Информационная система (ИС) - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Современные информационные технологии предоставляют широкий набор способов реализации ИС, выбор которых осуществляется на основе требований со стороны предполагаемых пользователей, которые, как правило, изменяются в процессе разработки.
Под проектом ИС будем понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ИС в конкретной программно-технической среде.
Под проектированием ИС понимается процесс преобразования входной информации об объекте, методах и опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект ИС. С этой точки зрения проектирование ИС сводится к последовательной формализации проектных решений на различных стадиях жизненного цикла ИС: планирования и анализа требований, технического и рабочего проектирования, внедрения и эксплуатации ИС.
Масштабы разрабатываемых систем определяют состав и количество участников процесса проектирования. При большом объеме и жестких сроках выполнения проектных работ в разработке системы может принимать участие несколько проектных коллективов (организаций-разработчиков). В этом случае выделяется головная организация, которая координирует деятельность всех организаций-соисполнителей.
Осуществление проектирования ИС предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта.
Модель (лат. "modulus" - мера) - объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств последнего; упрощенное представление системы для её анализа и предсказания, а также получения качественных и количественных результатов, необходимых для принятия правильного управленческого решения.
Моделирование - представление объекта моделью для получения информации о нём путём проведения экспериментов с его моделью.
Для проектирования ИС используют информационные модели , представляющие объекты и процессы в форме рисунков, схем, чертежей, таблиц, формул, текстов и т.п.
Информационная модель - это модель объекта, процесса или явления, в которой представлены информационные аспекты моделируемого объекта, процесса или явления.
Она является основой разработки моделей ИС.
Модель создания ИС имеет четыре стадии:
1. Эскиз проекта. П одробное описание целей и задач проекта, ожидаемой прибыли, временных ресурсов, любых ограничений, доступных ресурсов и т.д. Стоит также определить "менеджера проекта", который отвечает за его осуществление, и ответственного за проект в высшем руководстве, который будет главной персоной в бизнесе и будет поддерживать менеджера проекта, когда это необходимо и в самом конце выполнения проекта.
2. Оценка проекта. Это самая главная часть проекта. В ней принимаются все важные решения - что будут делать системы, как они будут работать, какая аппаратура и прикладные программы будут использоваться и как они будут обслуживаться. Важнее всего, что здесь анализируются возможные затраты и прибыли от различных действий и производится конечный выбор. В качестве основного правила следует использовать принцип, согласно которому система должна быть настолько простой, насколько возможно. Грандиозные проекты системы могут вылиться в невероятные затраты. Изменения, которые вносятся позже, являются более дорогими.
3. Сначала готовят список требований к системе - детальный перечень того, что система будет делать для бизнеса и как ею управлять. Изучаются потребности постоянных пользователей (и других заинтересованных лиц), так как только они действительно знают, что им нужно и как это вписать в существующую деятельность.
4. Список включает в себя данные которые предназначены для ввода, основные результаты и отчеты, количество пользователей, размеры информации, связи с другими существующими системами и т.д. и должен быть достаточно подробным для того, чтобы можно было послать запрос поставщикам аппаратуры и программного обеспечения.
5. На этой стадии мы не должны просто компьютеризировать существующие способы работы. Проект информационных технологий - это хорошая возможность еще раз подумать, как лучше сделать информационную систему.
6. Следующая стадия состоит в том, чтобы посмотреть на требования к аппаратуре и программному обеспечению. Проконсультироваться с потенциальными поставщиками, просмотреть другие деловые решения и посоветоваться со знающими консультантами. Некоторые трудные решения должны подвергнуться тщательной оценке. Следует ответить, например, на такие вопросы: использовать ли уже готовый пакет прикладных программ либо заказать новое программное обеспечение. Ответы будут зависеть от степени риска, к которой Вы готовы, и от отличий Вашего бизнеса от других типичных фирм.
Анализ затрат и прибыли - это финальный шаг перед окончательным решением. Затраты на прикладные программы и аппаратуру относительно невелики, особенно если Вы используете стандартный пакет. Большими затратами являются время, на установку системы и время на поддержку ее работы
7. Построение и тестирование. Одним из самых недооцененных шагов в установке любой системы является ввод всех данных в систему до ее запуска.
8. Персонал должен убедиться, что с системой легко работать. Ничто не убивает энтузиазм по отношению к новой системе быстрее, чем серия технических проблем.
9. Управление проектом и оценка риск. Если только проект не совсем тривиален, то необходимо существование менеджера проекта, у которого есть достаточно времени, чтобы работать с проектом и иметь дело с массой проблем, которые могут возникнуть. Проект не завершен до тех пор, пока менеджер проекта не сможет продемонстрировать, что система работает надежно и приносит прибыль.
10. Важная часть его роли состоит в том, чтобы постоянно осознавать риск проекта. Риски должны обсуждаться открыто, несмотря на соблазн спрятать голову в песок и надеяться, что все обойдется. Риск можно спланировать: приняв альтернативные решения, приготовившись к крайним действиям и т.д. Примером послужит выбор программного обеспечения, при котором различные решения могут быть рискованны в различной степени. Более нет места для подробного обсуждения, но использование следующего перечня вопросов может помочь выделить некоторые пункты.
В настоящее время информационная индустрия стала новой отраслью технологий, приносит пользователям большую выгоду. Поэтому в современных условиях руководитель организации должен владеть знаниями методических основ создания ИС. Знание методических основ создания и использования ИC тесно связано с развитием и совершенствованием управленческих процессов.
Основоположником кибернетики (науки о системах и методы управления) является Норберт Винер (США). Труды его последователей стали фундаментом теории автоматического управления. Это наука об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных системах управления. Применение компьютерной техники для решения задач управления привело к развитию теории информации, теории кодирования, сформировался самостоятельное научное направление информатика. Результаты этих исследований легли в основу разработки методологии применения технических и программных средств для решения задач различной практической направленности.
Экономические объекты стали рассматриваться как сложные системы, а управление ими отождествляться с информационным процессом. Интенсивное развитие возможностей компьютерной техники и сферы ее применения привел к созданию в экономических объектах человеко-машинных ИС. Назначением ИС стал не только информационное сопровождение производственных и хозяйственных процессов, решения функциональных задач управления внутри организации, но и информационное взаимодействие между различными связанными между собой организациями в производственной, хозяйственной и информационном аспектах.
Основоположником единых методических подходов в проектировании ИС был академик В.М. Глушков, который сформулировал научно-методические положения и практические рекомендации по созданию автоматизированной информационной системы. Основными принципами единых методических подходов является :
1. Принцип системности, который является важнейшим при создании, функционировании и развитии ИС. Он рассматривает исследуемый экономический объект, как единое целое. При этом, устанавливает направления производственно-хозяйственной деятельности организации и конкретные функции, реализуемые ею; обнаруживает различные типы связей между его структурными элементами обеспечивая целостность системы. Принцип системности предполагает проведение в организации двух аспектного анализа, а именно макро- и микроанализа. При макроанализе система и (или) ее "элементы рассматриваются как часть системы более высокого порядка. Особое внимание уделяется информационным связям: устанавливаются их направления движения, выделяются и анализируются те связи, которые обусловлены целью функционирования и исследования объекта, а затем выбираются наиболее предпочтительны, учитываемых в процессе проектирования ИС. При макроанализе изучаются все аспекты деятельности организации, анализируются ее структурные составляющие (включая деятельность на каждом рабочем месте) с целью их функциональных характеристик, проявляющихся через связи с другими элементами и внешней средой.
При проектировании ИС для организационной структуры управления экономическим объектом наиболее характерна многоуровневая иерархическая структура. Иерархическая структура для каждого уровня системы дает возможность различных сочетаний локальных критериев оптимальности с глобальным критерием оптимальности функционирования системы в целом; обеспечивает относительную гибкость системы управления и возможность приспосабливаться к изменяющимся условиям; повышает надежность за счет возможности введения элементной избыточности, упорядочения направлений потоков информации. Преимущества иерархических структур способствовали их широкому распространению в системах управления и определяли организационно - функциональный подход к созданию ИС. Накопленный при этом опыт оказал влияние на современный процессный подход при проектировании ИС.
Практическое значение применения системного принципа заключается в том, что он позволяет в доступной для анализа форме не только выявить интересует создателей системы, но и использовать компьютерное моделирование для исследования поведения проектируемой системы в конкретных, заданных экспериментатором условиях. Поэтому в основе создания ИС лежит метод моделирования, позволяет находить наиболее приемлемые и обоснованные проектные решения, варианты построения системы и тем самым обеспечивать наибольшую эффективность функционирования экономического объекта.
2. Принцип развития, который заключается в том, что ИС создается с учетом возможности постоянного пополнения и обновления функций системы и видов ее обеспечения. Его суть в том, что развивающиеся производственные и управленческие процессы, усложняются и перестраиваются организационные структуры экономических объектов - это вызывает необходимость наращивания вычислительных мощностей ИС, оснащение их новыми техническими и программными средствами для постоянного пополнения и обновления решаемых задач, расширение информационного фонда, создается в виде баз и хранилищ данных, баз знаний.
3. Принцип информационный, который направлен на детальное и всестороннее изучение информации и информационных процессов, сопровождающих процессы управления в экономическом объекте. Информация изучается в семантическом (содержательном), синтаксическом (знаковом) и прагматическом (полезном) аспектах. Кроме этого, изучение информации необходимо для проектирования автоматизированных рабочих мест, систем передачи, хранения и обработки данных, защиты информации, где основными являются знания объемов, содержания и полезности сведений.
В настоящее время на информационном подходе основывается объектно ориентированный метод моделирования информационных процессов и автоматизации проектных работ для анализа управленческих процессов и проектирования информационных электронных потоков.
4. Принцип совместимости, который заключается в обеспечении взаимодействия ИС различных видов, назначений, уровней в процессе функционирования экономического объекта. Поэтому в процессе проектирования должна быть обеспечена системная единство методических подходов в решении проблем информационной, технической, программной совместимости всех ИС, используемых. Единство методических подходов отражается в нормативно-правовых документах, регламентирующих процесс разработки, документирования, приема и эксплуатации ИС. Это международные и отечественные стандарты (ГОСТ), отраслевые и ведомственные нормативные материалы, регламенты, протоколы, стандарты организаций.
Широко используются стандарты, регламентирующие языковые средства информационной обработки, коммуникационные технологии и организации вычислений, между объектная взаимодействие и тому подобное.
5. Принцип стандартизации и унификации, который заключается в необходимости применения типовых, унифицированных и стандартизованных элементов функционирования ИС. Это прежде всего относится к составляющим информационного, технического, программного и других обеспечительных подсистем IT. Этот принцип позволяет сократить временные, трудовые и стоимостные затраты на создание ИС при максимально возможном использовании накопленного опыта в формировании проектных решений и внедрении автоматизации проектировочных работ, обеспечивает многоаспектную взаимодействие ИС.
6. Принцип декомпозиции, который основан на разделении системы на части и выделении отдельных комплексов работ, создает условия для более эффективного анализа существующего состояния управленческой деятельности, изучение особенностей решения функциональных задач для дальнейшего моделирования конкретных аспектов управленческой деятельности и перевода их на автоматизированную технологию. Принцип используется как при изучении особенностей свойств элементов и системы в целом, так и при создании ИС на новой информационно-технологической базе.
7. Принцип эффективности, который заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание ИС и целевым эффектом, получаемый при ее функционировании.
Описание жизненного цикла информационной системы предполагает оперирование такими понятиями:
Процесс - цепочка работ, последовательно выполняются;
Этапы - последовательные отрезки времени, в течение которого выполняются работы. В течение этапа могут выполняться работы, относящиеся к разным процессам. В основе деятельности по созданию и использования автоматизированной информационной системы управления экономическим объектом лежит понятие ее жизненного цикла (ЖЦ). Жизненный цикле моделью создания и использования, автоматизированной информационной системы управления экономическим объектом, отражающим различные ее состояния, начиная с момента возникновения и необходимости в ней и заканчивая моментом полного выхода из использования всех без исключения пользователей .
Традиционно выделяют следующие основные этапы ЖЦ АИС :
Анализ требований;
Проектирование;
Программирование / внедрения;
Тестирование и отладка;
Эксплуатация и сопровождение.
Рассмотрим подробнее основные этапы ЖЦ АИС:
1. Анализ требований является первой фазой разработки АИС, на которой требования заказчика уточняются, формализуются и документируются. Фактически на этом этапе дается ответ на вопрос: "Что должна делать будущая система?", А это успехом всего проекта. В практике создания больших систем известно немало примеров неудачной реализации проекта именно из-за неполноты и нечеткости определения системных требований.
Перечень требований к АИС должен включать:
1) совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему (аппаратные и программные ресурсы, предоставляемые системе; внешние условия ее функционирования, состав работников и работ, имеющих к ней отношение)
2) описание функций, которые должен выполнять система;
3) ограничения в процессе разработки (директивные сроки завершения отдельных этапов, имеющиеся ресурсы, организационные процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации).
Целью анализа является преобразование общих, нечетких знаний о требованиях к будущей системе в точные (по возможности) определения.
Результатом этапа должна быть модель требований к системе (то есть - системный проект), что значит:
1) архитектуру системы, ее функции, внешние условия, разделение функций между аппаратной и программной частями;
2) интерфейсы и разделение функций между человеком и системой;
3) требования к программным и информационных компонентов программной части: необходимые аппаратные ресурсы, требования к базе данных, физические характеристики компонент программной части, их интерфейсы.
Модель требований должна включать;
1) полное функциональную модель требований к будущей системе с глубиной обработки до уровня каждой операции каждого должностного лица;
2) спецификации операций нижнего уровня;
3) пакет отчетов и документов по функциональной модели, включающей характеристику объекта моделирования, перечень подсистем, требования к способам и средствам связи для информационного обмена между компонентами, требования к характеристикам взаимосвязей системы со смежными системами, требования к функциям системы;
4) концептуальную информационную модель требований;
5) пакет отчетов и документов по информационной модели;
6) архитектуру системы с привязкой к концептуальной информационной модели;
7) предложения по организации структуры для поддержки системы.
Таким образом, модель требований содержит функциональную, информационную и, возможно, событийный (в случае, если целевая система является системой реального времени) модели. Это обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционной моделью, а именно:
1) Для традиционной разработки характерно осуществление начальных этапов кустарными неформализованными способами. Поэтому заказчики и пользователи впервые могут увидеть систему после того, как она уже в значительной мере реализована. Естественно, эта система будет отличаться от той, которой они ожидали. Поэтому дальше иметь место еще несколько итераций ее разработки или модификации, требует дополнительных (и значительных) затрат денег и времени. Ключ к решению этой проблемы и дает модель требований, позволяет
Описать, "увидеть" и скорректировать будущую систему до того, как она будет реализована физически;
Уменьшить затраты на разработку и внедрение системы;
Оценить разработку по времени и результатам;
Достичь взаимопонимания между всеми участниками работы (заказчиками, пользователями, разработчиками, программистами)
Улучшить качество разрабатываемой, а именно: выполнить ее функциональную декомпозицию и спроектировать оптимальную структуру интегрированной базы данных.
2) Модель требований полностью независимая и отделена от конкретных разработчиков, не требует сопровождения ее создателями и может быть безболезненно передана другим лицам. Более того, если по каким-либо причинам предприятие не готово к реализации системы на основе модели требований, она может быть оставлена "на полке" до тех пор, пока в ней не возникнет необходимость.
3) Модель требований может быть использована для самостоятельной разработки или корректировки уже реализованных на ее основе программных средств силами программистов отдела автоматизации предприятия.
4) Модель требований может использоваться для автоматизированного и быстрого обучения новых работников конкретному направлению деятельности предприятия, поскольку ее технология содержится в модели.
Этап анализа требований является важнейшим среди всех этапов ЖЦ. Он существенно влияет на все последующие этапы, оставаясь в то же время наименее изученным и понятным процессом. На этом этапе, во-первых, нужно понять, что именно нужно сделать, а во-вторых, задокументировать это, потому что если требования не зафиксированы и не сделаны доступными для участников проекта, то они вроде бы и не существуют. При этом язык, на котором формулируются требования, должна быть достаточно простой и понятной заказчику.
2. Разработка технического задания выполняется после построения модели, содержит требования к будущей системе. На ее основе разрабатывается техническое задание по созданию системы, включающей в себя:
Требования к автоматизированным рабочим местам, их состава и структуры, а также к способам и схем информационного взаимодействия между ними;
Разработку требований к техническим средствам;
Определение требований к программным средствам;
Разработку топологии, состава и структуры локальной вычислительной сети;
Требования к этапам и срокам выполнения работ.
3. Проектирование. Этот этап дает ответ на вопрос: "Как (каким образом) система будет удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней? Задачей этого этапа
Есть исследования структуры системы 1 логических взаимосвязей элементов, причем здесь не затрагиваются вопросы, связанные с реализацией на конкретной платформе. Проектирование рассматривается как итерационный процесс получения логической модели системы вместе со строго сформулированными целями, поставленными перед ней, а также написание спецификаций физической системы, удовлетворяет этим требованиям. Этот этап обычно разделяют на два подэтапа:
Проектирование архитектуры системы, включая разработку структуры и интерфейсов компонентов, согласование функций и технических требований к компонентам, методов и стандартов проектирования;
Детальное проектирование, которое предусматривает разработку спецификаций каждого компонента, интерфейсов между компонентами, разработку требований к тестам и плана интеграции компонентов.
Иными словами, проектирование является этапом ЖЦ, на котором определяется, как следует реализовывать требования к ЛЕС, порожденные и зафиксированы на этапе анализа. В результате должна быть построена модель реализации, которая демонстрирует, как система будет удовлетворять предъявленные к ней требования (без технических подробностей). Фактически модель реализации является развитием и уточнением модели требований, а именно проектирования является мостом между анализом и реализацией.
4. Реализация (программирование / адаптация). На этом этапе осуществляется создание ЛЕС, как комплекса программно-аппаратных средств (начиная с проектирования и создания телекоммуникационной инфраструктуры и заканчивая разработкой и установкой приложений).
5. Тестирование и отладка. Корректность АИС является ее важнейшим свойством и главным предметом заботы разработчиков. В идеальном случае под корректностью 1C подразумевают отсутствие в ней ошибок. Однако для большинства сложных программных продуктов достичь этого невозможно (в каждой программе содержится хотя бы одна ошибка). Поэтому под "корректным" обычно понимают программный продукт, работающий в соответствии с предъявленных к нему требований, то есть - продукт, для которого пока еще не найдены такие условия, в которых он окажется неработоспособным.
Установление корректности является главной целью этапа жизненного цикла, рассматривается. Надо отметить, что этап тестирования и отладки - один из самых трудоемких, утомительных и непредсказуемых этапов разработки ИС. В среднем за разработки традиционными методами этот этап занимает от 1/2 до 1/3 всего времени разработки. С другой стороны, тестирования и отладки представляют собой серьезную проблему: в некоторых случаях тестирования и отладки программы требуют в несколько раз больше времени, чем непосредственно программирования.
Тестирование - это набор процедур и действий, предназначенных для демонстрации корректной работы ИС в заданных режимах и внешних условиях. Цель тестирования - выявить наличие ошибок или убедительно продемонстрировать их отсутствие, что возможно лишь в отдельных тривиальных случаях. Важно различать тестирования и сопутствующее понятие "отладка". Отладка - это набор процедур и действий, которые начинаются с выявления самого факта наличия ошибки и заканчиваются установлением точного места, характера этой ошибки и способов ее устранения.
Важнейшим и наиболее часто применяемым на практике является метод детерминированного тестирования. При этом в качестве эталонов тестов используются конкретные исходные данные, состоящие из взаимосвязанных входных и результирующих величин и правильных последовательностей их обработки. В процессе тестирования с заданными начальными величинами надо установить соответствие результатов их обработки эталонным значениям.
Для сложных систем требуется большое количество тестов, и возникает проблема оценки их необходимого количества и использования методов их сокращения. Поэтому тестирование (как и любой другой вид деятельности) целесообразно планировать. План тестирования должен содержать:
1) формулировка целей тестирования;
2) критерии качества тестирования, позволяющие оценить его результаты;
3) стратегию проведения тестирования, обеспечивающий достижение заданных критериев качества;
4) потребности в ресурсах для достижения заданного критерия качества по выбранной стратегии.
Существуют системы автоматизация тестирования и отладки (Сатна). Они представляют собой сложный комплекс алгоритмических и программных средств, предназначенных для автоматизации анализа АИС, тестирования, отладки и оценок ее качества, и позволяет облегчить модификацию компонент АИС, обеспечить выявление ошибок на ранних стадиях отладки, повысить процент ошибок, автоматически оказываются.
6. Эксплуатация и сопровождение. Основными задачами этого этапа являются:
Обеспечение устойчивости работы системы и сохранения информации - администрирование;
Своевременная модернизация и ремонт отдельных элементов - техническая поддержка;
Адаптация возможностей системы, эксплуатируемого с текущими потребностями бизнеса предприятия - развитие системы.
Эти работы необходимо включать в оперативный план информатизации предприятия, который должен формироваться обязательно с соблюдением всех условий стратегического плана. В противном случае в рамках существующей системы могут появиться фрагменты, которые в будущем сделают эффективную эксплуатацию системы невозможной. Сейчас за рубежом стало общепринятым передавать функции технической поддержки и частично администрирования поставщикам системы или системным интеграторам. Эта практика получила название "аутсорсинг". Часто в пределах аутсорсинга сторонним предприятиям передаются и такие функции, как создание и поддержка резервных хранилищ данных и центров выполнения критических бизнес-приложений, которые задействуются в случае стихийного бедствия или других особых условий.
Особое внимание на этапе эксплуатации и сопровождения нужно уделить вопросам обучения персонала и, соответственно, планированию инвестиций в этот процесс.
ЖЦ образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и обычно имеет итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых первых, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введение ограничений и т. На каждом этапе ЖЦ порождается определенный набор документов и технических решений, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Каждый этап завершается верификацией порожденных документов и решений с целью проверки соответствия их выходным.
Существующие модели ЖЦ определяют порядок выполнения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распространение получили следующие три модели ЖЩ4]:
1. Каскадная модель (70 - 80-е годы) предусматривает переход к следующему этапу после полного завершения работ на предыдущем этапе и характеризуется четким разделением данных и процессов их обработки (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Каскадная модель жизненного цикла ИС
2. Поэтапная модель с промежуточным контролем (80 - 85-е годы) - итерационная модель разработки с циклами обратной связи между этапами. Преимущество такой модели в том, что между этапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью; с другой стороны, время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.
3. Спиральная модель (86 - 90-е годы) - заостряет внимание на начальных этапах ЖЦ: анализе требований, проектировании спецификаций, предыдущем и детальном проектировании. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений созданием прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации (рис. 2.7.).
Рис. 2.7. Спиральная модель жизненного цикла ИС
Специалисты отмечают такие преимущества спиральной модели:
Накопление и повторное использование программных средств, моделей и прототипов;
Ориентация на развитие и модификацию системы в ходе ее проектирования;
Анализ риска и издержек в процессе проектирования.
При использовании спиральной модели происходит накопление и повторное использование проектных решений, средств проектирования, моделей и прототипов информационной системы и информационной технологии; осуществляется ориентация на развитие и модификацию системы и технологи в процессе их проектирования; проводится анализ риска и издержек в процессе проектирования систем и технологий.
Особенности проектирования информационной технологии. Современная информационная технология реализуется в условиях спроектированной информационной системы.
Аспекты проектирования: техническое (аппаратно-коммуникационный комплекс), программно-математический (модели и программы), методический (совокупность средств реализации функций управления), организационный (описание документооборота и регламента действий аппарата управления), пооперационный (совокупность технологических, логических, арифметических действий, реализуемых в автоматическом режиме).
Создание ИС и ИТ представляет собой сложный процесс проектирования. Целью проектирования являются подготовка проектных документов и внедрение человекомашинной системы управления организацией. В процессе проектирования выявляются наиболее существенные характеристики экономического объекта, изучаются его внешние и внутренние информационные потоки, создаются математические и физические аналоги исследуемой системы и ее элементов, устанавливаются условия взаимодействия человека и технических средств управления.
Рассматривая ИС в технологическом аспекте, можно выделить аппарат управления (АУ). Оставшиеся компоненты - информационная технология (ИТ), информационная система решения функциональных задач (ИСФЗ) и система поддержки принятия решений (СППР) - информационно и технологически взаимоувязаны и составляют основу архитектуры ИС.
Тщательно спроектированное технологическое обеспечение информационной технологии позволяет не только успешно решать функциональные задачи управления, но и в рамках СППР менеджерам и руководителям организаций проводить в интерактивном режиме аналитическую и прогнозную работу для последующего принятия управленческих решений.
Обязательными элементами проектируемого технологического обеспечения информационной технологии являются: информационное, лингвистическое, техническое, программное, математическое, организационное, правовое, эргономическое.
Информационное обеспечение (ИО) - представляет собой совокупность проектных решений по объемам, размещению, форма организации информации, циркулирующей в ИС.
Лингвистическое обеспечение (ЛО) - объединяет совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц в ходе общения пользователей со средствами вычислительной техники.
Техническое обеспечение (ТО) - представляет собой комплекс технических средств (технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, тиражирования информации, оргтехника и др.), обеспечивающих работу ИТ.
Программное обеспечение (ПО) - включает совокупность программ, реализующих функции и задачи ИС и обеспечивающих устойчивую работу комплексов технических средств.
Математическое обеспечение (МО) - совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных задач и в процессе автоматизации проектировочных работ.
Организационное обеспечение (ОО) - представляет собой комплекс документов, составленный в процессе проектирования ИС, утвержденный и положенный в основу эксплуатации.
Правовое обеспечение (ПрО) - представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и внедрении ИС и ИТ.
Эргономическое обеспечение (ЭО) - как совокупность методов и средств, используемых на разных этапах разработки и функционирования ИС и ИТ, предназначено для создания оптимальных условий высококачественной, высокоэффективной и безошибочной деятельности человека в ИТ, для ее быстрейшего освоения.
Под бизнес-инжинирингом понимается выполнение комплекса проектировочных работ по разработке методов и процедур управления бизнесом, когда без изменения принятой структуры управления в организации (предприятии, фирме) достигается улучшение ее финансового положения.
Инжиниринг располагает для проектирования бизнеса рядом методик:
выделение пошаговых процедур проектируемого бизнеса;
внедрение описывающих процедуры систем обозначений;
использование эвристик и прагматических решений, позволяющих описывать степень соответствия спроектированного варианта бизнеса заданным целям.
Под бизнес-процессомпонимается целостное описание основных видов деятельности организации (предприятия, фирмы, корпорации) и их проекция на организационные структуры с учетом развития взаимодействия между участниками во времени.
Проект по реинжинирингу бизнеса, как правило, включает следующие этапы:
разработку образа будущей организации;
анализ существующего бизнеса;
разработку нового бизнеса;
внедрение нового бизнеса.
Имитация - наиболее удачный подход, обеспечивающий как точность анализа, так и наглядность, различий при сравнении альтернативных решений. Немаловажным является и тот факт, что имитационное моделирование успешно реализуется на персональном компьютере, которым обеспечивается автоматизированное рабочее место менеджера.
Под единыминформационным пространством понимается совокупность методических, организационных, программных, технических и телекоммуникационных средств, обеспечивающих оперативный доступ к любым информационным ресурсам предприятия в пределах компетенции и прав доступа специалистов.
Контроллинг - комплекс методов поиска решений - концепция системного управления и способ мышления менеджеров, в основе которых лежит стремление обеспечить долгосрочное эффективное функционирование организации. Для реализации задач контроллинга в процессе проектирования СППР создается специализированная информационная модель, получившая название контроллер.
Контроллер - это совокупность методов и средств для реализации задач стратегического и оперативного контроля в системе управления, а также решения стратегических и тактических задач по направлениям управленческой деятельности (маркетинг, обеспечение ресурсами, инвестиции и т.п.).
Согласно приведенным подходам формируются основные принципы создания ИС и ИТ управления:
системность и логичность построения обеспечивающих и функциональных элементов ИС;
широкое применение экономико-математических методов и стандартных программ прогнозно-статистического характера. Задачи управления производственной, финансовой деятельностью организации в большинстве своем ставятся как аналитические, оптимизационные или как задачи планирования.
предполагает декомпозицию системы на ряд комплексов (модулей) задач, каждый из которых моделирует определенную сферу управленческой деятельности.
использование новых методов и включение вновь созданных программных модулей в систему автоматизации управленческих работ. Проектирование ИС должно изначально базироваться на модульных принципах, а компьютерная реализация - допускать расширение за счет совершенствования структуры программного обеспечения.
это принцип адаптации всех элементов и системы в целом. Он должен полностью пронизывать идеологию построения ИС управления - от анализа задач, технико-экономических показателей и их группировок в модули до формулирования целей.
Конечный продукт работы любого менеджера - это решения и действия. Принятое им решение ведет либо к преуспеванию предприятия, либо к неудачам. Принятие решения - это всегда выбор определенного направления деятельности из нескольких возможных. Так как процесс управления любой организацией в экономике реализуется исключительно посредством формирования и реализации управленческих решений, поэтому остановимся на типах решений, которые имеют различные характеристики и требуют различных источников данных.
Оперативные решения - периодические: одна и та же задача возникает периодически. В результате процесс принятия решения становится относительно рутинным и почти беспроблемным. Параметры (характеристики) хозяйственных процессов, используемые в ходе принятия решения, определены, их оценка известна с высокой точностью, а взаимосвязь параметров с принимаемым решением понятна. Принятие оперативных решений ведет к вполне ожидаемым и прогнозируемым результатам. Оперативные решения являются краткосрочными.
Тактические решения обычно принимаются управленцами среднего уровня, ответственными за обеспечение средствами для достижения целей и намерений, поставленных ЛПР верхнего звена. Тактические решения не так рутинны и структурированы, как оперативные решения. Все главные параметры объекта управления, входящие в состав тактических решений, неизвестны; оценки характеристик, определенные как важные, могут быть неизвестны, а взаимосвязь между характеристиками и решениями может быть не ясна.
Стратегические решения принимаются на основе целей компании, определенных в его уставе и уточненных высшим руководством предприятия. Эти цели определяют основу, на которой должно базироваться долгосрочное планирование, а также определение критических факторов деятельности предприятия. Эти решения обеспечивают базу для принятия тактических и оперативных решений.
Рассмотрим модели и методы, используемые на каждом из этапов. На первом этапе применяются в основном неформальные методы для того, чтобы:
сформулировать проблему;
выявить цель;
сформулировать критерий оценки принятия решений.
Если проблема осознана и идентифицирована количественными показателями или качественными признаками, то далее можно сформулировать цели. Цель - это антипод проблемы. Если проблема это то, чего не хочет ЛПР, то цель - это то, что оно хочет.
На втором этапе формирования решений происходит поиск различных вариантов - альтернатив. Варианты могут отыскиваться в различных формах и шкалах измерений. Варианты, как правило, задаются либо перечислением, если таковых не очень много, либо описанием их свойств.
На третьем этапе согласно сформулированному на втором этапе критерию выбора происходят сопоставление, оценка и выбор решения. Все методы оценки вариантов можно разделить на две группы:
методы, используемые в условиях определенности;
методы, используемые в условиях риска.
Этапами проектирования СППР при наличии программной оболочки являются:
Описание предметной области, целей создания системы и выполнение постановки задачи.
Составление словаря системы.
Разработка базы знаний и базы данных.
Внедрение системы.
Этап 1. Описание предметной области, целей создания системы и выполнение постановки задачи. Описание должно отражать специфику предметной области в нескольких формах. Первая из них - это текстовое представление содержание процессов, объектов и связей между ними. Вторая форма описания представляет собой графическое представление дерева целей, стоящих перед пользователем, или дерева И-ИЛИ.
Постановка всякой задачи предполагает указание результатов функционирования системы, исходных данных, а также общее описание процедур, формул и алгоритмов преобразования исходных данных в результирующие данные.
Этап 2. Составление словаря системы. Словарь системы - это набор слов, фраз, кодов, наименований, используемых разработчиком для обозначения условий, целей, заключений и гипотез. Благодаря словарю пользователь понимает результаты работы системы. Составление словаря - важная работа, ибо четко сформулированные условия и ответы резко повышают эффективность эксплуатации системы.
Этап 3. Разработка базы знаний и базы данных. База знаний, как правило, состоит из двух компонентов: дерева целей с расчетными формулами и базы правил (сеть вывода). База правил создается на основании графа целей и сформулировавши ранее гипотез. Главное внимание здесь уделяется коэффициентам определенности исходных условий и правил их обработки.
Этап 4. Внедрение. Проверяется и оцениваются правильность работы системы. Устанавливаются результаты, которые затем сравниваются с полученными в процессе запуска системы. Проверяются также промежуточные расчеты с помощью блока, отвечающего на вопросы как и почему.
Под технологией проектирования информационных систем (ИС) понимают упорядоченный в логической последовательности набор методических приемов, технических средств и проектировочных методов, нацеленных на реализацию общей концепции создания или доработки проекта системы и ее компонентов. Для разработки ИС управления большое значение имеют качество и состав базы проектирования.
Элементарной базовой конструкцией технологической цепочки проектирования ИС и ее главного компонента - ИТ является так называемая технологическая операция - отдельное звено технологического процесса.
Это понятие определяется на основе кибернетического подхода к процессу разработки ИТ. Автоматизация данного процесса предопределяет необходимость формализации технологических операций, последовательного объединения их в технологических цепь взаимосвязанных проектных процедур и их изображение.
Предпроектное обследование предметной области предусматривает выявление всех характеристик объекта и управленческой деятельности в нем, потоков внутренних и внешних информационных связей, состава задач и специалистов, которые будут работать в новых технологических условиях, уровень их компьютерной и профессиональной подготовки как будущих пользователей системы.
Рассмотрим первый из путей, т.е. возможности использования типовых проектных решений, включенных в пакеты прикладных программ. Наиболее эффективно информатизации поддаются следующие виды деятельности:
бухгалтерский учет, включая управленческий и финансовый;
справочное и информационное обслуживание экономической деятельности;
организация труда руководителя;
автоматизация документооборота;
экономическая и финансовая деятельность;
обучение.
Автоматизированные системы проектирования - второй, быстроразвивающийся путь ведения проектировочных работ.
В области автоматизации проектирования ИС и ИТ за последнее десятилетие сформировалось новое направление - CASE (Computer- Aided Soft-ware/System Engineering). CASE - это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов, позволяющий автоматизировать процесс проектирования и разработки ИС, прочно вошедший в практику создания и сопровождения ИС и ИТ. Основная цель CASE состоит в том, чтобы отделить проектирование ИС и ИТ от ее кодирования и последующих этапов разработки, а также максимально автоматизировать процессы разработки и функционирования систем.
Помимо автоматизации структурных методологий и как следствие возможности применения современных методов системной и программной инженерии CASE обладают следующими основными достоинствами:
улучшают качество создаваемых ИС (ИТ) за счет средств автоматического контроля (прежде всего, контроля проекта);
позволяют за короткое время создавать прототип будущей ИС (ИТ), что позволяет на ранних этапах оценить ожидаемый результат;
ускоряют процесс проектирования и разработки системы;
освобождают разработчика от рутинной работы, позволяя ему целиком сосредоточиться на творческой части проектирования;
поддерживают развитие и сопровождение уже функционирующей ИС (ИТ);
поддерживают технологии повторного использования компонентов разработки.
Большинство CASE-средств основано на научном подходе, получившем название "методология/метод/нотация/средство". Методология формулирует руководящие указания для оценки и выбора проекта разрабатываемой ИС, шаги работы и их последовательность, а также правила применения и назначения методов. К настоящему моменту CASE-технология оформилась в самостоятельное наукоемкое направление, повлекшее за собой образование мощной CASE-индустрии, объединившей сотни фирм и компаний различной ориентации.
Своевременность характеризует временные свойства ИС и ИТ и имеет количественное выражение в виде суммарного времени задержки информации, необходимой пользователю в текущий момент времени в реальных условиях для принятия решений. Чем меньше величина временной задержки поступления информации, тем лучше ИС отвечает данному требованию.
Общий показатель надежности ИС концентрирует в себе ряд важных характеристик:
частоту возникновения сбоев в техническом обеспечении;
степень адекватности математических моделей;
верификационную чистоту программ;
относительный уровень достоверности информации;
интегрированный показатель надежности эргономического обеспечения ИС.
Адаптационные свойства системы отражают ее способность приспосабливаться к изменениям окружающего внешнего фона внутренней управленческой и производственной среды организации. Важная задача заказчика - сформулировать на этапе проектирования границы допущения отклонений в значениях управляющих и выходных параметров, имеющих принципиальное значение для функционирования всей системы.
В общем виде постановка задачи состоит из четырех принципиально важных компонентов:
организационно-экономической схемы и ее описания;
свода применяемых математических моделей;
описания вычислительных алгоритмов;
концепции построения информационной модели системы.
Математическая модель и разрабатываемые на ее основе алгоритмы должны удовлетворять трем требованиям: определенности (однозначности), инвариантности по отношению к различным альтернативным ситуациям в задаче и результативности (возможности ее решения за конечное число шагов). Результатом алгоритмизации является логически построения и отлаженная блок-схема.
Постановка и дальнейшая компьютерная реализация задач требуют усвоения основных понятий, касающихся теоретических основ, информационных технологий. К ним относятся:
свойства, особенности и структура экономической информации;
условно-постоянная информация, ее роль и назначение;
носители информации, макет машинного носителя;
средства формализованного описания информации;
алгоритм, его свойства и формы представления;
назначение и способы контроля входной и результатной информации;
состав и назначение устройств компьютера;
Проектирование информационных систем (ИС) представляет сложный многоступенчатый вид деятельности, без научной организации которого немыслимо создание и использование современных сложных ИС, в том числе в образовании, предпринимательстве, менеджменте и других областях жизнедеятельности общества. Наряду с получением необходимых для этого теоретических знаний проектировщику ИС требуется обрести устойчивые практические навыки этого вида деятельности.
Главной особенностью проектирования является работа с еще не существующим объектом. В этом отличие проектирования от моделирования, где объект не может не существовать.
Проектирование ИС охватывает три основные области:
Проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных;
Проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;
Учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т.п.
Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта. В общем виде цель проекта можно определить как решение ряда взаимосвязанных задач, включающих в себя обеспечение на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации:
Требуемой функциональности системы и уровня ее адаптивности к изменяющимся условиям функционирования;
Требуемой пропускной способности системы;
Требуемого времени реакции системы на запрос;
Безотказной работы системы;
Необходимого уровня безопасности;
Простоты эксплуатации и поддержки системы .
Технология проектирования
Технология проектирования АИС – это совокупность методов и средств проектирования АИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта АИС). В основу технологии проектирования лежит технологический процесс (ТП), который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действий.
ТП проектирования АИС представляет собой совокупность последовательно-параллельных, связанных и соподчиненных цепочек действий, каждое из которых может иметь свой предмет. Действия, которые выполняются при проектировании АИС, могут быть определены как неделимые технологические операции или как подпроцессы технологических операций.
Все действия могут быть собственно проектированными, которые формируют или модифицируют результаты проектирования, и оценочными, которые вырабатывают по установленным критериям оценки результатов проектирования.
Таким образом, технология проектирования задается регламентированной последовательностью технологических операций, выполняемых в процессе создания проекта на основе того или иного метода.
Предметом выбираемой технологии проектирования должно служить отражение взаимосвязанных процессов проектирования на всех стадиях жизненного цикла АИС .
Основные требования, предъявляемые к выбираемой технологии проектирования, следующие:
Созданный с помощью этой технологии проект должен отвечать требованиям заказчика;
Технология должна максимально отражать все этапы цикла жизни проекта;
Технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта;
Технология должна способствовать росту производительности труда проектировщиков;
Технология должна обеспечивать надежность процесса проектирования и эксплуатации проекта;
Технология должна способствовать простому ведению проектной документации.
Технология проектирования АИС реализует определенную методологию проектирования. В свою очередь, методология проектирования предполагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования и реализуется набором методов и средств.
Методы проектирования АИС можно классифицировать по степени использования средства автоматизации, типовых проектных решений, адаптивности к предполагаемым изменениям.
По степени автоматизации различают:
Ручное проектирование;
Компьютерное проектирование;
По степени использования типовых проектных решений различают:
Оригинальное проектирование;
Типовое проектирование;
По степени адаптивности проектных решений различаются следующие методы:
Реконструкция – адаптация проектных решений выполняется путем переработки соответствующих компонентов;
Параметризация – проектные решения настраиваются в соответствии с заданными и изменяемыми параметрами;
Реструктуризация модели – изменяется модель предметной области, что приводит к автоматическому переформированию проектных решений.
В зависимости от сложности объекта автоматизации и набора задач, требующих решения при создании конкретной АИС, стадии и этапы работ могут иметь различную трудоёмкость. Допускается объединять последовательные этапы и исключать некоторые из них на любой стадии проекта. Допускается также начинать выполнение работ следующей стадии до окончания предыдущей .
Основные стадии создания автоматизированной информационной системы:
Формирование требований к АИС;
Разработка концепции АИС;
Разработка технического задания;
Разработка эскиза проекта;
Разработка технической части проекта;
Разработка рабочей документации на АИС;
Ввод в действие;
Сопровождение АИС .
Методология проектирования
Основу технологии проектирования информационных систем составляет методология. Методология реализуется через конкретные технологии и поддерживающие их стандарты, методики и инструментальные средства.
Методы проектирования ИС можно классифицировать по степени использования средств автоматизации, типовых проектных решений, адаптивности к предполагаемым изменениям. Так, по степени автоматизации методы проектирования разделяются на:
1. Ручное, при котором проектирование компонентов ИС осуществляется без использования специальных инструментальных программных средств, а программирование - на алгоритмических языках;
2. Компьютерное, при котором производится генерация или конфигурирование (настройка) проектных решений на основе использования специальных инструментальных программных средств.
По степени использования типовых проектных решений различают следующие методы проектирования:
1. Оригинальное (индивидуальное), когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к АИС. Характеризуется тем, что все виды проектных работ ориентированы на создание индивидуальных для каждого объекта проектов, которые в максимальной степени отражают все его особенности;
2. Типовое, предполагающее конфигурирование ИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей). Выполняется на основе опыта, полученного при разработке индивидуальных проектов. Типовые проекты, как обобщение опыта для некоторых групп организационно-экономических систем или видов работ, в каждом конкретном случае связаны с множеством специфических особенностей и различаются по степени охвата функций управления, выполняемым работам и разрабатываемой проектной документации.
По степени адаптивности проектных решений выделяют методы:
1. Реконструкции, когда адаптация проектных решений выполняется путем переработки соответствующих компонентов (перепрограммирования программных модулей);
2. Параметризации, когда проектные решения настраиваются (генерируются) в соответствии с изменяемыми параметрами;
3. Реструктуризации модели, когда изменяется модель проблемной области, на основе которой автоматически заново генерируются проектные решения.
Сочетание различных признаков классификации методов обусловливает характер используемых технологий проектирования ИС, среди которых выделяют два основных класса: каноническую и индустриальную технологии. Индустриальная технология проектирования, в свою очередь, разбивается на два подкласса: автоматизированное (использование CASE-технологий) и типовое (параметрически-ориентированное или модельно-ориентированное) проектирование. Использование индустриальных технологий не исключает использования в отдельных случаях канонических .
Проектирование - это практическая деятельность, целью которой является поиск новых решений, оформленных в виде комплекта документации. Процесс поиска представляет собой последовательность выполнения взаимообусловленных действий, процедур, которые, в свою очередь, подразумевают использование определенных методов. Сложность процесса проектирования (как и любой другой творческой деятельности), нестандартность проектных (жизненных) ситуаций вызывают необходимость знания различных методов и умения владеть ими.
Технология проектирования определяется как совокупность трех составляющих:
Пошаговой процедуры, определяющей последовательность технологических операций проектирования;
Критериев и правил, используемых для оценки результатов выполнения технологических операций;
Нотаций (графических и текстовых средств), используемых для описания проектируемой системы .
Сравнительная характеристика инструментов проектирования
Основной целью выбора корпоративного стандарта организационного проектирования является задание общего и обязательного к применению языка общения управленческого звена, разработчиков организационных и технологических процессов и исполнителей этих процессов. Частными применениями таких стандартов является синтез требований к создаваемым системам, положений об организационных подразделениях, служебные инструкции и т.д.
Существует около 30 технологий проектирования организационно-технических систем и несколько сотен инструментов, предназначенных для автоматизации этого процесса. Поэтому, с учетом временного фактора, сравнительный анализ был ограничен четырьмя наиболее популярными на российском рынке продуктами: Bpwin/Erwin (Platinum Technology), Rational Rose (Rational Software Corporation), ARIS (Scheer AG) и Oracle Designer (Oracle Developer Suite). Справочные данные по CASE-технологиям и средствам проектирования приведены ниже по тексту и в таблице №1.
Таблица 1
Средства проектирования и их сравнительная характеристика
|
Критерии |
Oracle Designer |
|||
|
Поддержка полного жизненного цикла ИС | ||||
|
Обеспечение целостности проекта | ||||
|
Независимость от платформы |
+ (DoDAF, TeaF/FeaT, Zachman) |
+ (ORACLE, Informix, Sybase) |
+ (ORACLE, Informix, Sybase, Ingres и др.) | |
|
Одновременная групповая разработка БД и приложений |
*) разработчики приложений могут начинать работу с базой данных только после завершения ее проектирования.
CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.
Согласно обзору передовых технологий, составленному фирмой Systems Development Inc. в 2007 г. по результатам анкетирования более 1000 американских фирм, CASE-технология в настоящее время попала в разряд наиболее стабильных информационных технологий (ее использовала половина всех опрошенных пользователей более чем в трети своих проектов, из них 85% завершились успешно). Однако, несмотря на все потенциальные возможности CASE-средств, существует множество примеров их неудачного внедрения, в результате которых CASE-средства становятся «полочным» ПО (shelfware). В связи с этим необходимо отметить следующее:
1. CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект; он может быть получен только спустя какое-то время;
2. Реальные затраты на внедрение CASE-средств обычно намного превышают затраты на их приобретение;
3. CASE-средства обеспечивают возможности для получения существенной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения.
Ввиду разнообразной природы CASE-средств было бы ошибочно делать какие-либо безоговорочные утверждения относительно реального удовлетворения тех или иных ожиданий от их внедрения. Можно перечислить следующие факторы, усложняющие определение возможного эффекта от использования CASE-средств:
1. Широкое разнообразие качества и возможностей CASE-средств;
2. Относительно небольшое время использования CASE-средств в различных организациях и недостаток опыта их применения;
3. Широкое разнообразие в практике внедрения различных организаций;
4. Отсутствие детальных метрик и данных для уже выполненных и текущих проектов;
5. Широкий диапазон предметных областей проектов;
6. Различная степень интеграции CASE-средств в различных проектах.
Вследствие этих сложностей доступная информация о реальных внедрениях крайне ограничена и противоречива. Она зависит от типа средств, характеристик проектов, уровня сопровождения и опыта пользователей. Некоторые аналитики полагают, что реальная выгода от использования некоторых типов CASE-средств может быть получена только после одно- или двухлетнего опыта. Другие полагают, что воздействие может реально проявиться в фазе эксплуатации жизненного цикла ИС, когда технологические улучшения могут привести к снижению эксплуатационных затрат.
В разряд СП попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров (ПК) с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 30 различных CASE-систем, наиболее мощные из которых, так или иначе, используются практически всеми ведущими западными фирмами .
Применение СП требует от потенциальных пользователей специальной подготовки и обучения. Опыт показывает, что внедрение СП осуществляется медленно, однако по мере приобретения практических навыков и общей культуры проектирования эффективность применения этих средств резко возрастает, причем наибольшая потребность в использовании СП испытывается на начальных этапах разработки, а именно на этапах анализа и спецификации требований. Это объясняется тем, что цена ошибок, допущенных на начальных этапах, на несколько порядков превышает цену ошибок, выявленных на более поздних этапах разработки.
На сегодняшний день Российский рынок программного обеспечения располагает следующими наиболее развитыми СП:
ERWin / BPWin;
Rational Rose;
Oracle Designer.
ARIS - Интегрированное средство моделирования бизнес-процессов, объединяющее разнообразные методы моделирования и анализа систем. В первую очередь, это средство описания, анализа, оптимизации и документирования бизнес-процессов, чем средство проектирования программного обеспечения.
BPWin - инструмент визуального моделирования бизнес-процессов. ERWin - средство, используемое при моделировании и создании баз данных произвольной сложности на основе диаграмм «сущность - связь».
Rational Rose - средство моделирования объектно-ориентированных информационных систем. Позволяет решать практически любые задачи в проектировании информационных систем: от анализа бизнес-процессов до кодогенерации на определенном языке программирования. Позволяет разрабатывать как высокоуровневые, так и низкоуровневые модели, осуществляя тем самым либо абстрактное проектирование, либо логическое.
Oracle Designer - функциональное средство для описания предметной области. Входит в комплекс инструментальных средств Oracle9i Developer Suite по проектированию программных систем и баз данных, реализующих технологию CASE и собственную методологию разработки ИС компании Oracle - «CDM», позволяющих команде разработчиков провести проект, начиная от анализа бизнес-процессов через моделирование к генерации кода и получению прототипа, а в дальнейшем и окончательного продукта. Это средство имеет смысл использовать при ориентации на всю линейку продуктов Oracle, применяемую для проектирования, разработки и реализации сложной программной системы.
Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что из перечисленных СП только комплекс ARIS наиболее полно удовлетворяет всем критериям, принятым в качестве основных. Так, например, в комплексе Rational Rose целостность базы проектных данных и единая технология сквозного проектирования ИС обеспечивается за счет использования интерфейса Corba. Следует отметить, что каждый из двух продуктов сам по себе является одним из наиболее мощных в своем классе.
Таким образом, наиболее развитыми средствами разработки крупномасштабных ИС на сегодняшний день является, по мнению автора, комплекс ARIS.
экранных форм , отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта . В общем виде цель проекта можно определить как решение ряда взаимосвязанных задач, включающих в себя обеспечение на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации:
- требуемой функциональности системы и уровня ее адаптивности к изменяющимся условиям функционирования;
- требуемой пропускной способности системы;
- требуемого времени реакции системы на запрос;
- безотказной работы системы;
- необходимого уровня безопасности;
- простоты эксплуатации и поддержки системы.
Согласно современной методологии, процесс создания ИС представляет собой процесс построения и последовательного преобразования ряда согласованных моделей на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) ИС. На каждом этапе ЖЦ создаются специфичные для него модели - организации, требований к ИС, проекта ИС, требований к приложениям и т.д. Модели формируются рабочими группами команды проекта , сохраняются и накапливаются в репозитории проекта. Создание моделей, их контроль , преобразование и предоставление в коллективное пользование осуществляется с использованием специальных программных инструментов - CASE-средств.
Процесс создания ИС делится на ряд этапов (стадий [ 1.1 ]), ограниченных некоторыми временными рамками и заканчивающихся выпуском конкретного продукта (моделей, программных продуктов, документации и пр.).
Обычно выделяют следующие этапы создания ИС : формирование требований к системе, проектирование, реализация, тестирование, ввод в действие, эксплуатация и сопровождение [ 1.1 ] [ 1.2 ] . (Последние два этапа далее не рассматриваются, поскольку выходят за рамки тематики курса.)
Начальным этапом процесса создания ИС является моделирование бизнес-процессов, протекающих в организации и реализующих ее цели и задачи. Модель организации, описанная в терминах бизнес-процессов и бизнес-функций, позволяет сформулировать основные требования к ИС. Это фундаментальное положение методологии обеспечивает объективность в выработке требований к проектированию системы. Множество моделей описания требований к ИС затем преобразуется в систему моделей, описывающих концептуальный проект ИС. Формируются модели архитектуры ИС, требований к программному обеспечению ( ПО ) и информационному обеспечению (ИО). Затем формируется архитектура ПО и ИО, выделяются корпоративные БД и отдельные приложения, формируются модели требований к приложениям и проводится их разработка, тестирование и интеграция .
Целью начальных этапов создания ИС , выполняемых на стадии анализа деятельности организации, является формирование требований к ИС, корректно и точно отражающих цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в требования к разработке проекта ИС так, чтобы обеспечить соответствие целям и задачам организации.
Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки. Современные инструментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям. Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочисленных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа.
На этапе проектирования прежде всего формируются модели данных. Проектировщики в качестве исходной информации получают результаты анализа. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования базы данных . Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных .
Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, чтобы получить спецификации (описания) всех модулей ИС. Оба эти процесса проектирования тесно связаны, поскольку часть бизнес-логики обычно реализуется в базе данных (ограничения, триггеры, хранимые процедуры). Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню , вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы.
Конечными продуктами этапа проектирования являются:
- схема базы данных (на основании ER-модели, разработанной на этапе анализа);
- набор спецификаций модулей системы (они строятся на базе моделей функций).
Кроме того, на этапе проектирования осуществляется также разработка архитектуры ИС, включающая в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем). В неоднородной ИС могут работать несколько компьютеров на разных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем. Кроме выбора платформы, на этапе проектирования определяются следующие характеристики архитектуры:
- будет ли это архитектура "файл-сервер" или "клиент-сервер";
- будет ли это 3-уровневая архитектура со следующими слоями: сервер, ПО промежуточного слоя (сервер приложений), клиентское ПО;
- будет ли база данных централизованной или распределенной. Если база данных будет распределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться;
- будет ли база данных однородной, то есть, будут ли все серверы баз данных продуктами одного и того же производителя (например, все серверы только Oracle или все серверы только DB2 UDB). Если база данных не будет однородной, то какое ПО будет использовано для обмена данными между СУБД разных производителей (уже существующее или разработанное специально как часть проекта);
- будут ли для достижения должной производительности использоваться параллельные серверы баз данных (например, Oracle Parallel Server, DB2 UDB и т.п.).
Этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС.
На этапе реализации осуществляется создание программного обеспечения системы, установка технических средств, разработка эксплуатационной документации.
Этап тестирования обычно оказывается распределенным во времени.
