Разработка програмы Tweaker
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 5
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 6
1.1 Анализ существующих языков и нотаций моделирования 7
1.2 Нотация BPMN 7
1.2.1. Типы процессов в нотации BPMN 7
1.2.2. Пример диаграммы BPMN 8
1.3. Язык моделирования бизнес-процессов BPML 8
1.4. Язык реализации бизнес-процессов BPEL 11
1.5. Язык моделирования XPDL 12
1.6 Язык моделирования UML 14
1.7 Приемущества и недостатки стандартов 19
1.7.1 BPMN 19
1.7.2 BPEL 19
1.7.3 UML 20
2 СТРУКТУРА
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
2.1 Составляющие производства 22
2.2 Потоки данных 25
2.3 Изучение задач управления 27
3 ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ 29
3.1 Пакет Aris ToolSet 29
3.1.1 Наиболее
часто используемые на
3.1.2 Сравнительныей анализ Aris Toolset 5.0 и BPwin 4.0 31
3.2 BPwin 32
3.3 Rational Rose ‘98 33
3.4 Сравнение программных средств 34
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК 36
Введение
Ведение бизнеса заставляет
учитывать множество аспектов, для
этого необходимо анализировать
и планировать. Бизнес-процессы показывают
последовательность и взаимосвязи
работ, условия выполнения и необходимые
для этого ресурсы. В качестве
ресурсов можно рассматривать сырье,
финансы, людей, оборудование, информационные
системы и т.д. Они группируют
различные виды деятельности компании
по результату, который важен для
конечного клиента или партнера
компании. Бизнес-процессы можно оценить
с точки зрения стоимости их для
компании и прибыли, которую они
приносят. Должностные функции в
этой связи трансформируются в конкретные
работы и операции и, тем самым, становятся
более понятными своим
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
В данной работе будут рассматриваться четыре языка и нотации моделирования: BPMN, BPML, BPEL, XPDL и получивший на сегодняшний день официальный стандарт моделирования UML.
1.1 Анализ существующих языков и нотаций моделирования
1.2 Нотация BPMN
Основным инструментом BPMN служит диаграмма бизнес-процессов (BusinessProcess Diagram, BPD). Полученная в результате модель представляетсобой сеть графических объектов, которые изображают действия, связанныепотоками управления.
1.2.1. Типы процессов в нотации BPMN
В рамках общей нотации BPMN существует три типа процессов:
–– частные, или внутренние, процессы (Private) — внутренние процессы определённой организации;
–– абстрактные, или открытые, процессы (Abstract) — взаимодействие между процессами на уровне обмена сообщениями;
–– совместные, или глобальные, процессы (Collaboration) — два и более абстрактных процесса на одной диаграмме.
Частные бизнес-процессы обычно называют WorkFlow или процессами
BPM (управление деловыми процессами). На диаграммах BPMN каждый частный бизнес-процесс помещается в отдельную область, и таким образом последовательный поток процесса содержится внутри области и не может пересекать её границы. При этом поток сообщений может пересекать границыобласти с целью указания на взаимодействия, существующие между отдельными частными бизнес-процессами.
Абстрактными считаются процессы, действия которых имеют связи за пределами частного бизнес-процесса. Кроме того, к абстрактным процессам относятся соответствующие механизмы контроля потока. Абстрактные процессы содержатся внутри области и могут моделироваться отдельно или внутри общей схемы BPMN для демонстрации потока сообщений между блокамиабстрактного процесса и другими объектами.
Совместный процесс отображает взаимодействие между двумя и более бизнес-объектами. Его можно изобразить в виде двух или более взаимодействующих абстрактных процессов.
1.2.2. Пример диаграммы BPMN
На рис. 1.1 приведён пример BPMN-процесса «Доставка товара в магазин». Магазин отправляет заявку на товар дистрибьютору. Дистрибьютор подтверждает получение заявки, запрашивает товар со склада. Перед отправкойтовара со склада проверяется наличие товара, при необходимости товар заказывается у поставщика, после чего товар доставляется грузоперевозчиком вмагазин.
Рисунок 1.1. Пример BPMN процесса «Доставка товара в магазин»
1.3. Язык моделирования бизнес-процессов BPML
Язык моделирования бизнес-процессов (Business Process Modeling Language, BPML) базируется на метаязыке XML. Бизнес-процесс в BPML соответствует иерархическому набору вложенных и последовательных тегов.
BPML предназначен для представления формальной модели, описывающей процессы, выполняемые в системе, которые определяют все аспекты корпоративных бизнес-процессов. BPML задаёт операции разного уровня сложности, транзакции и компенсации, управление данными, параллелизм, обработку исключений и операционную семантику. В основе BPML лежит языкXML, поэтому грамматика BPML оформляется в виде XML-схемы, что обеспечивает постоянство определений и их обмен между гетерогенными системами и инструментами моделирования.
BPML может применяться
для более детального
Он преобразует бизнес-операции в сообщения, которыми обмениваются процессы.
WorkFlow-процесс в BPML определяется при помощи элементов: деятельность (Activity), сигнал (Signal), исключение (Exception), контекст (Context),свойство (Property).
Деятельность (Activity) является основным элементом бизнес-процесса.
Элементы Activity могут соединяться последовательно (простые) или вкладываться один в другой (сложные). Разные типы деятельности выполняютразличные функции.Также существуют типы деятельности, которые запускают дочерние процессы (как с ожиданием их окончания, так и без), организуютзадержки выполнения процесса и т.д. Кроме того, есть несколько типов деятельности, реализующих разного вида циклы.
BPML спецификация определяет следующие виды деятельности
–– простые:
– Action — выполняет или запускает операции обмена входящимии исходящими сообщениями;
– Assign — присваивает новое значение свойству;
– Call — запускает процесс и ждёт его завершения;
– Compensate — вызывает компенсации указанных процессов;
– Delay — выражает течение времени;
– Empty — ничего не делает;
– Fault — выдаёт сообщение об ошибке в текущем контексте;
– Raise — активизирует сигнал;
– Spawn — запускает процесс, не дожидаясь его завершения;
– Synch — синхронизирует по сигналу;
–– сложные:
– All — выполняет указанные операции параллельно;
– Choice — выполняет операции одного из составных комплектов, выбранного в соответствии с возникшим событием;
– Foreach — однократно выполняет операции для каждого пункта изсписка;
– Sequence — выполняет операции последовательно;
– Switch — выполняет операции одного из составных комплектов, выбранного на основе истинного значения условия;
– Until — выполняет операции один или более раз на основе истинного значения условия;
– While — не выполняет операции или выполняет их один или болеераз на основе истинного значения условия.
Для деятельности определены следующие состояния:
–– ready — деятельность находится в состоянии готовности;
–– active — деятельность находится в активном состоянии (работает);
–– completing — деятельность совершает действия для завершения выполненных работ;
–– completed — деятельность полностью завершила выполняемые действия;
–– aborting — деятельность совершает действия для прерывания выполняемых работ;
–– aborted — деятельность полностью завершила действия для прерывания выполняемых работ.
1.4. Язык реализации бизнес-процессов BPEL
Язык реализации бизнес-процессов (Business Process Execution Language,BPEL) используются для реализации модели нотации BPMN.
Язык BPEL стал результатом слияния WorkFlow-языков WSFL и XLANG,основанных на разных моделях: WSFL базируется на теории графов, XLANG - на иерархии тегов XML. BPEL позволяет определить последовательность выполнения функционала Web-сервисов в ходе различных потоков операций
(транзакций), но при этом не учитывает, как реализованы Web-сервисы, а лишь координирует их работу в ходе бизнес-процесса.
BPEL позволяет применять
условные ветвления,
Создаваемые с помощью BPEL
приложения относятся к категории «
BPEL определяет два вида процессов — абстрактный и исполняемый.Абстрактный процесс определяет протокол обмена сообщениями между различными участниками без учёта алгоритма их внутреннего поведения. Исполняемый процесс содержит в себе алгоритмы, определяющие порядок выполнения действий (Activities), назначение исполнителей, обмен сообщениями, правила обработки исключений и т.д.
Действия (Activities) в BPEL делятся на примитивные и структурные.
К примитивным Activities относятся:
–– Receive — ожидает сообщения внешнего источника;
–– Reply — отвечает внешнему источнику;
–– Invoke — запускает операцию какого-либо Web-сервиса;
–– Wait — ждёт в течение определённого периода времени;
–– Assign — копирует значение одной переменной в другую;
–– Throw — отбрасывает исключение в случае ошибки;
–– Terminate — принудительно завершает выполнение службы;
–– Empty — не выполняет никаких действий.
К структурным Activities относятся:
–– Sequence — соответствует последовательному выполнению действий,содержащихся внутри элемента;
–– Switch — условная передача управления (соответствует оператору Switch
языков программирования С++, Java и т. д.);
–– While — организует цикл типа «While»;
–– Pick — запускает обработку событий и исключительных ситуаций;
–– Flow — соответствует параллельному выполнению действий, содержащихся внутри элемента;
–– Scope — группирует узлы для программы-обработчика ошибок.
Кроме того, в языке присутствует понятие связь (Link), которая, как правило, применяется к элементам Activities, находящимся внутри параллельногоблока, накладывая ограничения на порядок их выполнения.
Переменные в BPEL описываются при помощи тега «variables». Для задания исполнителя используется тег «partnerLink».
1.5. Язык моделирования XPDL
XML Process Definition Language (XPDL) - это язык, предназначенный для описания определений и реализаций рабочих процессов. Спецификация XPDL, предложенная WorkflowManagementCoalition, представляет собой формальную модель для описания рабочих процессов, относящихся к любым сферам деятельности. В соответствии с ней каждый поток работ разбивается на следующий набор взаимодействующих между собой компонент (рисунок 1.2):
Рисунок 1.2 Потоки разбитые на компоненты
- WorkflowProcessDefinition - представляет собой контекст выполняющегося процесса и его данные могут быть доступны всем остальным компонентам.
- Activity - <действие> или <задание> процесса, представляющее собой этап, на котором происходит изменение содержания объектов процесса.
- TransitionInformation - переходы между заданиями (могут быть условными и безусловными).
- WorkflowRelevantData - оперативные данные, доступные всем компонентам процесса в ходе его выполнения.
- Participant - участник процесса, производящий <действия> над объектами и осуществляющий переходы (участники могут являться как человеческими, так и машинными ресурсами).
- Application - внешнее IT- или другое приложение, используемое для выполнения <действий>.
В языке XPDLрабочий процесс представляет собой направленный граф, узлами которого являются <действия>, связанные между собой переходами. Переходы могут быть условными, причем условие проверяется на этапе выполнения конкретного <действия>. В языке существует возможность выделения <блоков> - возможность объединения <действий> в блок <действий> со своими отдельными условными или безусловными точками входа и выхода. Так же имеется возможность определять вложенные подпроцессы внутри родительского процесса, которые сами по себе представляют полноценные потоки работ. Спецификация поддерживает возможность экспорта некоторых блоков описания одного процесса в описание другого с возможностью переопределения части импортируемого описания, что исключает необходимость дублирования идентичных фрагментов описания в нескольких процессах. XPDL является расширяемым стандартом. Он позволяет определять набор элементов и атрибутов, специфичных для конкретной сферы его применения. Элементы описания процессов XPDL имеют обширный набор атрибутов, определяющих ход выполнения процесса. К ним можно отнести условные выражения для переходов, временные рамки, задание множественных исполнителей <действий> и т.д.
1.6 Язык моделирования UML
UML — (унифицированный язык моделирования) — язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения. UML является языком широкого профиля, это открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования в основном программных систем. UML не является языком программирования, но в средствах выполнения UML-моделей как интерпретируемого кода возможна кодогенерация.
Диаграммы UML
Диаграмма классов
Диаграмма классов (Class diagram) — статическая структурная диаграмма, описывающая структуру системы, она демонстрирует классы системы, их атрибуты, методы и зависимости между классами.
Существуют разные точки зрения на построение диаграмм классов в зависимости от целей их применения:
- концептуальная точка зрения — диаграмма классов описывает модель предметной области, в ней присутствуют только классы прикладных объектов;
- точка зрения спецификации — диаграмма классов применяется при проектировании информационных систем;
- точка зрения реализации — диаграмма классов содержит классы, используемые непосредственно в программном коде (при использовании объектно-ориентированных языков программирования).
Диаграмма компонентов
Диаграмма компонентов (Component diagram) — статическая структурная диаграмма, показывает разбиение программной системы на структурные компоненты и связи (зависимости) между компонентами. В качестве физических компонент могут выступать файлы, библиотеки, модули, исполняемые файлы, пакеты и т. п.
Диаграмма композитной/составной структуры
Шаблон проектирования Декоратор на диаграмме кооперации
Диаграмма композитной/составной структуры (Composite structure diagram) — статическая структурная диаграмма, демонстрирует внутреннюю структуру классов и, по возможности, взаимодействие элементов (частей) внутренней структуры класса.
Подвидом диаграмм композитной структуры являются диаграммы кооперации (Collaboration diagram, введены в UML 2.0), которые показывают роли и взаимодействие классов в рамках кооперации. Кооперации удобны при моделировании шаблонов проектирования.
Диаграммы композитной структуры могут использоваться совместно с диаграммами классов.
Диаграмма развёртывания
Диаграмма развёртывания (Deployment diagram) — служит для моделирования работающих узлов и артефактов, развёрнутых на них. В UML 2 на узлах разворачиваются артефакт, в то время как в UML 1 на узлах разворачивались компоненты. Между артефактом и логическим элементом (компонентом), который он реализует, устанавливается зависимость манифестации.
Диаграмма объектов
Диаграмма объектов (Object diagram) — демонстрирует полный или частичный снимок моделируемой системы в заданный момент времени. На диаграмме объектов отображаются экземпляры классов (объекты) системы с указанием текущих значений их атрибутов и связей между объектами.
Диаграмма пакетов
Диаграмма пакетов (Package diagram) — структурная диаграмма, основным содержанием которой являются пакеты и отношения между ними. Жёсткого разделения между разными структурными диаграммами не проводится, поэтому данное название предлагается исключительно для удобства и не имеет семантического значения (пакеты и диаграммы пакетов могут присутствовать на других структурных диаграммах). Диаграммы пакетов служат, в первую очередь, для организации элементов в группы по какому-либо признаку с целью упрощения структуры и организации работы с моделью системы.
Диаграмма деятельности
Диаграмма деятельности (Activity diagram) — диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности на её составные части. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий, соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла к входам другого.
Диаграммы деятельности используются
при моделировании бизнес-
Аналогом диаграмм деятельности являются схемы алгоритмов по ГОСТ 19.701-90.
Диаграмма автомата
Диаграмма автомата (State Machine diagram, диаграмма конечного автомата, диаграмма состояний) — диаграмма, на которой представлен конечный автомат с простыми состояниями, переходами и композитными состояниями.
Конечный автомат — спецификация последовательности состояний, через которые проходит объект или взаимодействие в ответ на события своей жизни, а также ответные действия объекта на эти события. Конечный автомат прикреплён к исходному элементу (классу, кооперации или методу) и служит для определения поведения его экземпляров.
Диаграмма вариантов использования
Диаграмма вариантов использования (Use case diagram) — диаграмма, на которой отражены отношения, существующие между акторами и вариантами использования.
Основная задача — представлять собой единое средство, дающее возможность заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать функциональность и поведение системы.
Диаграммы коммуникации и последовательности
Диаграммы коммуникации и последовательности транзитивны, выражают взаимодействие, но показывают его различными способами и с достаточной степенью точности могут быть преобразованы одна в другую.
Диаграмма коммуникации (Communication diagram, в UML 1.x — диаграмма кооперации, collaboration diagram) — диаграмма, на которой изображаются взаимодействия между частями композитной структуры или ролями кооперации. В отличие от диаграммы последовательности, на диаграмме коммуникации явно указываются отношения между элементами (объектами), а время как отдельное измерение не используется (применяются порядковые номера вызовов).
Диаграмма последовательности (Sequence diagram) — диаграмма, на которой изображено упорядоченное во времени взаимодействие объектов. В частности, на ней изображаются участвующие во взаимодействии объекты и последовательность сообщений, которыми они обмениваются.
Диаграмма сотрудничества — Этот тип диаграмм позволяет описать взаимодействия объектов, абстрагируясь от последовательности передачи сообщений. На этом типе диаграмм в компактном виде отражаются все принимаемые и передаваемые сообщения конкретного объекта и типы этих сообщений.
По причине того, что диаграммы Sequence и Collaboration являются разными взглядами на одни и те же процессы, Rational Rose позволяет создавать из Sequence диаграммы диаграмму Collaboration и наоборот, а также производит автоматическую синхронизацию этих диаграмм.
Диаграмма обзора взаимодействия
Диаграмма обзора взаимодействия (Interaction overview diagram) — разновидность диаграммы деятельности, включающая фрагменты диаграммы последовательности и конструкции потока управления.
Этот тип диаграмм включает в себя диаграммы Sequence diagram (диаграммы последовательностей действий) и Collaboration diagram (диаграммы сотрудничества). Эти диаграммы позволяют с разных точек зрения рассмотреть взаимодействие объектов в создаваемой системе.
Диаграмма синхронизации
Диаграмма синхронизации (Timing diagram) — альтернативное представление диаграммы последовательности, явным образом показывающее изменения состояния на линии жизни с заданной шкалой времени. Может быть полезна в приложениях реального времени.
1.7 Приемущества и недостатки стандартов
1.7.1 BPMN
Преимущества:
- Нотация использует базовый набор интуитивно понятных элементов
- Современный стандарт моделирования бизнес-процессов
- Высокая информативность получаемых диаграмм
- Возможность отразить на диаграмме сценарий выполнения процесса, т.е. описать последовательность действий «если-то-иначе»
Недостатки:
- Высокие требования к компетенции аналитика при использовании стандарта
1.7.2 BPEL
Преимущества:
- отражение специфики как графовой, так и блочной структуры описания рабочих процессов;
- возможность представления всего рабочего процесса в виде Web-сервиса для определения композиций процессов;
- абстрактность и динамичность связи с реальными исполнителями того или иного этапа процесса (конкретными Web-сервисами);
- возможность привлечения человеческих ресурсов во время исполнения процесса за счет поддержки асинхронной модели взаимодействия;
- наличие развитых механизмов управления экземплярами процессов и маршрутизации внешних сообщений между ними;
- развитые механизмы обработки исключительных ситуаций и компенсации контекстов, позволяющие реализовать средствами самого языка модель бизнес-транзакций.
Недостатки:
- ограничения применения в основной области и интеграции с SOA
1.7.3 UML
Преимущества:
- UML объектно-ориентирован, в результате чего методы описания результатов анализа и проектирования семантически близки к методам программирования на современных ОО-языках
- UML позволяет описать систему практически со всех возможных точек зрения и разные аспекты поведения системы
- Диаграммы UML сравнительно просты для чтения после достаточно быстрого ознакомления с его синтаксисом
- UML расширяет и позволяет вводить собственные текстовые и графические стереотипы, что способствует его применению не только в сфере программной инженерии
- UML получил широкое распространение и динамично развивается
Недостатки:
- Избыточность языка
- Не точная семнтика
- Проблемы при изучении и внедрении
- Только код отражает код
- Кумулятивная нагрузка/Рассогласование нагрузки
2 СТРУКТУРА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
2.1 Составляющие производства
Целью изучения будет простой завод по производству микрочипов. Необходимо разработать план завода, распределить ответственные структуры, составить смету расходов и доходов. Завод будет состоять из различных процессов, таких как производство, финансовый отдел, отдел складирования и отдела инженерных разработок.
Задачей ставиться цель разработать структуру взаимодействия процессов и смоделировать эти процессы. Дальнейшей задачи будет реализация приложения способного обрабатывать входящую информацию о процессах и выводить статистические данные поступающей информации.
- Рассмотрим структуру производс
тва
Производство состоит из отделов складирования, цехов, персонала и инженерных разработок.
Рисунок 2.1 Структура основных составляющих производства
- Складирование занимается товарами, сырьём, готовой продукцией.
- Цеха разделены на участки, производства,, компоновки и сборки готовой продукции.
- Персонал разделён на различные составы для производства и разработки продукции.
- Инженерные разработки – это отдел по созданию и внедрению новых технологий в производство, так же занимается модернизацией старых технологий.
