Моделирование процессов
и систем
Тема 1. Классификация моделей
Тема 2. Структурные методологии
Тема 3. Объектно-ориентированный язык UML
Тема 4. Язык имитационного моделирования
Тема 5. Инструментальные средства
Тема 1. Классификация моделей
Понятие модели
Модель представляет искусственный, созданный человеком объект
любой природы (умозрительный или материально реализованный),
который замещает или воспроизводит исследуемый объект
Процесс построения, изучения и применения моделей называется
моделированием
Модель - упрощенный, приближенный образ, который отражает
наиболее существенные (с точки зрения цели моделирования) свойства
оригинала
Соответствие модели оригиналу называется адекватностью модели.
Адекватность включает требования полноты и точности (правильности).
Требования должны выполняться в той мере, которая достаточна для
достижения цели
Тема 1. Классификация моделей
Понятие модели
Для одного и того же объекта может быть построено множество
различных моделей, отвечающих различным целям
Датчик
времени
Индикатор
Эталон
времени
модель внешнего вида часов
структурная схема часов
Виды подобия: прямое (макет, фотография), косвенное (подобие по
аналогии), условное (на основе соглашений)
Процесс моделирования имеет свойство динамичности:
модели развиваются, уточняются, переходят одна в другую
Тема 1. Классификация моделей
Классификация моделей
Познавательные (объяснительные) модели отражают уже
модели
познавательные
нормативные
модели
статические
динамические
модели
материальные
абстрактные
существующие объекты
Нормативные (прагматические) модели отражают объекты,
которые должны быть осуществлены
Градации нормативных моделей: от референтной (для
целого класса объектов) до модели конкретного объекта
Статические модели не учитывают временной фактор
Динамические модели отражают изменения объекта,
происходящие с течением времени
Динамическая модель сама может быть статична или
находиться в динамике (имитационная модель)
Материальные модели построены из реальных объектов
Абстрактные модели - это идеальные конструкции,
выполненные средствами мышления, сознания
Тема 1. Классификация моделей
Классификация моделей
Декларативные модели отражают свойства, структуры,
модели
декларативные
состояния объектов
Процедурные модели отражают процедурное,
операционное знание
процедурные
модели
детерминированные
стохастические
модели
формальные
содержательные
Детерминированные модели отражают процессы и
явления, не подверженные случайностям
Стохастические – отражают случайные процессы,
описываемые вероятностными характеристиками и
статистическими закономерностями
Формализованные модели могут не иметь смысловой
интерпретации
В содержательных моделях сохраняется семантика
моделируемого объекта
Тема 1. Классификация моделей
Языки описания моделей
Языки описания моделей: аналитические, численные, логические,
теоретико-множественные, лингвистические, графические
Графические модели (схемы, диаграммы, графики, чертежи) – наглядны
Нотация — система условных обозначений (знаков) и правил их
использования, принятая в конкретной методологии
Требования к нотации :
• простота — простой знак предпочтительнее сложного;
• наглядность — хотя бы отдаленное сходство с оригиналом;
• индивидуальность — достаточное отличие от других обозначений;
• однозначность — нельзя обозначать одним символом различные объекты;
• определенность — четкие правила использования модели;
• учет устоявшихся традиций
Тема 1. Классификация моделей
Содержание модели
В модели отражают:
• функции, которые система должна выполнять - что она делает, для
кого, с какой целью;
• процессы, последовательность отдельных шагов процессов (работ,
операций);
• организационные структуры, обеспечивающие выполнение процессов;
• материальные и информационные потоки, возникающие в ходе
выполнения процессов
• данные, необходимые при выполнении процессов, и отношения между
этими данными
Тема 1. Классификация моделей
Методы моделирования
1. Структурные методы
Основаны на последовательной
декомпозиции системы на все
более мелкие подсистемы.
Структурные методологии
IDEF0
IDEF1X
IDEF3
DFD
Принципы структурного подхода:
• разбиение сложных проблем на множество меньших задач, легких для понимания и
решения;
• иерархическое упорядочивание – организация составных частей проблемы в
иерархические древовидные структуры.
Две группы методов: моделирующие функциональную структуру и структуру данных
Наибольшее распространение получили методологии:
IDEF0 – функциональные модели, основанные на методе SADT
IDEF1X – диаграммы данных «сущность-связь» (ERD)
IDEF3 — диаграммы потоков работ (Work Flow Diagrams),
DFD — диаграммы потоков данных (Data Flow Diagrams) .
Тема 1. Классификация моделей
Методы моделирования
2. Методы объектно-ориентированного моделирования
Предназначены для создания моделей систем с целью их последующей реализации
в виде объектно-ориентированных программ
Наиболее известные методы:
• Booch’93 Г. Буча,
• OMT Дж. Румбаха
• OOSE А. Джекобсона
• UML (Unified Modeling Language) –
на основе Booch’93, OMT, OOSE
Объектно-ориентированные
методы
OMT
Booch
OOSE
UML
Главным структурообразующим элементом является объект.
В программировании объект - это структура, объединяющая данные и процедуры.
В модели бизнеса объекты – это участники бизнес-процесса (активные объекты)
и пассивные объекты (материалы, документы), над которыми выполняют действия
активные объекты.
Тема 1. Классификация моделей
Методы моделирования
3. Методы имитационного моделирования.
Позволяют имитировать на компьютере (с помощью специальных
программ) процессы функционирования реальной системы (в режиме
сжатого времени или пошаговом режиме).
Имитационные методы
Наиболее распространенные
методы:
GPSS
Сети Петри
SIMAN
• сети Петри и раскрашенные сети Петри (CPN, Colored Petri Nets);
• GPSS (General Purpose Simulating System) – унифицированный язык
имитационного моделирования;
• SIMAN (SIMulation ANalysis) – язык визуального моделирования.
Тема 1. Классификация моделей
Методы моделирования
4. Интегрированные методы
моделирования объединяют различные
виды моделей – структурного анализа,
объектно-ориентированные,
имитационные и др.
Интегрированные методы
ARIS
G2
BRM
ARIS (Architecture of Integrated Information System) позволяет отражать в
единой интегрированной модели: оргструктуры, функции, данные,
процессы. Использует множество типов моделей
G2 - методология создания динамических интеллектуальных систем
позволяет моделировать процессы с использованием знаний эксперта
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF0
Методология IDEF0 базируется на методе SADT (Structured Analysis and Design
Technique) Росса, предназначенном для структурированного представления
функций системы и анализа системных требований.
IDEF0-модель состоит из диаграмм и фрагментов текста. На диаграммах все
функции системы и их взаимодействия представлены как блоки (функции) и
дуги (отношения).
Основные элементы модели:
• Функциональный блок (Activity) –
Управление
преобразование (активность);
• Выходы (Output) – результат
преобразования;
ФункциональВходы
Выходы
• Входы (Input) - объекты, которые
ный блок
преобразуются в Выходы;
• Управление (Control) - информация,
как происходит преобразование;
Механизм
• Механизм (Mechanism) – объекты,
осуществляющие преобразование
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF0
Диаграмма А-0
Функциональный блок может быть
декомпозирован - представлен в
виде совокупности других
взаимосвязанных блоков, которые
детально описывают исходный
блок.
А0
Диаграмма А0
С1
I1
Таким образом, IDEF0-модель
состоит из набора иерархически
связанных диаграмм
А1
А2
М1
Диаграмма А1
А11
А12
O1
А13
М1
O1
А3
I2
I1
( )
На диаграмме блоки соединяются
дугами: выходные дуги одних
блоков могут являться входами
(управлением, механизмом)
других.
Дуги с одним свободным концом
имеют источник или получатель
вне диаграммы. Для обозначения
внешних дуг используются буквы: I
(Input), C (Control), O (Output) и M
(Mechanism).
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF0
Типы связей между блоками:
Выход-вход
Выход-управление
Обратная связь по управлению
Выход-механизм
Обратная связь по входу
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
IDEF3-модели используются для документирования технологических
(информационных) процессов, где важна последовательность
выполнения процесса
Выделяют четыре элемента IDEF3-модели:
1. Единицы работ (Unit of work) - отображают
действия, процессы, события, этапы
выполнения работ. Единица работы может
иметь только один вход и один выход
2. Ссылки (Referents):
• необходимые элементы для выполнения
процесса (сырье, материалы);
• результат процесса (изделие);
• активаторы процесса (клиент, поставщик).
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
3. Связи (Links), которые бывают двух типов:
передают действия от одной
единицы работ к другой
соединяют ссылку с единицей
работ (активируют единицу работ)
4. Перекрестки (Junctions) – элементы модели, за счет которых описывается
логика и последовательность выполнения этапов процесса.
Бывают двух видов:
перекрестки слияния – Fan-in
перекрестки ветвления – Fan-out
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
Типы перекрестков:
1. Асинхронное И (Asynchronous AND)
выходной процесс запустится,
если завершились все входные
процессы
после завершения входного
процесса запустятся все
выходные процессы
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
2. Синхронное И (Synchronous AND)
выходной процесс запустится,
если завершились одновременно
все входные процессы
после завершения входного процесса
запустятся все выходные процессы,
причем запустятся одновременно
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
3. Асинхронное ИЛИ (Asynchronous OR)
выходной процесс запустится,
если завершится один или
несколько входных процессов
после завершения входного процесса
запустятся один или несколько
выходных процессов
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
4. Синхронное ИЛИ (Synchronous OR)
выходной процесс запустится, если
завершились один или несколько
входных процессов, причем
завершились одновременно
после завершения входного
процесса запустится один или
несколько выходных процессов,
причем запустятся одновременно
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
5. Исключающее ИЛИ (XOR, Exclusive OR)
выходной процесс запустится,
если завершился только один
входной процесс
после завершения входного
процесса запустится только один
выходной процесс
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
выровненные
стены
Подготовить
стены
Наклеить
обои
2
Разработать
проект
1
3
&
&
&
&
Побелить
потолок
J1
Подготовить
потолок
4
J4
5
OO
OO
Покрасить
потолок
J2
выровненный
потолок
6
Расставить
мебель
J3
7
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
Правила создания перекрестков:
1. Каждому перекрестку слияния должен предшествовать перекресток
ветвления.
2. Перекресток слияния «И» не может следовать за перекрестком
ветвления типа синхронного, асинхронного или исключающего «ИЛИ».
3. Перекресток слияния типа исключающего «ИЛИ» не может следовать
за перекрестком ветвления типа «И».
4. Перекресток, имеющий одну стрелку на одной стороне, должен иметь
более одной стрелки на другой.
5. Перекресток не может быть одновременно перекрестком слияния и
ветвления. В ситуации, когда необходимо одновременно осуществить
слияние и разветвление потоков работ, вводится каскад перекрестков.
Тема 2. Структурные методологии
Методология IDEF3
Правило относительно единиц работ:
В блок может входить и из блока может выходить только одна связь
последовательности. Для отображения множества входов и выходов
используются перекрестки.
Разрешается множественная декомпозиция работ:
для одной и той же работы может быть создано несколько диаграмм
декомпозиции (для описания разных вариантов реализации работы).
Номер работы А13.1.2 означает:
родительская работа имеет код А13,
номер декомпозиции – 1
номер работы на текущей диаграмме – 2.
Тема 2. Структурные методологии
Методология DFD
Диаграммы потоков данных DFD позволяют эффективно и наглядно
описать процессы документооборота и обработки информации.
Используются две нотации: Йордана и Гейна-Сарсона
Типы структурных элементов (в нотации Гейна-Сарсона):
1. Процессы (функции, операции, действия),
которые обрабатывают и изменяют информацию.
Процессы показывают, каким образом входные
потоки данных преобразуются в выходные
2. Потоки данных, которые обозначают взаимо-
действие процессов с внешним миром и между
собой. Поток данных соединяет выход процесса
(объекта) с входом другого процесса (объекта).
номер
имя
исполнитель
имя
Тема 2. Структурные методологии
Методология DFD
3. Хранилища данных - представляют собой
собственно данные, к которым осуществляется
доступ. Эти данные могут быть созданы или
изменены процессами.
имя
4. Внешние сущности - определяют внешние
элементы, которые участвуют в процессе
обмена информацией с системой.
Внешние сущности изображают входы в
систему (источники информации) и/или
выходы из системы (приемники информации).
Примеры: заказчик, персонал, поставщик,
клиент, склад, банк
имя
Тема 2. Структурные методологии
Методология DFD
Заказчик
счет
заявка
1
Формирование
заказа
заказ
1
БД Заказ
2
БД Прайс
платеж
3
Оплата заказа
стоимость
2
Расчет
стоимости
заказа
цена
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Язык UML
Язык UML был разработан для создания моделей информационных
систем (ИС) с целью их последующей реализации в виде объектноориентированных программ.
Все представления о модели сложной системы фиксируются в виде
диаграмм -специальных графических конструкций (схем, графов).
Имеется 8 основных типов диаграмм UML, отражающих различные
аспекты: процессы, выполняемые системой (предоставляемые
пользователю сервисы), последовательность выполняемых системой
алгоритмических операций,
структуру программных объектов, их взаимодействие (обмен сообщениями)
и т.д.
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Прецедентная модель
Отражает основные бизнес-процессы, их взаимодействие с окружением.
Начинается с построения внешней диаграммы (вариантов использования - Use
Case Diagram), показывающей, как бизнес виден извне
<<communicate>>
продукт
Продажа продукта
Покупатель
Изготовление
<<communicate>>
мебели
мебель
на заказ
<<communicate>>
ремонт
Ремонт мебели
Покупатель
мебели
<<communicate>>
мебель
Продажа мебели
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Прецедентная модель
Customer
Registration
Актор (действующее лицо, business actor) - субъект окружения бизнеса.
Примеры акторов: Клиент, Покупатель, Поставщик, Партнер, Акционер,
Заказчик.
Прецедент (вариант использования, business use case) - относительно
законченная последовательность действий в рамках некоторого бизнеспроцесса, приносящая ощутимый результат конкретному актору .
Примеры прецедентов: Производство продукта Продажа продукта,
Сервисное обслуживание, Разработка продукта, Маркетинг и сбыт.
Экземпляр (реализация) прецедента – конкретный вариант хода событий
класс прецедентов - обобщенный прецедент.
покупатель
Покупатель
мебели
Для акторов тоже различают понятия класса и экземпляра.
Акторы разных классов могут иметь общие характеристики или общие
обязательства.
Можно ввести обобщенный класс акторов. Между обобщенным типом
актора и более конкретным устанавливается отношение обобщения
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Прецедентная модель
Покупатель
<<communicate>>
продукт
Продажа
продукта
Между прецедентами и акторами устанавливаются отношения
коммуникации (отношения ассоциации со стереотипом
communicate).
Они моделируют взаимосвязи прецедентов с окружением
(информационные и материальные потоки)
Между прецедентами, как правило, устанавливаются только
отношения зависимости а также отношения, структурирующие
прецеденты – отношения обобщения, включения (зависимости со
стереотипом include), расширения (зависимости со стереотипом
extend).
Для каждого из элементов модели составляется спецификация.
В спецификации актора: наименование, стереотип (business actor), описание, список
атрибутов, список обязательств и др.
В спецификации прецедента: наименование, стереотип (business use case), краткое
описание, перечень связанных с прецедентом поддиаграмм и документов
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Поток событий прецедента
Поток событий - описание прецедентов последовательностью шагов
Поток событий прецедента «Продажа продукта»:
1. Продавец получает заявку клиента
2. Если в заявке указан готовый продукт, то Продавец проверяет наличие
продукта на складе. Если продукта нет в наличии, прецедент заканчивается.
Если продукт есть на складе, то прецедент продолжается с шага 6.
3. Если в заявке указывается заказной продукт, то Продавец формирует заказ и
передает его Изготовителю продукта.
4. Изготовитель изготавливает продукт в соответствии с требованиями клиента и
сообщает о готовности Продавцу.
5. Изготовитель отправляет продукт на Склад.
6. Продавец сообщает Клиенту о готовности продукта и принимает от Клиента
оплату.
7. Продавец сообщает Отправителю количество продукта и адрес клиента и
заказывает транспорт.
8. Отправитель получает продукт со склада и доставляет его клиенту.
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Диаграмма деятельности
Диаграмма деятельности (Activity diagram)
Прецедент «Продажа продукта»:
1. Продавец получает заявку клиента
2. Если в заявке указан готовый продукт, то
Продавец проверяет наличие продукта на
складе. Если продукта нет в наличии,
прецедент заканчивается. Если продукт
есть, то прецедент продолжается с шага 6.
3. Если в заявке указывается заказной
продукт, то Продавец формирует заказ и
передает его Изготовителю продукта.
Получить заявку
Указан готовый продукт
Указан заказной продукт
Проверить наличие
на складе
Нет
продукта
Передать заказ
изготовителю
Изготовить продукт
имеется
Отправить на склад
4. Изготовитель изготавливает продукт.
5. Изготовитель отправляет продукт на Склад
и сообщает о готовности Продавцу.
Принять оплату
6. Продавец сообщает Клиенту о готовности
продукта и принимает от Клиента оплату.
Заказать транспорт
7. Продавец сообщает Отправителю адрес
клиента и заказывает транспорт.
Доставить продукт
8. Отправитель получает продукт со склада и
доставляет его клиенту.
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Элементы диаграммы деятельности
начальное состояние
конечное состояние
Чередование событий и
состояний
Получить заявку
действие
Заявка
получена
Каждый шаг (действие)
переводит прецедент в новое
состояние. В свою очередь,
новое состояние является
стимулом для выполнения
следующего шага.
Т.о. прецедент –это машина
состояний-событий
переход
ветвление
Проверить заявку
Распараллеливание потока
синхронизация
состояние
Сообщить о
готовности
Отправить на
склад
Разветвление потока
условие 1
условие 2
Действие 1
Действие 2
Действие 3
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Элементы диаграммы деятельности
Продавец
Изготовитель
Отправитель
Дорожки:
Если в выполнении
прецедента
участвуют несколько
объектов, то
действия,
выполняемые
каждым объектом,
размещаются на
соответствующей
дорожке
Получить заявку
заказной продукт
готовый
продукт
Проверить наличие
на складе
Нет
продукта
имеется
Получить заказ
Изготовить продукт
Отправить на склад
Принять оплату
Заказать транспорт
Доставить
продукт
Тема 3. Объектно-ориентированный
язык UML
Структурирование прецедентов
Чтобы упростить описание прецедента, необходимо его структурировать.
Рассмотрим два способа структурирования.
1. Выделение фрагментов
Если из описания прецедента с альтернативными потоками событий можно выделить
фрагмент, представляющий собой относительно законченную последовательность
событий, то данный фрагмент рассматривается как отдельный прецедент. Между
выделенным прецедентом и базовым устанавливается отношения включения
(include).
Иногда используют отношение расширения (extend). Оно устанавливается между
базовым прецедентом и прецедентом, содержащим некоторое дополнительное
поведение, выполняемое при определенных условиях.
2. Обобщение
Если несколько прецедентов имеют похожее поведение, то следует выделить общее
поведение в отдельный прецедент (родительский). Между каждым из частных
прецедентов и родительским устанавливается отношение обобщения (generalization).
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Язык SIMAN
Имитационное моделирование позволяет:
воспроизводить процесс функционирования системы во времени,
осуществлять многократные испытания модели с разными входными данными
Применяется для того, чтобы выявлять «узкие» места, прогнозировать возможные
сценарии развития процессов, оценивать различные варианты реализации
системы.
Основные элементы имитационной модели SIMAN (ПП «Arena»):
• процессы (Process) – работы, операции, действия;
• ресурсы (Resource), выполняющие процессы – люди (продавцы, клерки,
рабочие) или оборудование (станки, компьютеры);
• сущности (Entity), обрабатываемые процессами – заказы, документы, заготовки
изделий, клиенты и т.д.;
• очереди (Queue) из сущностей, ожидающих обработки – образуются перед
процессами, которые в данный момент заняты.
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Графические модули SIMAN
Процессы отображаются в виде графических модулей:
Модуль Create (Источник) создает сущности, обрабатываемые
в системе (прибытие клиентов в банк или в магазин,
поступление заказов и т.д.). Скорость создания сущностей
обычно задается статистической функцией.
Примеры распределения времени создания сущностей:
• равномерное распределение – клиенты приходят равномерно, раз в 5-9 минут
• треугольное – клиенты приходят через 7±2 мин, но наиболее часто - через 7 минут
• экспоненциальное – количество приходящих клиентов увеличивается по
экспоненте
Модуль Process имитирует процесс обработки сущностей
(обслуживание клиентов, обработка документов или деталей
и т.д.). Время обработки сущности обычно задается
статистической функцией.
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Графические модули SIMAN
Модуль Assign предназначен для задания значения
атрибута сущности (номер операции, требуемой клиентом,
или тип документа). Обычно задается случайное значение
по заданной статистической функции.
Модуль Decide позволяет проверять условия и в зависимости
от результата проверки направлять сущности тому или иному
процессу (если клиенту банка требуется операция снятия со
счета, то он направляется в один отдел, если он хочет
оформить кредит, то – в другой отдел).
Модуль Dispose (Сток) удаляет сущности из системы (уход
клиентов из банка или магазина, окончание обработки
документа и т.д.).
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Модель на языке SIMAN
Имитационная модель системы обслуживания в банке
распределяет клиентов
по кассам в зависимости
от операции
имитирует приход
клиентов в банк
Create 1
имитирует работу 1-го кассира,
выполняющего операцию 1
Assign 1
Decide 1
False
присваивает клиентам
атрибут oper - номер
кассовой операции (один
из 3х видов операций)
Process 1
Dispose 1
Oper = 1
Oper = 2
Decide 2
имитирует уход
клиентов из банка
Process 3
имитируют работу
2-го и 3-го кассиров,
выполняющих
операцию 2
True
False
распределяет клиентов
между вторым и
третьим кассиром
Process 4
Decide 3
распределяет клиентов между
четвертым и пятым кассиром
Process 2
False
True
Process 5
имитируют работу
4-го и 5-го кассиров,
выполняющих
операцию 3
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Задание свойств модулей
Для каждого из модулей пользователь
вводит в диалоговом окне конкретные
значения параметров.
Параметры модуля Create:
Name – имя модуля,
EntityType – тип создаваемых сущностей,
Type – способ формирования потока,
Expression – распределение (время между
прибытиями сущностей)
и др.
равномерное распределение
В ПП «Arena 7.0» заложены 13 типов
стандартных распределений:
равномерное, треугольное,
нормальное, экспоненциальное,
пуассоновское и др.
P
треугольное распределение
P
P3
P1
P2
P1
Min
Max Ед.
Min
Most
Likely
Max Ед.
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Задание свойств модулей
Параметры модуля Process:
Name - имя модуля,
Action - тип обработки сущностей,
Resources - ресурсы, обрабатывающие
сущности,
Delay Type - тип распределения (время,
затрачиваемое на обработку)
и др.
Параметры модуля Decide:
Name - имя модуля,
Type – тип принятия решения (вероятностный
выбор, проверка условия).
If – тип условия и др.
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Имитация
После построения модели осуществляется имитация - «проигрывание» модели.
Пользователь задает условия окончания эксперимента - общее время проведения
эксперимента или количество сущностей, которые должны пройти через систему.
Задаются характеристики системы, по которым требуется получить статистику.
Режим продвижения модельного времени от события к событию:
Сначала часы модельного времени - в 0. Затем определяется время возникновения
будущих событий. Часы переходят на время возникновения ближайшего события
(период бездействия пропускается) и обновляется состояние системы с учетом
произошедшего события. Затем часы продвигаются ко времени следующего
ближайшего события и т.д. пока не будет выполнено условие останова.
e0
e1
e2
e3
e4
e5
0
t1
t2
t3
t4
t5
Время
Тема 4. Язык имитационного
моделирования SIMAN
Отчеты
После «проигрывания» модели автоматически генерируются отчеты.
Виды отчетов, формируемые ПП «Arena»:
• по сущностям – общее время нахождения в системе, суммарное время ожидания,
среднее, максимальное и минимальное значение стоимости (стоимости ожидания,
добавочной, недобавочной, общей стоимости) и др.;
• по очередям, образующимся в модулях процессов, – среднее, максимальное и
минимальное время ожидания в очереди, количество сущностей, ожидающих в
очереди;
• по процессам – статистика по характеристикам времени и стоимости (аналогично
отчету по сущностям);
• по ресурсам – статистика по затраченным ресурсам.
Построив несколько моделей системы, отражающих различные варианты
выполнения бизнес-процессов, «проиграв» их и проанализировав отчеты,
можно выбрать оптимальный вариант.
Тема 5. Инструментальные средства
Возможности инструментальных
средств
визуальное моделирование, позволяющее формировать графическую модель (в
виде диаграмм, блок-схем, графов) в интерактивном режиме с использованием
визуальных средств;
проверка моделей – проверка соблюдения синтаксических и семантических правил
построения моделей, определенных в используемой методологии моделирования;
анализ построенных моделей – возможность просчитать стоимостные и временные
характеристики процессов, проверить гипотезы «что, если …», выявить логические
ошибки и т.д.;
документирование – вывод представленной в моделях информации в виде текстовых
описаний, содержащихся в файлах заданного формата;
интеграция различных информационных систем – возможность обмениваться
информацией о моделируемых процессах между различными приложениями;
автоматическое создание компонент информационных систем – например,
автоматическая кодогенерация (создание компьютерных программ), генерация баз
данных на основе введенных моделей и диаграмм.
Тема 5. Инструментальные средства
CASE-средства
CASE (Computer Aided Software Engineering – компьютерная поддержка
проектирования программного обеспечения) - это программно-технические
средства для автоматизации разработки информационных систем.
Классификация по уровню проектирования в жизненном цикле
создания ИС:
• средства верхнего уровня (Upper CASE) - анализ предметной области,
определение места ИС в контуре бизнес-системы;
• средства среднего уровня (Middle CASE) - разработка архитектуры ИС,
создание проектных спецификаций;
• средства нижнего уровня (Lower CASE) – поддержка разработки
программного обеспечения.
Классификация по типам:
• средства анализа предметной области (соответствуют Upper CASE);
• средства анализа и проектирования (соответствуют Middle CASE)
• средства разработки приложений (соответствуют Lower CASE).
• вспомогательные (средства управления проектом, средства тестирования,
документирования и т.д.).
Тема 5. Инструментальные средства
CASE-средства
Средства анализа предметной области.
Функции: формирование модели предметной области (диаграмм функциональной
декомпозиции, диаграмм потоков данных и др.).
используемые методологии – IDEF0, ABC, DFD, IDEF3.
Примеры:
Design/IDEF, BPwin, CASE Аналитик
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для
построения моделей существующего, нового бизнеса.
Средства анализа и проектирования.
Функции:
формирование архитектуры ИС, спецификации компонентов и
интерфейсов, алгоритмов, структур данных (схем баз данных).
используемые методологии – ERD, DSD, IDEF1X, SAD, UML.
Примеры:
Silverrun, Erwin, Designer/2000, CASE Аналитик, Rational Rose
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для
построения модели информационной системы поддержки нового бизнеса.
Тема 5. Инструментальные средства
CASE-средства
Средства разработки приложений
Функции:
генерация программного кода на различных языках программирования
(C++, Object Pascal, Java, Visual Basic)
Примеры:
RAD-средства - Power Builder, Delphi, 4GL, генераторы кодов Rational Rose
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для
построения ИС поддержки нового бизнеса на основе модели ИС.
Средства управления проектом.
Функции:
формирование календарных графиков работ в виде диаграмм Ганта,
управление ресурсами (распределение ресурсов между работами),
управление затратами (расчет финансовых показателей проекта)
Примеры:
Microsoft Project, Time Line, CA-SuperProject.
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются на
подготовительном этапе для планирования выполнения проекта.
Тема 5. Инструментальные средства
Инструментальное средство BPwin
Поддерживает методологии
IDEF0, DFD и IDEF3,
экспорт/импорт с EasyABC,
Arena, ERwin, MS Excel, MS
Word.
Имеет простой и понятный
интерфейс пользователя
Осуществляет проверку
целостности и согласованности
модели
Предоставляет 2 инструмента
для оценки бизнес-процессов:
функционально-стоимостной
анализ (ABC)
оценка свойств, определяемых
пользователем.
Тема 5. Инструментальные средства
CASE-средство Rational Rose
Содержит все диаграммы UML,
начиная от диаграмм
вариантов использования и
заканчивая диаграммами
реализации.
Одним из наиболее мощных
свойств данного
инструментария является
возможность генерации
программного кода (на языках
C++, Java, Visual Basic,
PowerBuilder и др.) на основе
построенных моделей
Тема 5. Инструментальные средства
Программный пакет Arena
ПП Arena использует
язык SIMAN
Пользователь может:
создать модель разместить нужные
графические модули,
задать их свойства,
соединить модули
«проиграть» модель –
задать время
имитации и запустить
процесс
сформировать отчеты
проанализировать
результаты
моделирования.
