Käsitteellinen malli

Koska järjestelmistä on tullut yhä monimutkaisempia, käsitteellisen mallintamisen rooli on laajentunut dramaattisesti. Tämän laajentuneen läsnäolon myötä käsitteellisen mallintamisen tehokkuus järjestelmän perusteiden kuvaamisessa on tiedostettu. Tämän oivalluksen pohjalta on luotu lukuisia käsitteellisen mallintamisen tekniikoita. Näitä tekniikoita voidaan soveltaa useilla eri tieteenaloilla lisäämään käyttäjän ymmärrystä mallinnettavasta järjestelmästä. Seuraavassa tekstissä kuvataan lyhyesti muutamia tekniikoita, mutta monia muitakin tekniikoita on olemassa tai kehitteillä. Joitakin yleisesti käytettyjä käsitteellisen mallintamisen tekniikoita ja menetelmiä ovat: työnkulun mallintaminen, työvoiman mallintaminen, nopea sovelluskehitys, olio-roolimallinnus ja yhtenäistetty mallinnuskieli (UML).

TietovirtamallinnusTiedonkulun mallinnusTiedonkulun mallinnus (DFM) on peruskäsitteellinen mallinnustekniikka, joka kuvaa graafisesti järjestelmän elementtejä. DFM on melko yksinkertainen tekniikka, mutta kuten monissa käsitteellisissä mallinnustekniikoissa, on mahdollista rakentaa korkeamman ja alemman tason edustavia kaavioita. Tietovirtakaavio ei yleensä välitä monimutkaisia järjestelmän yksityiskohtia, kuten rinnakkaiskehitykseen liittyviä näkökohtia tai ajoitustietoja, vaan sen tarkoituksena on pikemminkin tuoda järjestelmän tärkeimmät toiminnot yhteyteen. Tietovirtamallinnus on keskeinen tekniikka, jota käytetään järjestelmäkehityksessä, jossa hyödynnetään strukturoitujen järjestelmien analyysi- ja suunnittelumenetelmää (SSADM).

EntiteettisuhdemallinnusMuokkaa

Entiteettisuhdemallinnus (ERM, Entity-relationship modeling) on konseptuaalinen mallinnustekniikka, jota käytetään ensisijaisesti ohjelmistosysteemien esittämiseen. Entiteettisuhdekuvioita, jotka ovat ERM-tekniikan suorittamisen tulos, käytetään yleensä tietokantamallien ja tietojärjestelmien esittämiseen. Kaavion pääkomponentit ovat oliot ja suhteet. Entiteetit voivat edustaa itsenäisiä toimintoja, objekteja tai tapahtumia. Suhteiden tehtävänä on liittää oliot toisiinsa. Järjestelmäprosessin muodostamiseksi suhteet yhdistetään entiteetteihin ja mahdollisiin attribuutteihin, joita tarvitaan prosessin tarkempaan kuvaamiseen. Tätä tekniikkaa varten on olemassa useita kaaviointikäytäntöjä, esimerkiksi IDEF1X, Bachman ja EXPRESS. Nämä konventiot ovat vain erilaisia tapoja tarkastella ja järjestää tietoja eri järjestelmänäkökohtien esittämiseksi.

Tapahtumalähtöinen prosessiketju Muokkaa

Tapahtumalähtöinen prosessiketju (EPC, event-driven process chain) on käsitteellinen mallinnustekniikka, jota käytetään pääasiassa liiketoimintaprosessien virtojen systemaattiseen parantamiseen. Kuten useimmat käsitteelliset mallinnustekniikat, tapahtumapohjainen prosessiketju koostuu entiteeteistä/elementeistä ja toiminnoista, joiden avulla voidaan kehittää ja käsitellä suhteita. Tarkemmin sanottuna EPC koostuu tapahtumista, jotka määrittelevät, missä tilassa prosessi on, tai säännöistä, joiden mukaan se toimii. Jotta tapahtumissa voidaan edetä, toiminto/aktiivinen tapahtuma on suoritettava. Prosessivirrasta riippuen toiminnolla on kyky muuttaa tapahtumatiloja tai yhdistää ne muihin tapahtumapohjaisiin prosessiketjuihin. EPC:ssä on muitakin elementtejä, jotka kaikki yhdessä määrittelevät, miten ja minkä sääntöjen mukaan järjestelmä toimii. EPC-tekniikkaa voidaan soveltaa liiketoimintakäytäntöihin, kuten resurssisuunnitteluun, prosessien parantamiseen ja logistiikkaan.

Yhteinen sovelluskehitysMuokkaa

Dynaamiset järjestelmät -kehitysmenetelmässä käytetään tiettyä prosessia, jota kutsutaan JEFFF:ksi (Joint Application Development), mallintamaan konseptuaalisesti systeemien elinkaari. JEFFF:n tarkoituksena on keskittyä enemmän korkeamman tason kehityssuunnitteluun, joka edeltää projektin käynnistämistä. JAD-prosessi edellyttää sarjaa työpajoja, joissa osallistujat pyrkivät yksilöimään, määrittelemään ja yleisesti ottaen kartoittamaan onnistuneen projektin alusta loppuun. Tämän menetelmän ei ole todettu toimivan hyvin suurissa sovelluksissa, mutta pienemmät sovellukset raportoivat yleensä jonkinlaisesta nettotehokkuuden lisääntymisestä.

Place/transition netEdit

Tämä myös Petri-verkoiksi kutsuttu käsitteellinen mallinnustekniikka mahdollistaa järjestelmän rakentamisen elementeistä, jotka voidaan kuvata suorilla matemaattisilla keinoilla. Petri-verkko on epädeterminististen suoritusominaisuuksiensa ja hyvin määritellyn matemaattisen teoriansa vuoksi käyttökelpoinen tekniikka samanaikaisen järjestelmäkäyttäytymisen eli samanaikaisten prosessien suoritusten mallintamiseen.

TilasiirtymämallinnusEdit

Tilasiirtymämallinnus käyttää tilasiirtymäkaavioita järjestelmän käyttäytymisen kuvaamiseen. Näissä tilasiirtymäkaavioissa käytetään erillisiä tiloja järjestelmän käyttäytymisen ja muutosten määrittelyyn. Useimmat nykyiset mallinnustyökalut sisältävät jonkinlaisen kyvyn esittää tilasiirtymämallinnusta. Tilasiirtymämallien käytön tunnistaa helpoimmin logiikan tilakaavioista ja äärellisten tilakoneiden suunnatuista graafeista.

Tekniikan arviointi ja valintaMuokkaa

Koska käsitemallinnusmenetelmä voi joskus olla tarkoituksellisen epämääräinen laajan käyttöalueen huomioimiseksi, käsitemallinnuksen varsinainen soveltaminen voi muodostua vaikeaksi. Tämän ongelman lieventämiseksi ja sen valaisemiseksi, mitä on otettava huomioon sopivaa käsitemallinnustekniikkaa valittaessa, seuraavassa tekstissä käsitellään Geminon ja Wandin ehdottamaa kehystä. Ennen kuin arvioidaan käsitteellisen mallintamistekniikan tehokkuutta tietyssä sovelluksessa, on kuitenkin ymmärrettävä eräs tärkeä käsite: käsitteellisten mallien vertailu keskittymällä erityisesti niiden graafisiin tai ylätason esityksiin on lyhytnäköistä. Gemino ja Wand esittävät hyvän näkökohdan väittäessään, että sopivaa tekniikkaa valittaessa olisi keskityttävä käsitteelliseen mallinnuskieleen. Yleensä käsitteellinen malli kehitetään käyttämällä jonkinlaista käsitteellistä mallinnustekniikkaa. Kyseisessä tekniikassa käytetään käsitteellistä mallinnuskieltä, joka määrittää säännöt sille, miten malli saadaan aikaan. Käytetyn kielen ominaisuuksien ymmärtäminen on olennainen osa käsitteellisen mallinnustekniikan asianmukaista arviointia, koska kieli kuvastaa tekniikan kuvauskykyä. Lisäksi käsitteellinen mallinnuskieli vaikuttaa suoraan siihen, kuinka syvälle järjestelmää pystytään kuvaamaan, oli se sitten monimutkainen tai yksinkertainen.

Vaikuttavien tekijöiden huomioon ottaminen Muokkaa

Joskin aikaisempaan työhönsä tukeutuen Gemino ja Wand mainitsevat joitakin pääkohtia, jotka on otettava huomioon tutkittaessa vaikuttavia tekijöitä: sisältö, jota käsitteellisen mallin on edustettava, tapa, jolla malli esitetään, mallin käyttäjien ominaispiirteet ja käsitteellisen mallinnuskielen erityinen tehtävä. Käsitteellisen mallin sisältö olisi otettava huomioon, jotta voidaan valita tekniikka, jonka avulla asiaankuuluva tieto voidaan esittää. Esitystapaa valittaessa olisi keskityttävä tekniikan kykyyn esittää malli aiotulla syvyys- ja yksityiskohtaisuustasolla. Mallin käyttäjien tai osallistujien ominaisuudet ovat tärkeä huomioon otettava näkökohta. Osallistujien taustan ja kokemuksen tulisi vastata käsitteellisen mallin monimutkaisuutta, sillä muuten järjestelmän vääränlainen esittäminen tai järjestelmän keskeisten käsitteiden väärin ymmärtäminen voi johtaa ongelmiin järjestelmän toteuttamisessa. Käsitteellisen mallin kielitehtävä mahdollistaa lisäksi sopivan tekniikan valinnan. Ero järjestelmän käsitteellisen mallin luomisen välillä järjestelmän toiminnallisuuden välittämiseksi ja järjestelmän käsitteellisen mallin luomisen välillä tuon toiminnallisuuden tulkitsemiseksi voi koskea kahta täysin erityyppistä käsitteellistä mallinnuskieltä.

Vaikuttavien muuttujien huomioon ottaminenMuutos

Gemino ja Wand laajentavat ehdotetun viitekehyksensä vaikuttavien muuttujien sisältöä pohtimalla havainnoinnin painopistettä ja vertailukriteeriä. Havainnoinnin painopisteessä pohditaan, luodaanko käsitteellisellä mallintamistekniikalla ”uusi tuote” vai saadaanko tekniikalla vain aikaan läheisempi ymmärrys mallinnettavasta järjestelmästä. Vertailuperusteella punnittaisiin käsitteellisen mallintamistekniikan kykyä olla tehokas tai vaikuttava. Käsitemallinnustekniikka, joka mahdollistaa sellaisen järjestelmämallin kehittämisen, jossa kaikki järjestelmän muuttujat otetaan huomioon korkealla tasolla, saattaa tehostaa järjestelmän toiminnallisuuden ymmärtämistä, mutta tekniikasta puuttuu tarvittava tieto sisäisten prosessien selittämiseksi, jolloin malli ei ole yhtä tehokas.

Päättäessä siitä, mitä käsitemallinnustekniikkaa käytetään, voidaan soveltaa Geminon ja Wandin suosituksia, jotta voidaan asianmukaisesti arvioida kyseisen käsitemallin laajuus. Käsitteellisen mallin laajuuden ymmärtäminen johtaa tietoisempaan tekniikan valintaan, joka kohdistuu asianmukaisesti kyseiseen malliin. Yhteenvetona voidaan todeta, että kun päätetään mallinnustekniikoiden välillä, seuraaviin kysymyksiin vastaamalla voidaan käsitellä joitakin tärkeitä käsitteelliseen mallintamiseen liittyviä näkökohtia.

1. Mitä sisältöä käsitteellinen malli edustaa?
2. Miten käsitteellinen malli esitetään?
3. Kuka käyttää käsitteellistä mallia tai osallistuu siihen?
4. Miten käsitemalli kuvaa järjestelmää?
5. Mihin käsitemalli keskittyy havainnoinnissa?
6. Onko käsitemalli tehokas tai tuloksellinen järjestelmän kuvaamisessa?

Simuloinnin käsitemallin toinen tehtävä on tarjota rationaalinen ja tosiasioihin perustuva perusta simulointisovelluksen soveltuvuuden arvioinnille.