Структурно-ориентированный подход

Структурным анализом называют исследовательский прием системы, который начинается с общего обзора ее и потом детализируется, приобретая иерархическую структуру с все большим числом уровней. Таким методам
присуще:

1) разбивка на равные абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней (обычно от 3 до 7, при этом верхняя граница отвечает возможностям человеческого мозга воспринимать определенное количество взаимосвязанных объектов, а нижняя выбрана из соображений здравого смысла);

2) ограниченный контекст, который включает только важные на каждом уровне детали;

3) использование строгих формальных правил записи;

4) последовательное приближение к конечному результату.

Методы структурного анализа позволяют преодолеть сложность больших систем расчленением их на части («черные ящики») и иерархической организации этих «черных ящиков». Это является первым принципом структурного анализа. Преимущество использования «черных ящиков» состоит в том, что их пользователю не нужно знать, как они работают, — надо знать лишь его входы и выходы, а также его назначение (то есть функцию, которую он выполняет). Преимущества систем составленных из них «черных ящиков»^

- Конструирование системы «черных ящиков» существенным образом упрощается.

- Облегчается тестирование таких систем.

- Есть возможность простого реконфигурирования системы «черных ящиков».

- Облегчается доступность для понимания и освоения.

- Повышается удобство при модификации.

Таким образом, первым шагом упрощения сложной системы является ее деление на «черные ящики». При этом это деление должно удовлетворять такие критерии:

а) любой «черный ящик» может реализовывать одну единственную функцию системы;

б) функция любого «черного ящика» должна быть легко понятной независимо от сложности ее реализации;

в) связь между «черными ящиками» должна вводиться только при наличии связи между соответствующими функциями системы;

г) связи между «черными ящиками» должны быть по возможности более простыми для обеспечения независимости между ними.

Второй важной идеей, которая лежит в основе структурных методов, является идея иерархии. Для понимания сложной системы недостаточно разбить ее на части, надо эти части организовать определенным образом, а именно — как иерархические структуры. Таким образом, второй принцип структурного анализадекларирует, что упорядочение этих частей также является важным для понимания проблемы. Последнее резко повышается из-за организации ее частей в древовидные иерархические структуры, то есть система может быть понятной и построенной по уровням, каждый из которых прилагает новые детали.

Структурные методы широко используют графические нотации, которые также облегчают понимание сложных систем.

Для целей структурного анализа традиционно используют три группы средств, которые показывают:

- функции, которые система должна выполнять;

- отношение между данными,

- поведение системы в зависимости от времени (аспекты реального времени). Среди многообразия графических нотаций, которые используются для решения перечисленных задач, в методологиях структурного анализа наиболее часто и эффективно применяются такие:

1) DFD (Data Flow Diagrams) — диаграммы потоков данных вместе со словарями данных и спецификациями процессов (мини-спецификациями);

2) ERD (Entity—Relationship Diagrams) — диаграммы «суть— связь»;

3) STD (State Transition Diagrams) — диаграммы переходов состояний.

Все они содержат графические и текстовые средства моделирования: первые — для удобства отображения основных компонентов модели, вторые — для обеспечения точного определения его компонентов и связей.

Перечисленные выше средства позволяют сделать полное описание системы независимо от того, существуюет она, или, разрабатывается с нуля. Такое подробное описание того, что должна делать система, освобожденный, насколько это возможно, от рассмотрения путей реализации, получил название спецификации требований, что дает проектировщику, который реализует следующий этап ЖЦ, четкое представление о конечных результатах, которых надо
достичь.

Базовыми строительными блоками АИСУП при использовании структурного подхода являются модули. Все виды модулей в любом языке программирования имеют ряд общих свойств, из которых важны при структурном проектировании перечисленные ниже:

1) Модуль состоит из большого множества операторов языка программирования, записанных последовательно.

2) Модуль носит имя, на которое к нему можно ссылаться как к единственному фрагменту.

3) Модуль может принимать и/или передавать данные как параметры в последовательности вызова или связывать данные через фиксированные ячейки или общие области.

Во время структурного проектирования выполняются два вида работ:

1) проектирование архитектуры АИСУП, что включает разработку структуры и интерфейсов ее компонент (автоматизированных рабочих мест), согласование функций и технических требований к компонентам, определение информационных потоков между основными компонентами, связей между ними и внешними объектами;

2) детальное проектирование, которое включает разработку спецификаций каждого компонента, разработку требований к тестам и плану интеграции компонентов, а также построение моделей иерархии программных модулей и межмодульних взаимодействий и проектирования внутренней структуры
модулей.