Глава 2
АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ
И ПОСТРОЕНИЕ ТОПОЛОГИИ СЕТИ
2.1. Методология проектирования компьютерной сети
Большое значение при создании территориально распределенных сетей высокой сложности имеет начальный этап проектирования сети. Нечеткость требований, нерешенные вопросы и допущенные на этапе анализа ошибки порождают на последующих этапах сложные, часто неразрешимые проблемы.
Для анализа информационных потоков на начальных этапах разработки сети целесообразно использовать структурный анализ - метод исследования, которое начинается с общего обзора проектируемой системы и в дальнейшем постепенно детализируется, приобретая иерархическую структуру. Для таких методов характерно разбиение на уровни с ограничением числа элементов на каждом из них. На каждом уровне включаются лишь самые основные детали и применяются строгие формальные правила записи. Так происходит последовательное приближение к конечному результату [11, 37, 154].
В настоящее время известно около 90 разновидностей структурного системного анализа, которые могут быть классифицированы по отношению к объектам исследования, по порядку построения модели, по типу целевых систем. Во всех этих методах используются три группы средств.
1. DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных или SADT (Structured Analysis Design Technique) - диаграммы, иллюстрирующие функции, которые система должна выполнять.
2. ERD (Entity-Relationship Diagrams) - диаграммы "сущность-связь", моделирующие отношения между данными.
3. STD (State Transition Diagrams) - диаграммы переходов состояний, моделирующие зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).
В настоящее время для моделирования отношений между данными в компьютерных системах и сетях применяются и ERD- , и STD-диаграммы, поэтому выполним сравнительный анализ средств функционального моделирования - DFD- и SADT-диаграмм по следующим параметрам:
адекватность средств моделирования рассматриваемой проблеме;
согласованность с другими средствами анализа;
интеграция с последующими этапами разработки и проектирования.
Выбор структурной методологии напрямую зависит от задач, для решения которых создается модель. Выделим две разновидности таких задач: задачи, связанные с реорганизацией существующей сети и задачи, связанные с анализом требований и проектированием "с нуля" территориально распределенных или сложных локальных сетей.
При анализе систем обработки информации обычно используется методология DFD [11, 38, 154]. Практически любой класс систем может быть успешно промоделирован при помощи DFD-ориентированных методов. В этом случае вместо реальных объектов рассматриваются отношения, описывающие свойства этих объектов и правила их поведения. Примерами таких систем служат системы документооборота, управления и другие системы, богатые разнообразными отношениями.
SADT-диаграммы значительно менее выразительны и удобны для моделирования систем обработки информации. Дуги в SADT жестко типизированы (вход, выход, управление, исполнитель). В то же время применительно к системам обработки информации стирается смысловое различие между входами-выходами и управлениями и механизмами: входы, выходы и управления являются потоками данных или управления и правилами их трансформации. Анализ системы при помощи потоков данных и процессов, их преобразующих, является более прозрачным и недвусмысленным.
В SADT отсутствуют средства для моделирования особенностей систем обработки информации, тогда как DFD изначально создавались как средство проектирования информационных систем и имеют более богатый набор элементов, адекватно отражающих специфику таких систем (например, хранилища данных являются прообразами файлов или баз данных, внешние сущности отражают взаимодействие моделируемой системы с внешним миром) [11, 37, 154].
Ограничения SADT, запрещающие использовать более 5-7 блоков на диаграмме, в ряде случаев вынуждают искусственно детализировать систему, что затрудняет понимание модели, резко увеличивает ее объем и ведет к неадекватности модели реальной ситуации.
Важным достоинством любых моделей является возможность их интеграции с моделями других типов на различных этапах проектирования, в частности, важна согласованность функциональных моделей со средствами информационного (ERD) и событийного или временного (STD) моделирования. Согласование SADT-модели с ERD или STD практически невозможно или носит тривиальный характер. В свою очередь, DFD, ERD и STD взаимно дополняют друг друга, являясь согласованными представлениями различных аспектов одной и той же модели. В табл. 2.1 показаны возможности такой интеграции для DFD и SADT-моделей.
Таблица 2.1
Совместимость методологий проектирования
НазваниеERDSTDСтруктурные картыDFD+++SADT+--
Интеграция DFD - STD осуществляется за счет расширения классической DFD специальными средствами проектирования систем реального времени (управляющими процессами, потоками, хранилищами данных). Интеграция DFD - ERD осуществляется с использованием отсутствующего в SADT объекта - хранилища данных, структура которого описывается с помощью ERD.
Важная характеристика методологии - ее совместимость с последующими этапами применения результатов анализа (прежде всего - с этапом проектирования, непосредственно следующим за анализом и опирающимся на его результаты). Так, DFD могут быть легко преобразованы в модели проектирования (структурные карты). Известен ряд алгоритмов автоматического преобразования иерархии DFD в структурные карты различных видов, что обеспечивает логичный и безболезненный переход от этапа анализа требований к проектированию системы. С другой стороны, в настоящее время отсутствуют формальные методы преобразования SADT-диаграмм в проектные решения системы обработки информации.
Как показывает проведенный анализ, методология SADT (ее подмножество IDEF0) является в настоящее время одной из наиболее популя