было принято ВВС США как часть программы ICAM (INTEGRATED COMPUTER-AIDED MANUFACTURING –

интегрированная компьютерная поддержка производства). В 1993 г. Министерством обороны США на основе этой программы был разработан федеральный стандарт (IDEF0 – INTEGRATION DEFINITION FOR FUNCTION MODELING) как подмножество SADT, что обеспечило ее доступность и простоту в употреблении [www.idef.com]. Так IDEF0 стал стандартом моделирования деятельности в рамках министерства обороны США.

Причины широкого применения SADT следующие. Во-первых, она является единственной методологией, легко отражающей такие системные характеристики, как управление, обратная связь и исполнители. Ведь изначально SADT возникла на базе проектирования систем более общего вида в отличие от других структурных методов, «выросших» из проектирования программного обеспечения. Во-вторых, SADT в дополнение к существовавшим в то время концепциям и стандартам для создания систем имела развитые процедуры поддержки коллективной работы и обладала преимуществом, связанным с ее применением на ранних стадиях создания системы. Кроме того, широкое использование SADT показало, что ее можно сочетать с другими структурными методами. Это достигается использованием графических SADT-описаний в качестве схем, связывающих воедино различные методы, примененные для описания определенных частей системы с различным уровнем детализации. Таким образом, SADT – это законченная методология, способная повысить качество продуктов, создаваемых на ранних стадиях развития проекта. Широкий спектр областей указывает на универсальность и мощный потенциал методологии

SADT [26].

Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т. е. производимые им действия и связи между этими действиями [27, с. 116].

13

В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой, и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм). Наиболее распространенные:

−SADT (Structured Analysis and Design Technique) – модели и соответствующие функциональные диаграммы;

−DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных;

−ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность-связь» [16,

c. 70].

Метод SADT применяется при моделировании широкого круга систем, для которых определяются требования и функции, а затем проводится их реализация. Соответственно, образование в целом как система, а также его компоненты, которые могут рассматриваться как системы, являются объектами моделирования с помощью SADT.

Правила SADT включают:

−ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3–6 блоков);

−связность диаграмм (номера блоков);

−уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен);

−синтаксические правила для графики (блоков и дуг);

−разделение входов и управлений (правило определения роли данных);

−отделение организации от функции, т. е. исключение влияния организационной структуры на функциональную модель [16, с. 72].

Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы – главные компоненты модели, все функции информационной системы и интерфейсы на них представлены как блоки и дуги. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как информация, которая подвергается обработке,

14

показана с левой стороны блока, а результаты выхода показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рис. 1.1).

Управление

Вход		Выход

Функция

А0

Механизм

Рис. 1.1. Функциональный блок и интерфейсные дуги.

Одна из наиболее важных особенностей методологии SADT – постепенная детализация модели системы по мере добавления диаграмм, уточняющих эту модель.

При построении иерархии диаграмм предлагается использовать следующие стратегии декомпозиции:

−функциональная декомпозиция – декомпозиция в соответствии с функциями, которые выполняют люди или организация. Может оказаться полезной стратегией для создания системы описаний, фиксирующей взаимодействие между людьми в процессе их работы. Очень часто, однако, взаимосвязи между функциями весьма многочисленны и сложны, поэтому рекомендуется использовать эту стратегию только в начале работы над моделью системы;

−декомпозиция в соответствии с известными стабильными подсистемами

–приводит к созданию набора моделей, по одной модели на каждую подсистему или важный компонент. Затем для описания всей системы должна быть построена составная модель, объединяющая все отдельные модели. Рекомендуется использовать разложение на подсистемы, только когда разделение на основные

15

части системы не меняется. Нестабильность границ подсистем быстро обесценит как отдельные модели, так и их объединение;

−декомпозиция по физическому процессу – выделение функциональных стадий, этапов завершения или шагов выполнения. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов (таких, например, как работа промышленного предприятия), результатом ее часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления. Эта стратегия рекомендуется, только если целью модели является описание физического процесса как такового или только в крайнем случае, когда неясно, как действовать [16; 27, с. 121–125].

ВSADT-моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графического языка – сама методология SADT. Графический язык SADT обеспечивает структуру и точную семантику естественному языку модели. Графический язык SADT организует естественный язык вполне определенным и однозначным образом, за счет чего SADT и позволяет описывать системы, которые до недавнего времени не поддавались адекватному представлению.

Методология SADT создана специально для представления сложных систем путем построения моделей. SADT-модель – это описание системы, у которой есть единственный субъект, цель и одна точка зрения. Целью служит набор вопросов, на которые должна ответить модель. Точка зрения – позиция, с которой описывается система. Цель и точка зрения – это основополагающие понятия

SADT [131].

Процесс моделирования в SADT включает:

−сбор информации об исследуемой области;

−документирование полученной информации;

−представление информации в виде модели;

−уточнение модели посредством итеративного рецензирования.

16

Представим построение SADT-модели, опираясь на изложение сути метода в работе его разработчиков и одного из самых авторитетных отечественных авторов [131, 27].

Построение начинается с представления всей системы в виде простейшего компонента – одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы.

Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых представлена как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфункций может быть декомпозирована подобным образом для более детального представления. Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию.

Модель SADT представляет собой серию диаграмм, разбивающих сложный объект на составные части, которые представлены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. На каждом шаге декомпозиции более общая диаграмма называется родительской для более детальной диаграммы (рис. 1.2).

Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграммы верхнего уровня, являются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы.

Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы обоими концами, у других же один конец остается неприсоединенным. Неприсоединенные дуги соответствуют входам, управлениям и выходам родительского блока. Источник или получатель этих пограничных дуг может быть обнаружен только на родительской диаграмме. Неприсоединенные концы должны соответствовать дугам на исходной диаграмме. Все граничные дуги должны продолжаться на

17

родительской диаграмме, чтобы она была полной и непротиворечивой. На SADTдиаграммах не указаны явно ни последовательность, ни время. Обратные связи, итерации, продолжающиеся процессы и перекрывающиеся (по времени) функции могут быть изображены с помощью дуг. Обратные связи могут выступать в виде комментариев, замечаний, исправлений и т. д.

Рис. 1.2. Структура SADT-модели. Декомпозиция диаграмм

Каждый блок на диаграмме имеет свой номер. Блок любой диаграммы может быть далее описан диаграммой нижнего уровня, которая, в свою очередь,

18

может быть детализирована с помощью необходимого числа диаграмм. Таким путем формируется иерархия диаграмм. Для того, чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм. Например, А42 является диаграммой, которая детализирует блок 2 на диаграмме А4. Аналогично, А4 детализирует блок 4 на диаграмме А0, которая является самой верхней диаграммой модели. На рис. 1.3. показано типичное дерево диаграмм.

Рис. 1.3. Иерархия диаграмм

В SADT требуются только пять типов взаимосвязей между блоками для описания их отношений: Управление, Вход, Управленческая Обратная Связь, Входная Обратная Связь, Выход – Исполнитель [103, с. 105]. Отношения Управления и Входа являются простейшими, поскольку они отражают интуитивно очевидные прямые воздействия. Отношение Управления возникает тогда, когда Выход одного блока непосредственно влияет на блок с меньшим доминированием. Отношение Входа возникает, когда Выход одного блока становится Входом для блока с меньшим доминированием.

Дуги SADT, как правило, изображают наборы предметов, поэтому они могут разветвляться и соединяться вместе различным образом. Разветвления дуги

19

означают, что часть ее содержимого (или весь набор предметов) может появиться в каждом ответвлении дуги. Дуга всегда помечается до разветвления, чтобы дать название всему набору. Кроме того, каждая ветвь дуги может быть помечена в соответствии со следующими правилами: считается, что непомеченная ветвь содержит все предметы, указанные в метке перед разветвлением; каждая метка ветви уточняет, что именно содержит эта ветвь. Слияние дуг указывает, что содержимое каждой ветви участвует в формировании после слияния объединенной дуги.

Метод SADT (нотация IDEF0) считается классическим методом процессного подхода к управлению. Основной принцип процессного подхода заключается в структурировании деятельности организации в соответствии с ее бизнес-процессами, а не организационно-штатной структурой. Модели, основанные на бизнес-процессах, формирующие значимый для потребителя результат, более ценны, чем модели, основанные на организационно-штатной структуре. Второй тип модели может продемонстрировать лишь недостатки управления организации (о котором в принципе руководству и так известно, иначе оно бы не инициировало соответствующие работы), на ее основе можно только внести предложения об изменении этой структуры. Модель, основанная на бизнес-процессах, содержит в себе и организационно-штатную структуру предприятия [27, с. 224].

Очевидная универсальность методологии структурного анализа и проектирования позволяет предположить высокую эффективность ее применения и в образовательной деятельности. Анализируя применение методологии структурного анализа и проектирования для моделирования сферы образования, подчеркнем, что одним из основных достоинств применения моделей SADT для описания бизнес-процессов является соответствие подхода к описанию процессов стандартам ISO 9001.

Рассмотрим наиболее актуальный в рамках данного исследования Национальный Стандарт Российской Федерации ГОСТ Р52614.2–2006 «Системы менеджмента качества» и Руководящие указания по применению ГОСТ Р ИСО

20

9001–2001 в сфере образования [44, 48]. Настоящий стандарт является идентичным международному стандарту IWA 2:2003 «Системы менеджмента качества. Руководящие указания по применению ИСО 9001:2000 в сфере образования» (IWA 2:2003«Quality management systems-Guidelines for the application of ISO 9001:2000 in education»). Он содержит руководящие указания для учреждений, предоставляющих образовательные услуги, по внедрению результативной системы менеджмента качества, соответствующей требованиям ИСО 9001. Настоящий стандарт направлен на применение «процессного подхода» при разработке, внедрении и улучшении результативности системы менеджмента качества с целью повышения удовлетворенности потребителей путем выполнения их требований.

Современные методы и инструменты структурного анализа успешно применяются к моделированию систем в сфере образования. В отечественном образовании накоплен определенный опыт научных разработок, свидетельствующий о высоком потенциале методологии структурного проектирования в данной сфере. Этот опыт отражен в совокупности научных работ и публикаций. В первую очередь обращают на себя внимание диссертационные исследования, в которых структурное проектирование является основным методом для моделирования педагогических объектов.

Так, еще в 1997 г. в Ростовском областном институте повышения квалификации и переподготовки работников образования И.А. Рудаковой было проведено диссертационное исследование «Структурный анализ как метод обучения (на материале гуманитарных дисциплин)». Автор, обосновывая необходимость обновления содержания образования, предлагает такую его модель, которая, в отличие от известной, знаниево-ориентированной модели, наполнена усложненным, более глубоким и целостным содержанием. Для реализации новой модели «как подтверждают теория и практика, продуктивны аналитические методы, которые способны расчленить содержание на определенные элементы, проникнуть во внутренние, глубинные его основания, а