Концепции и стандарты организационного моделирования

Здесь приведён краткий обзор основных концепций и стандартов моделирования организаций.

Концептуальное моделирование. Концептуа́ льная (содержательная) моде́ ль (англ. conceptual model) некоторой системы — это определённое множество взаимосвязанных понятий, определяющих смысловую структуру предметной области рассматриваемой системы. Это множество содержит перечень взаимосвязанных понятий, используемых для описания предметной области системы, вместе с их свойствами, характеристиками и классификацией по типам, ситуациям и признакам. Для динамических систем в это множество включают также описание процессов, протекающих в предметной области системы.

Предметной областью информационной системы является та часть материального мира, информация о которой сохраняется и обрабатывается в данной системе. Предметная область рассматривается как некоторая совокупность реальных («сущностных») объектов и связей между ними. Каждый объект обладает определённым набором свойств (атрибутов) и «поведением», связанным либо с протекающими в них процессами, меняющими их состояние во времени, либо с процессами их взаимодействия.

Концептуальное моделирование – это процесс, целью которого является выявление, анализ и описание релевантных его целям сущностей предметной области, взаимосвязей между ними, ограничений, которым они должны удовлетворять, а также их поведения (в смысле изменения их состояния во времени). По существу, концептуальное моделирование представляет структуру знаний о предметной области, являющихся необходимой предпосылкой для квалифицированного проектирования информационных систем.

Концептуальная модель прикладной программной системы (коротко называемой просто «приложением») — это модель, которую проектировщик хочет довести до понимания пользователя. Используя эту модель и читая её документацию, пользователь выстраивает в сознании свою модель функционирования программной системы. Хорошо, если модель, возникшая в сознании пользователя, и модель, задуманная проектировщиком, совпадают. Шансы на это выше, если проектировщик предварительно создаст четкую концептуальную модель приложения.

Моделирование на базе онтологий. Одним из перспективных направлений развития моделирования организационных систем является использование онтологий и методов онтологического инжиниринга.

Онтоло́ гией в информатике называют попытку всеобъемлющей и детальной формализации некоторой области знаний (предметной области программной системы) с помощью концептуальной схемы [7]. Обычно такая схема состоит из структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, их связи и правила (теоремы, ограничения), принятые в этой области. Оба этих понятия часто используются для описания и анализа отношений между концептами [8](понятиями).

В середине 90-ых годов в крупных корпорациях, где проблемы обработки информация приобрели особую остроту и стали критическими, стало очевидным, что основным узким местом является обработка знаний, накопленных специалистами компаний, так как именно знания обеспечивают преимущество перед конкурентами. Так появился термин «Управление Знаниями» или «Менеджмент Знаний» (МЗ). МЗ трактуется как совокупность процессов, которые управляют созданием, распространением, обработкой и использованием информации внутри предприятия. Ядром концепции «управления знаниями» является онтологический инжиниринг.

В качестве опорной терминологии в области организационного моделирования рекомендуется рассматривать систему понятий методологии Generalized Enterprise Reference Architecture and Methodology (GERAM), которая является приложением к стандарту ISO 15704: 2000 (Системы промышленной автоматизации. Требования и методологии для модели построения образцового предприятия). В GERAM дается описание всех элементов, рекомендуемых для организационного моделирования и интеграции. Для сопоставления терминологий организационного моделирования и онтологического инжиниринга удобно использовать следующие понятия ISO-15704, используемые в GERAM:

· Языки организационного моделирования (ЯОМ). Задают обобщенные конструкции организационного моделирования, приспособленные к потребностям людей, создающих и использующих эти модели. Каждый ЯОМ характеризуется набором моделируемых понятий (задаваемых либо метамоделью, либо на естественном языке), синтаксисом представления моделируемых понятий (либо текстовым, либо графическим), семантикой моделируемых понятий (неформальной или формальной).

· Обобщенные концепции организационного моделирования (ОКОМ). Описывают систему понятий, используемых в организационном моделировании. Выделяют три формы описания понятий, по возрастанию уровня формальности: глоссарии, метамодели и онтологические теории.

o Глоссарий — терминология, используемая в организационном моделировании и описанная на естественном языке. Глоссарий должен описывать все понятия, которые определены в полуформальной метамодели или формальной онтологической теории.

o Метамодели, в контексте GERAM, — концептуальные модели терминологической компоненты ЯОМ. Они описывают используемые в ЯОМ понятия, их атрибуты и отношения, а также некоторые базовые ограничения, такие как кардинальность.

o Онтологические теории — формальные модели понятий, используемых в представлении организации. Они включают правила и ограничения рассматриваемой предметной области, позволяя выполнять рассуждения, анализировать модели, а также проверять и оценивать их качество.

Визуальное моделирование. Разработка проектов современных информационных систем ведётся на основе визуальных компонентных моделей (Component Based Development, CBD). В настоящее время широко известны два подхода к проведению декомпозиции информационной системы при построении ее визуальной модели:

· функциональное моделирование, основанное на упорядочении событий/потоков данных и алгоритмической декомпозиции (структурный анализ/проектирование)

· Объектно-ориентированное моделирование – декомпозиция, базирующаяся на моделировании предметной области и выделении программных агентов, которые или сами действуют, или являются объектами действия (объектно-ориентирован-ный анализ/проектирование).

Функциональное моделирование. В основе функционального моделирования информационных систем лежит методика структурного анализа и проектирования SADT (Structured Analysis and Design Technique), разработанная Дугласом Россом (SoftTech, Inc.) в 1969 г. для моделирования искусственных систем средней сложности. Проектирование состоит в построения функциональной модели управляющей информационной системы в форме набора диаграмм, включающего диаграмму бизнес-функций (Business Function Diagram, BSD) и комплект взаимосвязанных диаграмм потоков данных (Dataflow Diagram, DFD).

Объектно-ориентированное моделирование. На основе концептуального и онтологического моделирования к началу 90-х годов прошлого века был предложен объектно-ориентированный (ОО)подход к анализу, проектированию и реализации программных информационных систем. Для реализации этого подхода используются объектно-ориентированные языки программирования (Visual Basic, Object Pascal, С++, C#, Java и др.) и инструментальные системы поддержки процессов разработки объектно-ориентированных программных систем (Microsoft Visual Studio, Borland Delphi, IBM Tivoli, Rational XDE и др.).

Разработка ПО, управляемая моделями. Ведущую роль в процессе разработке современных программ и программных систем стали играть методики, систематически использующие модели на всех этапах жизненного цикла этого процесса. В 2001 г консорциум OMG[9]опубликовал стандарт под названием Model-driven engineering (MDE[10] ) ‑ разработка, управляемая моделями, который описывает и структурирует поэтапный процесс разработки ПО на основе создания и использования программных моделей предметных областей реального мира.

Первоначально методика MDE была нацелена на создании моделей (абстракций), наиболее близких концепциям конкретных предметных областей, а не традиционным концепциям вычислений (алоритмов). Она обеспечивает рост продуктивности разработки за счёт максимизации совместимости между системами, упрощения процессов проектирования и содействия коммуникациям между индивидуальными и коллективными разработчиками. Парадигма моделирования, лежащая в основе MDE-методики является эффективной, поскольку соответствующие модели имеют смысл с точки зрения пользователя и могут служить основой для реализации программной системы. Соответствующие модели разрабатываются в условиях интенсивных коммуникаций между менеджерами, проектировщиками и членами команд разработчиков и затем используются для разработки программных систем.

Трансфорации моделей. Одним из важных направлений MDE является систематическое использование языков трансформации моделей (Model Transformation Languages, MTL). Для этих языков OMG предложила стандарт под названием Queries/Views/Transformations (QVT), базирующийся на MOF. Примерами реализации этого стандарта являются языки AndroMDA, VIATRA, Tefkat, MT, ManyDesigns Portofino.

Архитектура, управляемая моделями (Model Driven Architecture, MDA). Этот подход к разработке программных систем был опубликован OMG в 2001 году. MDA считается разновидностью методики проблемно-ориентированной разработки (domain engineering), которая поддерживает MDE-методику разработки программных систем. Принципы MDA можно также применять в других областях, таких как моделирование бизнес-процессов ( Business Process Modeling, BPM).

Сервис-ориентированное моделирование. Сервис-ориенти-рованное моделирование (Sevice-Oriented Modeling, SOM) ‑ это практика разработки ПО, которая использует специальные дисциплины и универсальный язык для решения тактических и стратегических проблем предприятия. SOM представляет антропоморфическую точку зрения на процесс моделирования, стремясь создавать модели, которые могут быть поняты индивидуумам с разными уровнями понимания бизнеса и техники. Парадигма сервис ориентированного моделирования поддерживает целостный взгляд на анализ, проектирование и архитектуру всех «софтверных» сущностей в организации. SOM поощряет взгляд на эти сущности как на «активы», коллективно ссылаясь на них, как на «сервисы».