Диаграммы IDEF3

& Наличие в диаграммах DFD элементов для описания источников, приемников и хранилищ данных позволяет более эффективно и наглядно описать процесс документооборота.

Однако дляописания логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3 , называемая также workflow diagramming - методологией моделирования, использующая графическое описание информационных потоков, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов.

Диаграммы Workflow могут быть использованы в моделировании бизнес-процессов для анализа завершенности процедур обработки информации. С их помощью можно описывать сценарии действий сотрудников организации, например последовательность обработки заказа или события, которые необходимо обработать за конечное время. Каждый сценарий сопровождается описанием процесса и может быть использован для документирования каждой функции.

IDEF3 - это метод, имеющий основной целью дать возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе .

Каждая работа в IDEF3 описывает какой-либо сценарий бизнес-процесса и может являться составляющей другой работы. Поскольку сценарий описывает цель и рамки модели, важно, чтобы работы именовались отглагольным существительным, обозначающим процесс действия, или именным словосочетанием, содержащим такое существительное.

Точка зрения на модель должна быть задокументирована. Обычно это точка зрения человека, ответственного за работу в целом. Также необходимо задокументировать цель модели - те вопросы, на которые призвана ответить модель.

Диаграмма является основной единицей описания в IDEF3 Важно правильно построить диаграммы, поскольку они предназначены для чтения другими людьми (а не только автором).

Единицы работы – Unit of Work (UOW) , также называемые работами (activity), являются центральными компонентами модели. В IDEF3 работы изображаются прямоугольниками с прямыми углами (рис. 6.1.) и имеют имя , выраженное отглагольным существительным, обозначающим процесс действия , одиночным или в составе словосочетания, и номер (идентификатор); другое имя существительное в составе того же словосочетания, зависимое от отглагольного существительного, обычно отображает основной выход (результат) работы (например, "Изготовление изделия"}.

Рис. 6.1. Обозначение работы в диаграмме IDEF3

Связи показывают взаимоотношения работ. Все связи в IDEF3 однонаправлены и могут быть направлены куда угодно, но обычно диа­граммы IDEF3 стараются построить так, чтобы связи были направлены слева направо . В IDEF3 различают три типа стрелок, изображающих связи, стиль которых устанавливается во вкладке Style (рис. 6.2.) диалога Arrow Properties (пункт контекстного меню Style ).

Рис. 6.2. Вкладка Style диалога Arrow Properties

Старшая (Precedence) стрелка - сплошная линия, связывающая единицы работ (UOW). Рисуется слева направо или сверху вниз. Показывает, что работа-источник должна закончиться прежде, чем работа-цель начнется.

Стрелка отношения (Relational) - пунктирная линия, использующаяся для изображения связей между единицами работ (UOW), а также между единицами работ и объектами ссылок.

Потоки объектов (Object Flow) - стрелка с двумя наконечниками, применяется для описания того факта, что объект используется в двух или более единицах работы, например, когда объект порождается в одной работе и используется в другой.

Старшая связь показывает, что работа-источник заканчивается ранее, чем начинается работа-цель. Часто результатом работы-источника становится объект, необходимый для запуска работы-цели. В этом случае стрелку, обозначающую объект, изображают с двойным наконечником. Имя стрелки должно ясно идентифицировать отображаемый объект. Поток объектов имеет ту же семантику, что и старшая стрелка.

Отношение показывает, что стрелка является альтернативой старшей стрелке или потоку объектов в смысле задания последовательности выполнения работ - работа-источник не обязательно должна закончиться прежде, чем работа-цель начнется. Более того, работа-цель может закончиться прежде, чем закончится работа-источник (рис. 6.3.).

Рис. 6.3. Временная диаграмма выполнения работ

Перекрестки (Junction). Окончание одной работы может служить сигналом к началу нескольких работ, или же одна работа для своего запуска может ожидать окончания нескольких работ. Перекрестки используются для отображения логики взаимодействия стрелок при слиянии и разветвлении или для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы.

Различают перекрестки для слияния (Fan-in Junction ) и разветвления (Fan-in Junction ) стрелок. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и разветвления.

Для внесения перекрестка служит кнопка в палитре инструментов. В диалоге Junction Туре Editor нужно будет указать тип перекрестка (рис. 6.4.).

Рис. 6.4. Типы перекрестков

Смысл каждого типа приведен в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Типы перекрестков

Обозначение	Наименование	Смысл в случае слияния стрелок Fan-in Junction	Смысл в случае разветвления стрелок Fan-in Junction
	Асинхронное «И» (Asynchronous AND)	Все предшествующие процессы должны быть завершены	Все следующие процессы должны быть запущены
	Синхронное «И» (Synchronous AND)	Все предшествующие процессы завершены одновременно	Все следующие процессы запускаются одновременно
	Асинхронное «ИЛИ» (Asynchronous OR)	Один или несколько предшествующих процессов должны быть завершены	Один или несколько следующих процессов должны быть запущены
	Синхронное «ИЛИ» (Synchronous OR)	Один или несколько предшествующих процессов завершены одновременно	Один или несколько следующих процессов запускаются одновременно
	Исключающее «ИЛИ» XOR (Exclusive OR)	Только один предшествующий процесс за­вершен	Только один следующий процесс запускается

Все перекрестки на диаграмме нумеруются, каждый номер имеет префикс J (рис. 6.5.).

IDEF3 - способ описания процессов с использованием структу­рированного метода, позволяющего эксперту в предметной области представить положение вещей как упорядоченную последователь­ность событий с одновременным описанием объектов, имеющих не­посредственное отношение к процессу.

IDEF3 является технологией, хорошо приспособленной для сбора данных, требующихся для проведения структурного анализа системы.

В отличие от большинства технологий моделирования бизнес-процессов, IDEF3 не имеет жестких синтаксических или семантиче­ских ограничений, делающих неудобным описание неполных или нецелостных систем. Кроме того, автор модели (системный аналитик) избавлен от необходимости смешивать свои собственные предпо­ложения о функционировании системы с экспертными утвержде­ниями в целях заполнения пробелов в описании предметной области. На рис. 3.1 изображен пример описания процесса с использованием методологии IDEF3 .

IDEF3 также может быть использован как метод проектирования бизнес-процессов. IDEF3-моделирование органично дополняет тра­диционное моделирование с использованием стандарта методологии IDEF0 . В на­стоящее время оно получает все большее распространение как вполне жизнеспособный путь построения моделей проектируемых систем для дальнейшего анализа имитационными методами. Имитационное тестирование часто используют для оценки эксплуатационных ка­честв разрабатываемой системы. Более подробно методы имитацион­ного анализа будут рассмотрены ниже.

Рис.3.1 Описание процесса в методологии IDEF3

Синтаксис и семантика моделей IDEF3

Основой модели IDEF3 служит так называемый сценарий биз­нес-процесса, который выделяет последовательность действий или подпроцессов анализируемой системы. Поскольку сценарий опреде­ляет назначение и границы модели, довольно важным является под­бор подходящего наименования для обозначения действий. Для под­бора необходимого имени применяются стандартные рекомендации по предпочтительному использованию глаголов и отглагольных су­ществительных, например «обработать заказ клиента» или «приме­нить новый дизайн».

Сценарий для большинства моделей должен быть документиро­ван. Обычно это название набора должностных обязанностей челове­ка, являющегося источником информации о моделируемом процессе.

Также важным для системного аналитика является понимание це­ли моделирования - набора вопросов, ответами на которые будет служить модель, границ моделирования - какие части системы вой­дут, а какие не будут отображены в модели, и целевой аудитории - для кого разрабатывается модель.

Диаграммы

Как и в любой рассматриваемой в этой книге технологии модели­рования действий, главной организационной единицей модели IDEF3 является диаграмма. Взаимная организация диаграмм внутри модели IDEF3 особенно важна в случае, когда модель заведомо создается для последующего опубликования или рецензирования, что является вполне обычной практикой при проектировании новых систем. В этом случае системный аналитик должен позаботиться о таком информаци­онном наполнении диаграмм, чтобы каждая из них была самодоста­точной и в то же время понятной пользователю.

Единица работы. Действие

Аналогично другим технологиям моделирования действие, или в терминах IDEF3 «единица работы» (Unit of Work - UOW), - другой важный компонент модели. Диаграммы IDEF3 отображают действие в виде прямоугольника. Как уже отмечалось, действия именуются с использованием глаголов или отглагольных существительных, каж­дому из действий присваивается уникальный идентификационный номер. Этот номер не используется вновь даже в том случае, если в процессе построения модели действие удаляется. В диаграммах IDEF3 номер действия обычно предваряется номером его родителя (рис. 3.2)

Рис. 3.2. Изображение и нумерация действия в диаграмме IDEF3

Связи

Связи выделяют существенные взаимоотношения между дейст­виями. Все связи в IDEF3 являются однонаправленными, и хотя стрел­ка может начинаться или заканчиваться на любой стороне блока, обо­значающего действие, диаграммы IDEF3 обычно организуются слева направо таким образом, что стрелки начинаются на правой и заканчи­ваются на левой стороне блоков. В табл. 3.1 приведены три возмож­ных типа связей.

Связь типа «временное предшествование» . Как видно из назва­ния, связи этого типа показывают, что исходное действие должно пол­ностью завершиться, прежде чем начнется выполнение конечного действия. Связь должна быть поименована таким образом, чтобы че­ловеку, просматривающему модель, была понятна причина ее появления. Во многих случаях завершение одного действия инициирует на­чало выполнения другого, как показано на рис. 3.3. В этом примере автор должен принять рекомендации рецензентов, прежде чем начать вносить соответствующие изменения в работу.

Изобра­жение	Название	Назначение
	Временнбе предшест­вование (Temporal pre­cedence)	Исходное действие должно завершить­ся, прежде чем конечное действие смо­жет начаться
	Объектный поток (Object flow)	Выход исходного действия является входом конечного действия. Из этого, в частности, следует, что исходное действие должно завершиться, прежде чем конечное действие сможет начаться
	Нечеткое отношение (Relationship)	Вид взаимодействия между исходным и конечным действиями задается анали­тиком отдельно для каждого случая ис­пользования такого отношения

Таблица 2.1

Рис. 3.3. Связь типа “временное предшествование” между действиями 1 и 2.

Связь типа «объектный поток» . Одна из наиболее часто встре­чающихся причин использования связи типа «объектный поток» за­ключается в том, что некоторый объект, являющийся результатом вы­полнения исходного действия, необходим для выполнения конечного действия. Обозначение такой связи отличается от связи временного предшествования двойной стрелкой. Наименования потоковых связей должны четко идентифицировать объект, который передается с их по­мощью. Временная семантика объектных связей аналогична связям предшествования, это означает, что порождающее объектную связь исходное действие должно завершиться, прежде чем конечное дейст­вие может начать выполняться.

Связь типа «нечеткое отношение». Связи этого типа использу­ются для выделения отношений между действиями, которые невоз­можно описать с использованием предшественных или объектных связей. Значение каждой такой связи должно быть определено, поскольку связи типа «нечеткое отношение» сами по себе не предпо­лагают никаких ограничений. Одно из применений нечетких отно­шений - отображение взаимоотношений между параллельно выпол­няющимися действиями. Наиболее часто нечеткие отношения используются для описания специальных случаев связей предшествования, например для описа­ния альтернативных вариантов временного предшествования.

Соединения

Завершение одного действия может инициировать начало выпол­нения сразу нескольких других действий или, наоборот, определенное действие может требовать завершения нескольких других действий до начала своего выполнения. Соединения разбивают или соединяют внутренние потоки и используются для описания ветвления процесса:

• разворачивающие соединения используются для разбиения пото­ка. Завершение одного действия вызывает начало выполнения не­скольких других;
• сворачивающие соединения объединяют потоки. Завершение од­ного или нескольких действий вызывает начало выполнения другого действия.

В табл. 2.2 объединены три типа соединений .

Графическое обозначение	Название		Правила инициации
	Соединение «и»	Разворачи­вающее	Каждое конечное действие обяза­тельно инициируется
		Сворачи­вающее	Каждое исходное действие обяза­тельно должно завершиться
	Соединение «эксклюзивное "или"»	Разворачи­вающее	Одно и только одно конечное дей­ствие инициируется
		Сворачи­вающее	Одно и только одно исходное дей­ствие должно завершиться
	Соединение «или»	Развора­чивающее	Одно или несколько конечных действий инициируются
		Сворачи­вающее	Одно или несколько исходных действий должны завершиться

Таблица 3.2

Примеры разворачивающих и сворачивающих соединений приве­дены на рис. 3.4

Рис. 3.4 Два вида соединений

«И»-соединения. Соединения этого типа инициируют выполнение конечных действий. Все действия, присоединенные к сворачиваю­щему «и»-соединению, должны завершиться, прежде чем начнется выполнение следующего действия. На рис. 3.5 после обнаружения

Рис. 3.5 “И” – cоединения

пожара инициируются включение пожарной сигнализации, вызов пожарной охраны, и начинается тушение пожара. Запись в журнал производится только тогда, когда все три перечисленных действия завершены.

Соединение «эксклюзивное "или "». Вне зависимости от количест­ва действий, связанных со сворачивающим или разворачивающим соединением «эксклюзивное «или», инициировано будет только одно из них, и поэтому только оно будет завершено перед тем, как любое дей­ствие, следующее за сворачивающим соединением «эксклюзивное «или», сможет начаться. Если правила активации соединения извест­ны, они обязательно должны быть документированы либо в его описа­нии, либо пометкой стрелок, исходящих из разворачивающего соеди­нения, как показано на рис. 3.6

На рис. 3.6 соединение «эксклюзивное «или» используется для отображения того факта, что студент не может одновременно быть на­правлен на лекции по двум разным курсам.

Рис. 3.6 Соединение «эксклюзивное “или” »

Соединение «или» предназначено для описания ситуаций, которые не могут быть описаны двумя предыдущими типами соединений. Аналогично связи нечеткого отношения соединение «или» в основ­ном определяется и описывается непосредственно системным ана­литиком.

Указатели

Указатели - это специальные символы, которые ссылаются на другие разделы описания процесса. Они используются при построе­нии диаграммы для привлечения внимания пользователя к каким-ли­бо важным аспектам модели.

Указатель изображается на диаграмме в виде прямоугольника, по­хожего на изображение действия. Имя указателя обычно включает его тип (например, ОБЪЕКТ, UOB и т.п.) и идентификатор (табл. 3.3).

Тип указателя	Назначение
ОБЪЕКТ (OBJECT)	Для описания того, что в действии принимает участие какой-либо заслуживающий отдельного внимания объект
	Для реализации цикличности выполнения действий. Ука­затель ССЫЛКА может относиться и к соединению
ЕДИНИЦА ДЕЙ­СТВИЯ (Unit of Behavior - UOB)	Для многократного отображения на диаграмме одного и того же действия. Например, если действие «Подсчет наличных» выполняется несколько раз, в первый раз оно создается как действие, а последующие его появления на диаграмме оформляются указателями UOB
ЗАМЕТКА (NOTE)	Для документирования любой важной информации обще­го характера, относящейся к изображенному на диаграм­мах. В этом смысле ССЫЛКА служит альтернативой методу помещения текстовых заметок непосредственно на диаграммах
УТОЧНЕНИЕ (Ela­boration - ELAB)	Для уточнения или более подробного описания изобра­женного на диаграмме. Указатель УТОЧНЕНИЕ обычно используется для описания логики ветвления у соеди­нений

Таблица 3.3

Декомпозиция действий

Действия в IDEF3 могут быть декомпозированы или разложены на составляющие для более детального анализа. Метод IDEF3 позволяет декомпозировать действие несколько раз, что обеспечивает докумен­тирование альтернативных потоков процесса в одной модели.

Для корректной идентификации действий в модели с множествен­ными декомпозициями схема нумерации действий расширяется и наряду с номерами действия и его родителя включает в себя порядко­вый номер декомпозиции. Например, в номере действия 1.2.5: 1 - но­мер родительского действия, 2 - номер декомпозиции, 5 - номер действия.

Требования IDEF3 к описанию бизнес-процессов

В этом разделе мы рассмотрим построение IDEF3-диаграммы на основании выраженного в текстовом виде описания процесса. Пред­полагается, что в построении диаграммы принимают участие ее автор (в основном как системный аналитик) и один или несколько экспертов предметной области, представляющие описание процесса.

Определение сценария, границ моделирования, точки зрения

Для экспертов предметной области, подготавливающих описание моделируемого процесса, должны быть документированы границы моделирования, чтобы им была понятна необходимая глубина и пол­нота требуемого от них описания. Кроме того, если точка зрения ана­литика на процесс отличается от точки зрения эксперта, это должно быть ясно и подробно обосновано.

Вполне возможно, что эксперты не смогут сделать приемлемое описание без их формального опроса автором модели. В таком случае автор должен заранее подготовить перечень вопросов таким же обра­зом, как журналист для интервью.

Определение действий и объектов

Результатом работы экспертов обычно является текстовый доку­мент, описывающий интересующий аналитика круг вопросов. В дополнение к нему может прилагаться письменная документация, позволяющая определить природу изучаемого процесса. Вне зависимости от того, является ли информация текстовой или вербальной, она анализируется и разделяется частями речи для идентификации списка действий (глаголы и отглагольные существительные), составляющих процесс, и объектов (имена существительные), участвующих в процессе.

В некоторых случаях возможно создание графической модели процесса при участии экспертов. Такая модель может быть разработа­на после сбора всей необходимой информации, что позволяет не от­нимать время экспертов на детали форматирования получающихся диаграмм.

Поскольку модели IDEF3 могут одновременно разрабатываться несколькими командами, IDEF3 поддерживает простую схему резер­вирования номеров действий в модели. Каждому аналитику выделяет­ся уникальный диапазон номеров действий, что обеспечивает их неза­висимость друг от друга. В табл. 3.4 номера действий выделяются каждому аналитику большими блоками. В этом примере аналитик 1 полностью использовал данный ему вначале диапазон номеров и до­полнительно получил второй.

Таблица 3.4

Последовательность и параллельность

Если модель создается после проведения интервью, аналитик дол­жен принять решение по построению иерархии участвующих в моде­ли диаграмм, например, насколько подробно будет детализироваться каждая отдельно взятая диаграмма. Если последовательность или па­раллельность выполнения действий окончательно не ясна, эксперты могут быть опрошены вторично (возможно, с использованием чер­новых вариантов незаконченных диаграмм) для получения недо­стающей информации. Важно, однако, различать предполагаемую (появляющуюся из-за недостатка информации о связях) и явную (ука­занную в описании эксперта) неясности.

Выводы. IDEF3 - это способ описания бизнес-процессов, который нужен для описания положения вещей как упорядочен­ной последовательности событий с одновременным описанием объ­ектов, имеющих непосредственное отношение к процессу. IDEF3 хорошо приспособлен для сбора данных, требующихся для прове­дения структурного анализа системы. Кроме того, IDEF3 применяет­ся при проведении стоимостного анализа поведения моделируемой системы.

Что отражает модель IDEF3? В общем случае, процесс – это упорядоченная последовательность действий. Следовательно, процессная модель IDEF3 позволяет: Отразить последовательность процессов Показать логику взаимодействия элементов системы. Цель IDEF3 Цель IDEF3 - дать возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также объекты, участвующие совместно в одном процессе.

Единицы работ Единица работ (UOW, Unit of Work) является центральным компонентом модели. Номер работы является уникальным, присваивается при ее создании и не меняется никогда Словосочетание с отглагольным существительным, изображающим действие (выполнение, изготовление,…) Или Инфинитив глагола (изготовить продукцию)

Связи Связи показывают взаимоотношения работ. Связи однонаправлены и могут быть направлены куда угодно Обычно диаграммы рисуют таким образом, чтобы связи были направлены слева направо Различают 3 типа связей: Старшая стрелка Стрелка отношений Поток объектов.

Связь «старшая стрелка» Связь типа «временное предшествование» - Precedence Соединяет единицы работ Показывает, что работа-источник должна быть закончена прежде, чем начнется работа-цель ´ ´

Стрелка отношений Связь типа нечеткое отношение - Relational Изображается в виде пунктирной линии, используется для изображения связи между единицами работ, а также между единицами работ и объектами ссылок ´ 1.2 ´

Перекрестки (соединения) Используются для отображения логики взаимодействия стрелок при их слиянии или разветвлении, для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы. Различают перекрестки для слияния и разветвления стрелок. Перекрестки не могут быть одновременно использованы для слияния и разветвления стрелок. Все перекрестки на диаграммах нумеруются, каждый номер имеет префикс J. В отличие от других методологий (IDEF0, DFD) стрелки могут сливаться или разветвляться только через перекрестки.

Типы перекрестков Обозна- чение Наименов ание Смысл в случае слияния стрелок Смысл в случае разветвления стрелок Асинхрон- ное «И» Все предшествующие процессы должны быть завершены Все последующие процессы должны быть запущены Синхрон- ное «И» Все предшествующие процессы должны быть завершены одновременно Все последующие процессы запускаются одновременно Асинхрон- ное «ИЛИ» Один или несколько предшествующих процессов должны быть завершены Один или несколько следующих процессов должны быть запущены

Типы перекрестков Обозна- чение Наименов ание Смысл в случае слияния стрелок Смысл в случае разветвления стрелок Синхронн ое «ИЛИ» Один или несколько предшествующих процессов должны быть завершены одновременно Один или несколько следующих процессов должны быть запущены одновременно Эксклюзи вное (исключа ющее) «ИЛИ» Только один предшествующий процесс должен быть завершен Только один следующий процесс запускается

Типы объектов ссылок Тип объекта ссылок Назначение 1. ObjectИспользуется для описания того, что в действии принимает участие какой-либо заслуживающий отдельного внимания объект 2. Ссылка GOTO Используется для реализации цикличности выполнения действий. Этот объект также может относиться к перекрестку 3. Единица действий UOB (Unit of Behavior) Используется для многократного отображения на диаграмме одного и того же действия, но без цикла

Типы объектов ссылок Тип объекта ссылок Назначение 4. Заметка (Note) Используется для документирования какой-либо важной информации общего характера, относящейся к изображаемому на диаграммах. Служит альтернативой методу помещения текстовых заметок непосредственно на диаграммах 5. Уточнение Elaboration (ELAB) Для уточнения или более подробного описания изображаемого на диаграмме. Обычно используется для детального описания разветвления или слияния стрелок на перекрестках

Декомпозиция работ в IDEF3 В IDEF3 декомпозиция используется для детализации работ. Методология IDEF3 позволяет декомпозировать работу многократно, т.е. работа может иметь множество дочерних работ. альтернативные потоки Это позволяет в одной модели описать альтернативные потоки. Возможность множественной декомпозиции предъявляет дополнительные требования к нумерации работ

Пример построения модели IDEF Получение задания Подбор литературы Выполнение разделов к/р Посещение консультаций Оформление пояснит. записки Защита OBJECT/ Преподаватель Примечание Примечание: Обратите внимание на нумерацию единиц работ. Родительской является работа с собственным номером 1. Она декомпозируется первый раз, следовательно, версия декомпозиции = 1, далее следует собственный номер единицы работ в рамках модели (2-7). Выполним декомпозицию контекстной диаграммы: & J1 & J2

Пример построения модели IDEF Написание теор.части Выполнение расчетов Построение графиков Оформление ELAB/ Если есть ошибки в расчетах – внесение исправлений Выполним декомпозицию UOW 4 – «Выполнение разделов к/р» & J3 & J4 Х J5 Х J6

Пример построения модели IDEF3 сценария Продекомпозируем повторно контекстную диаграмму (в виде сценария IDEF3 для выполнения курсовой работы по «Информатике и программированию») Получение задания Построение блок-схемы Математическое моделирование Написание программы Тестирование и отладка Оформление поясн. записки GOTO/ При обнаружении ошибок при тестировании возврат к & J7 & J8

Изученные понятия Динамическое моделирование Методология IDEF3 Единица работ (UOW) Связь (старшая стрелка, нечеткое отношение, поток объектов) Перекресток ((а)синхронное «И», «ИЛИ», эксклюзивное «ИЛИ») Объект ссылок (Object, GOTO, UOB, ELAB, Note) Декомпозиция работ

Глобальная сеть

Глобальная сеть - это сеть, абонентские системы которой расположены в разных странах. Они были созданы, как объединение территориальных сетей. Стремление к предоставлению сетевых служб и ресурсов большому числу пользователей привело к объединению территориальных сетей и созданию глобальных сетей. Благодаря своим большим размерам каждая из них предоставляет своим пользователям тысячи Баз Данных (БД) , межконтинентальную электронную почту, возможность обучения практически любым специальностям. Кроме этого, глобальная сеть является связующим звеном большого числа небольших сетей. Глобальную сеть, состоящую из группы взаимодействующих территориальных сетей, называют также метасетью. Пример: сеть Internet.

Создание глобальных сетей привело к появлению архитектуры компьютер-сеть, в которой простые и высокоэффективные сетевые компьютеры стали компонентами этих сетей и предназначены для использования их больших возможностей. Абонентские системы, построенные на этих компьютерах, позволили их обладателям интегрироваться в мировую информационную инфраструктуру.

Виртуальная сеть

Виртуальная сеть - это сеть, характеристики которой в основном определяются её программным обеспечением.

Причины создания виртуальных сетей:

· необходимость создания оперативных изолированных от других пользователей рабочих групп. Рабочая группа - это совокупность пользователей, имеющих общие ресурсы и права использования этих ресурсов, создается в сети для выполнения определенного комплекса задач;

· желание облегчить процедуры перемещения, удаления объектов сети;

· стремление предоставить оперативную возможность смены ролей, чтобы клиент, когда это необходимо, мог выступать в роли сервера;

· возможность обеспечения безопасности данных путём локализации трафика в рамках изолированной группы.

Для этого в коммуникационной сети устанавливается интеллектуальное устройство (узлы коммутации, концентраторы, мосты и т.д.), которое в соответствии с указаниями административной системы соединяет друг с другом логические каналы, образуя закрытую для других абонентов локальную сеть. В одной большой ассоциации физических сетей может быть создано значительное число виртуальных сетей, функционирующих независимо друг от друга.

Виртуальная технология обладает большой гибкостью, позволяющей динамически менять число и состав виртуальных сетей сколько угодно раз.

ТОПОЛОГИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Топология сетей

Топология (конфигурация) характеризует свойства сетей, систем и программ, не зависящие от их размеров. Она изучает структуру, образуемую физическими объектами и множеством связывающих их каналов либо частей каналов.

Конфигурация соединения элементов во многом определяет многие важнейшие свойства сети - надежность (живучесть), производительность и др.

Согласно одному из подходов к классификации конфигурации, сети делят на два основных класса:

· широковещательные;

· последовательные.

В широковещательных конфигурациях каждая абонентская система передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными системами. К таким конфигурациям относят:

1) общая шина (рис. 1) позволяет значительно упростить логическую и программную структуру сети, снизить расход кабеля;

2) дерево (рис.2) представляет собой более развитый вариант конфигурации типа общая шина. Дерево образуется путем соединения нескольких шин активными повторителями или сетевыми концентраторами («хабами»). Оно обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить средствами сети несколько зданий на определенной территории. При наличии активных повторителей отказ одного сегмента не приводит к выходу из строя остальных. В случае отказа повторителя дерево разделяется на два поддерева или на две шины;

3) звезда (рис.3), которую можно рассматривать как дерево, имеющее корень с ответвлениями к каждому подключенному устройству. В центре звезды может находиться пассивный соединитель или хаб - достаточно простые и надежные устройства. Звездообразные сети менее надежны, чем шина или дерево, но они могут быть защищены от нарушений в кабеле с помощью центрального реле, которое отключает вышедшие из строя кабельные лучи. Такая звезда требует большого количества кабеля.

В широковещательных конфигурациях должны применяться сравнительно более мощные приемник и передатчик, которые могут работать с сигналами в большом диапазоне уровней. Эта проблема частично решается введением ограничений на длину кабельного сегмента и на число подключений или использованием цифровых повторителей.

В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одной из абонентских систем. К передатчикам или приемникам систем здесь предъявляются более низкие требования, чем в широковещательных, и на различных участках сети могут использоваться разные виды физической среды.

Наиболее распространенные последовательные конфигурации:

1) произвольная (рис.4) ? все устройства соединены непосредственно. Каждая линия может использовать в себе различные методы передачи. Такой способ соединения устройств вполне удовлетворителен для сетей с ограниченным числом соединений. Преимущество данного типа - простота. Однако он имеет высокую стоимость, большое число каналов связи и необходимость маршрутизации информации;

2) иерархическая (рис.5) ? промежуточные узлы работают по принципу: “накопи и передай”. Преимущества данного метода - оптимальное соединение элементов сети, недостатки - сложность логической и программной структуры, различная скорость передачи информации на различных уровнях;

3) кольцо (рис.6);

4) цепочка (рис.7);

5) звезда с «интеллектуальным» центром (рис.8);

6) снежинка (рис.9).

Рис.1	Рис. 2	Рис. 3
Рис. 4	Рис. 5	Рис. 6
Рис. 7	Рис. 8	Рис. 9

В этих конфигурациях для правильного функционирования сети необходима постоянная работа всех блоков. Чтобы уменьшить эту зависимость, в каждый блок включают реле, блокирующее блок при неисправностях. Недостатки - замедленная передача данных (в зависимости от числа рабочих станций), меньшая надежность. Достоинства - простота методов управления, высокая пропускная способность при меньших энергозатратах, простота расширения сети.

Территориальная сеть – это сеть, системы которой расположены в различных географических точках. Она охватывает большое пространство (от района до группы стран). В случае, если она охватывает континенты, то используется название глобальной сети. Характерной особенностью является применение протяжённых широкополосных каналов, большого числа узлов коммутации или спутников связи. Она должна удовлетворять следующим основным требованиям:

включать большое число абонентских систем (до нескольких тысяч);

покрывать большой географический район;

обеспечивать широковещание и доставку сообщений группам и отдельным адресатам;

иметь высокую пропускную способность (до десятков Гбит/с);

обладать большой надёжностью в работе;

гарантировать безопасность данных;

передавать разнообразные виды данных: тексты, звук, изображения.

Классификация территориальных сетей

Глобальная сеть

Глобальная сеть – это сеть, абонентские системы которой расположены в разных странах. Они были созданы, как объединение территориальных сетей. Стремление к предоставлениюсетевых службиресурсовбольшому числупользователейпривело к объединениютерриториальных сетейи созданию глобальных сетей. Благодаря своим большим размерам каждая из них предоставляет своим пользователям тысячиБаз Данных (БД), межконтинентальнуюэлектронную почту, возможность обучения практически любым специальностям. Кроме этого, глобальная сеть является связующим звеном большого числа небольших сетей. Глобальную сеть, состоящую из группы взаимодействующих территориальных сетей, называют также метасетью. Пример: сетьInternet.

Создание глобальных сетей привело к появлению архитектуры компьютер-сеть, в которой простые и высокоэффективныесетевые компьютерыстали компонентами этих сетей и предназначены для использования их больших возможностей.Абонентские системы, построенные на этих компьютерах, позволили их обладателям интегрироваться в мировуюинформационную инфраструктуру.

Виртуальная сеть

Виртуальная сеть – это сеть, характеристики которой в основном определяются её программным обеспечением.

Причины создания виртуальных сетей:

необходимость создания оперативных изолированных от других пользователей рабочих групп. Рабочая группа – это совокупность пользователей, имеющих общие ресурсы и права использования этих ресурсов. Рабочая группа создаётся в сети для выполнения комплекса задач, определяемых функциональными обязанностями пользователей (разработка проекта, проведение электронного маркетинга и т.д.);

желание облегчить процедуры перемещения, удаления объектов сети;

стремление предоставить оперативную возможность смены ролей, чтобы клиент, когда это необходимо, мог выступать в роли сервера;

возможность обеспечения безопасности данных путём локализации трафика в рамках изолированной группы.

Для этого в коммуникационной сети устанавливается интеллектуальное устройство (узлы коммутации, концентраторы, мосты и т.д.), которое в соответствии с указаниями административной системы соединяет друг с другом логические каналы, образуя закрытую для других абонентов локальную сеть. В одной большой ассоциации физических сетей может быть создано значительное число виртуальных сетей, функционирующих независимо друг от друга.

Виртуальная технология обладает большой гибкостью, позволяющей динамически менять число и состав виртуальных сетей сколько угодно раз.