استكمالا لما شرحناه في المقال السابق عن منهجيات تحليل الأنظمة المتبعة، مثل: التحليل كائني التوجه، والنمذجة الوظيفية ونمذجة البيانات، وفي هذا المقال سوف نسرد لكم بالتفصيل جميع أدوات تحليل الأنظمة والتي تستخدم في النمذجة الوظيفية ونمذجة البيانات، مثل: مخططات تدفق البيانات، ومخططات حالة الاستخدام، والعديد من الأدوات الأخرى.

أدوات تحليل الأنظمة System Analysis Tools

تختلف أنواع أدوات تحليل الأنظمة، ولكن كلها تتفق في هذه واحد وهو تحليل عمليات وعناصر النظام الأساسية، ومن ضمن هذه الأدوات:

• مخططات تدفق البيانات (Data Flow Diagrams): مخططات تدفق البيانات هي رسوم بيانية مرئية تمثل طريقة مرور البيانات في النظام، كما تساعد هذه المخططات على فهم وظائف النظام بشكل أفضل، لاكتشاف الأخطاء الممكنة، وتحسين كفاءة البرنامج، وتطوير وظائف بطرق وتقنيات حديثة، كما تعد أهم أدوات تحليل الأنظمة.
• مخططات علاقة الكائن (Entity-Relationship Diagram): هي رسوم بيانية توضح العلاقات بين العناصر الأساسية للنظام، مثل: الأشخاص، الأشياء، أو المصطلحات، وتتعلق هذه المخططات بقاعدة بيانات النظام بعيدا عن تطوير البرنامج في حد ذاته، كما توضح الخصائص لكل عنصر في قاعدة البيانات.
• مخططات حالات الاستخدام (Use Cases Diagram): توضح هذه المخططات سلوك النظام أو ما يقدمه النظام بمنظور غير تفصيلي، ولا توضح العمليات الأساسية للنظام وكيفية تنفيذها، كما يمكن تمثيل هذا الجزء بالنصوص فقط أو الرسوم البيانية، ومن أهمية هذه المخططات أنها تساعدك في تصميم نظام من منظور المستخدم النهائي.

مخططات تدفق البيانات Data Flow Diagrams

أصبحت مخططات تدفق البيانات مشهورة منذ 1970 وحافظت على هذه الشهرة بسبب سهولة فهمها، كما يوجد نوعان من هذه المخططات:

• مخططات منطقية (Logical Diagrams): تعرض العمليات التظرية لمرور البيانات داخل النظام، مثل: مصدر البيانات، وطرق تغير شكل البيانات، وما هو المكان الذي تستقر فيه.
• مخططات مادية (Physical Diagrams): تعرض العمليات التفاعلية لمرور البيانات في النظام، حيث يمكنها عرض تأثير العناصر الأساسية في النظام سواء كانت برامج أو أجهزة أو أشخاص على مرور البيانات داخل النظام.

أهمية مخططات تدفق البيانات Benefits of Data Flow Diagrams

• إمكانية الوصول (Accessibility): بسبب سهولة فهم المخططات والرسوم البيانية بشكل واضح واستيعابها، تساهم مخططات تدفق البيانات في شرح المفاهيم المعقدة بشكل أفضل من النصوص، كما تجذب المخططات والرسوم البيانية انتباه الشخص لفترة أطول من النص، مما يسهل عملية استرجاع المعلومة.
• الوضوح (Clarity): توضح مخططات تدفق البيانات الأنظمة والعمليات الداخلية بشكل يناسب كل فريق عمل للقيام بأفضل ما لديهم، سواء كان الفريق يعمل على بناء نظام تجاري جديد، أو تحديث بعض الأنظمة الموجودة والتي تتطلب رسومات تدفق بيانات، كما توضح العمليات التجارية بشكل يمكن متابعتها وتدوين الملاحظات.
• الإنتاجية (Productivity): الفهم والوضوح الجيد أمران لازمان، وكلن مع تكرار العملية بشكل مستمر، يمكن أن تساهم أدوات تحليل الأنظمة كالمخططات في زيادة إنتاجية فرق العمل وكفاءة الإنتاج، كما تتيح لك مخططات تدفق البيانات جمع إحصائيات حول العمليات الجارية مما يساهم في تحليل وحل المشاكل الموجودة في فرق التطوير.

مخطط علاقة الكائن Entity Relationship Diagram

هو أداة من أدوات تحليل الأنظمة، تساعد في تصميم قواعد البيانات للأنظمة المختلفة، وتساهم أيضا في توثيق قواعد البيانات الحالية ومعالجة بعض مشاكل التصميم، وتعالج بعض المشاكل التي تحتاج إلى إعادة تصميمها وكتابتها من جديد، وتعتبر أداة قوية في نمذجة البيانات وتستخدم في تعريف أنواع البيانات والقيود التي تتحكم فيها.

يوجد نوعان من هذا المخطط وهما:

• التقليدي (Traditional): النموذج التقليدي هو عبارة عن مخطط يربط مجموعة من الرموز المختلفة مع بعضها، ويختلف نوع كل رمز بناء على الحالة التي يستخدم لها، حيث يستخدم المستطيل لتعريف العناصر الأساسية في النظام (Entities)، يعبر شكل المعين على العلاقة بين كل عنصر وآخر.
• التعريف المتكامل لنمذجة البيانات (IDEF1X): هذا النموذج هو الأكثر تطورا في العصر الحديث، ويستخدم من قبل الكثير من الشركات، وهو المتعارف عليه في نماذج البيانات في برامج قواعد البيانات مثل SQL Server ويعرض هذا النموذج العناصر الأساسية ولكن بدون رموز العلاقات، كما يعرض الخصائص (Attributes) لكل عنصر في شكل قائمة داخل كل عنصر كما يسمى أحيانا بإسم المخطط العلائقي (Relational Schema).

رموز المخطط التقليدي

• الكائنات أو العناصر (Entity): تمثل بشكل مستطيل، والكائن هو أي شئ تريد تخزين معلومات عنه، مثل: الموظفين، الأقسام، كما يوجد كائنات قوية (Strong Entity) وكائنات ضعيفة (Weak Entity)، والكائنات الصعيفة هي الكائنات المتعلقة بكائنات أخرى، ففي حالة حذف الكائن القوي، يحذف الكائن الضعيف تلقائيا.
• العلاقات (Relationships): تمثل في شكل معين، وتعبر عن معنى العلاقة بين كل كائن وآخر في قاعدة البيانات، مثل: الموظفون يعملون في أقسام مختلفة، فيمكن ترجمة هذه الجملة أنه يوجد علاقة بين الموظف والقسم، ويختلف نوع العلاقة بين كائن وآخر بناء على بعض المعايير والأساليب المتبعة في نمذجة البيانات.
• الخصائص (Attributes): ويمكن تمثيلها بشكل بيضاوي، وتعبر عن صفات كل كائن، مثل: كل موظف لديه رقم قومي، ورقم تعريفي، وإسم، والكثير من الصفات الأخرى التي لا يمكن إحصائها، كما توجد عدة أنواع من الخصائص، مثل: الخصائص ذات القيم المتعددة (Multivalued Attributes) والتي تحتوي على عدة قيم بدلا من قيمة واحدة مثل المهارات، والخصائص المحسوبة (Derived Attributes) والتي تعتمد على خاصية أخرى مثل الراتب الشهري ويمكن حسابه من الراتب السنوي.
• خطوط الربط (Connection Lines): تمثل بخط، وهي الخطوط التي تربط كل خاصية بالكائن الخاص بها، وتربط العلاقات بين الكائنات.
• عدد العناصر في المجموعة (Cardinality): توضح الصفة العددية للعلاقة بين كائن وآخر، مثل علاقة واحد إلى واحد (One to One)، وعلاقة متعدد إلى متعدد (Many to Many).

مخططات حالات الاستخدام Use Case Diagrams

من أدوات تحليل الأنظمة القوية والتي تساهم في عرض التفاعل بين مستخدمين النظام (أشخاص أو أنظمة أخرى) وبين النظام المطلوب تنفيذه لتحقيق أهداف معينة، كما توفر هذه المخططات منظور علوي لآليات عمل النظام من خلال توضيح الطرق المختلفة التي يمكن للمستخدمين التفاعل معها.

رموز مخطط حالة الاستخدام Use Case Diagram Notations

الرموز المستخدمة للتمثيل البياني لهذا المخطط، والذي يساعد جميع الأشخاص العاملين على تصميم النظام في التواصل الجيد وتوثيق تصميم ومعمارية النظام بشكل جيد.

• الفاعل (Actor): الفاعل هو الكائن الخارجي الذي يتفاعل مع النظام، ومن أمثلة الفاعل: المستخدمين النهائيين، والأنظمة الأخرى، والأجهزة، وتوفر مخططات حالة الاستخدام كفاءة جيدة بين أدوات تحليل الأنظمة، حيث يعمل الفاعل على بدء استخدام النظام في حالة معينة، ثم ينتظر النتيجة.
• حالة الاستخدام (Use Case): تمثل الفعل أو العملية التي يستطيع النظام توفيرها ، مثل: حجز تذكرة، أو تتبع شحنة ما، ظاو تحديث معلومات بعض المنتجات، ويمكن تمثيلها باستخدام الشكل البيضاوي.
• حدود النظام (System Boundaries): عبارة عن مستطيل، يحدد العمليات التي تحدث داخل النظام والعمليات التي تحدث خارجه، ويتضمن الفاعل وحالة الاستخدام، ويساهم هذا الجزء في التركيز على النظام كوحدة واحدة، ورؤية جيدة لما يوجد خارج النظام وكيفية التفاعل معه.

أدوات تحليل الأنظمة من الأدوات المستخدمة في صناعة البرمجيات، فهي أساس تصميم وتحليل البرمجيات، لأن تنفيذ العمليات الأولية بشكل جيد، يساعد في تقديم منتجات مميزة.