1.2 Этапы проектирования информационно-справочных систем
Проектирование информационно-справочной системы - это один из важнейших этапов ее существования то, с чего, собственно, должна начинаться её жизнь. Любая правильная информационно-справочная система базируется на тщательно спроектированной базе данных, в которой учтены не только все особенности ведения бизнеса, но и заложена возможность будущего развития путем добавления функциональности в информационную систему.
Задача проектирования АИС промышленных предприятий достаточно сложна, так как характер обрабатываемой информации разнороден и сложно формализуем. Однако здесь можно выделить основную модель работы - это работа "от кода проекта". В общем случае код проекта представляет собой аналог (функциональный) лицевого счета, он имеет определенную разрядность, порядок (т.е. конкретная группа цифро-буквенного обозначения характеризует деталь, сборочную единицу, изделие и их уровень взаимосвязи). Причем конкретная часть кода характеризует технологические, конструкторские, финансовые и др. документы. Все это регламентируется соответствующими ГОСТами, поэтому может быть формализовано. При этом модульный подход к реализации АИС наиболее важен.
Двойственный подход к формированию ежедневного производственного плана лег в основу т.н. "принципа дуализма" для АИС промышленных предприятий. Реализация принципа дуализма неизбежно также требовала построения АИС предприятий нового поколения в виде программных модулей, органически связанных между собой, но, в то же время, способных работать и автономно.
Такая многокомпонентная система обеспечивала соблюдение основополагающего принципа построения автоматизированных информационных систем - отсутствия дублирования ввода исходных данных. Информация по операциям, проведенным с применением одного из компонентов системы, могла быть использована любым другим ее компонентом. Модульность построения АИС нового поколения и принцип одноразового ввода дают возможность гибко варьировать конфигурацией этих систем.
Кроме того, одно из достоинств принципа многокомпонентности, являющегося базовым при создании АИС нового поколения, состоит в возможности их поэтапного внедрения. На первом этапе внедрения устанавливаются (или заменяются уже устаревшие) компоненты системы на те рабочие места, которые нуждаются в обновлении ПО. На втором этапе происходит развитие системы с подсоединением новых компонентов и отработкой межкомпонентных связей. Возможность применения такой методики внедрения обеспечивает ее достаточно простое тиражирование и адаптацию к местным условиям. Таким образом, автоматизированная информационная система нового поколения - это многокомпонентная система с распределенной базой данных по уровням экспертизы.
Многие предприятия предпочитают разрабатывать АИС собственными силами, так как:
1. стоимость таких разработок относительно низкая (по сравнению с продуктами крупных зарубежных разработчиков). Как правило, к существующим подразделениям департамента информатизации, таким как: управление эксплуатации, управление эксплуатации вычислительной сети и средств связи, экспертно-аналитическое управление (постановка задач), добавляется лишь новая структура: управление развития и разработки АИС, что, как правило, не влечет за собой больших финансовых затрат.
2. собственная разработка - это максимальная ориентация на реализацию бизнес - процессов предприятия или банка, его уникальных финансовых и управленческих технологий, складывающихся годами.
3. это позволяет обеспечивать значительно более высокий уровень безопасности и независимости от внешних факторов.
4. возможна оперативная реакция на изменения правил игры на рынке.
Вместе с тем при собственной разработке необходимо решить целый комплекс организационно-технических задач, которые позволили бы избежать ошибочных решений:
Во-первых, правильный выбор архитектуры построения вычислительно-коммуникационной сети и ориентация на профессиональные СУБД. По экспертным оценкам собственные разработки АИС в 53% базируются на СУБД Oracle, около 15% на Informix, 22% - другие СУБД.
Во-вторых, использование при разработке современного инструментария.
В третьих, мультизадачная инфраструктура разработки проекта, когда конкретный модуль АИС ведет группа разработчиков с взаимосвязанным перечнем задач, построенная на принципах полной взаимозаменяемости, т.е. функционирование данного модуля АИС и его развитие не связано с одним конкретным разработчиком.
В четвертых, применение эффективных организационно-технических средств по управлению проектом и контролю версий АИС.
Только при соблюдении этих основных положений можно рассчитывать, что собственная разработка окажется конкурентной и эффективной. В противном же случае можно столкнуться с эффектом "неоправданных ожиданий" - это в лучшем случае, а в крайнем случае вообще задуматься о смене АИС. При этом, смена АИС может вызвать как непосредственно смену клиентских модулей и табличной структуры БД, так и потребовать замены серверного и клиентского аппаратного и общесистемного программного обеспечения, включая СУБД, а это дело не дешевое. Поэтому очень важно при выборе варианта реализации АИС сразу решить вопрос о возможностях экспорта/импорта данных в создаваемой системе. При правильном решении данного вопроса смена АИС, если в ней все-таки возникнет необходимость, произойдем практически безболезненно для функциональных подразделений.
В отличие от банковских структур крупные отечественные промышленные предприятия сейчас только подходят к осознанию явной необходимости внедрения и развития корпоративных информационных систем как одной из основных компонент стратегического развития бизнеса. В связи с этим в недалеком будущем можно ожидать расширение рынка корпоративных информационных систем и в последующем его значительно роста. Учитывая тесную интеграцию финансовых и промышленных структур можно полагать, что основой построения корпоративных систем финансово-промышленных групп будут являться, используемые в их финансовых учреждениях, АБС.
Ориентация на профессиональные СУБД может способствовать достижению следующих целей:
1) Оптимизированный многопользовательский режим работы с развитой системой транзакционной обработки, что обеспечивает многочисленным пользователям возможность работы с базой данных, не мешая друг другу.
2) Надежные средства защиты информации (учитывая стандартную трехзвенную архитектуру защиты на уровне сети - на уровне сервера БД - на уровне клиентской ОС).
3) Эффективные инструменты для разграничения доступа к БД.
4) Поддержка широкого диапазона аппаратно - программных платформ.
5) Реализация распределенной обработки данных.
6) Возможность построения гетерогенных и распределенных сетей.
7) Развитые средства управления, контроля, мониторинга и администрирования сервера БД.
8) Поддержка таких эффективных инструментариев, как: словари данных, триггеры, функции, процедуры, пакеты и т.п.
Все выше перечисленное обусловило широкое распространение решений на базе профессиональных СУБД в крупных коммерческих банках и промышленных корпорациях. По экспертным оценкам по числу установок лидируют СУБД Oracle, Informix, Sybase. Несмотря на это в большинстве средних и малых банках и предприятиях по-прежнему, ориентируются на решения на базе АИС третьего и даже второго поколения.
Основные причины ориентации на использования профессиональных СУБД при построении своих АИС :
"ПРОТИВ" - Относительно высокая дороговизна профессиональных СУБД
"ЗА" - Как правило, поставщиками практически всех профессиональных СУБД сейчас предлагаются масштабируемые решения для средних и малых систем, причем цена последних сравнима с ценами на локальные СУБД.
"ПРОТИВ" - Профессиональные СУБД предъявляют высокие требования к аппаратной платформе.
"ЗА" - С резким ростом производительности Intel-ориентированных аппаратных платформ большинство производителей профессиональных СУБД выпустила свои версии и под Intel-сервера, в том числе и под ОС LINUX, а учитывая что LINUX при всей своей мощности UNIX системы практически бесплатная ОС, то и решение на ее основе как правило не повлечет больших финансовых затрат. Это позволяет при построении системы ориентироваться не только на высокопроизводительные многокластерные RISC сервера, но и использовать серверные Intel-платформы.
"ПРОТИВ" - Профессиональные АИС сложны и дороги в администрировании.
"ЗА" - Как правило, сложность администрирования зависит от конкретной АИС. Кроме этого, при эксплуатации АИС в многопрофильном банке или предприятии на UNIX платформе снимает многие проблемы, возникающие на местах, за счет широких возможностей удаленного администрирования из центра.
"ПРОТИВ" - Разработки АИС на промышленной платформе слишком дороги.
"ЗА" - Проектирование современных интегрированных систем - процесс трудоемкий, требующей высокой квалификации разработчиков. Все это находит отражение в цене и объективно делает АИС нового поколения более дорогими, но все же сравнимыми по стоимости с их предшественниками.
"ПРОТИВ" - Внедрение систем на профессиональной платформе процесс затяжной и дорогостоящий.
"ЗА" - Затяжка внедрения, как правило, обусловлена либо недостатком опыта фирмы поставщика по установке таких систем, либо недостаточной готовностью самого внедряемого продукта. Ориентировочный срок установки типовой АИС четвертого поколения под СУБД Oracle при отлаженном технологическом процессе составляет несколько недель.
"ПРОТИВ" - Сопровождение систем на базе профессиональной платформы неоправданно дорого, а качественные характеристики такой АИС оставляют желать лучшего.
"ЗА" - Во многом это предубеждение сложилось на основании опыта эксплуатации АИС зарубежного производства. Можно указать целый ряд случаев, когда зарубежные фирмы поставщики либо отказывались своевременно вносить изменения, обусловленные новыми инструкциями ЦБ, либо требовали за эти изменения неоправданно крупные суммы. Однако это совсем не относится к отечественным системам нового поколения, изначально рассчитанным на изменчивое российское законодательство.
Анализ рынка показывает, что на сегодня современная АИС должна представлять собой интегрированный комплекс аппаратно-программных средств реализующих мультипредметную информационную систему, обеспечивающую современные финансовые, управленческие, проектирующие, производственные и сбытовые технологии в режиме реального времени при транзакционной обработке данных.
В чем основные отличительные особенности корпоративных СУБД. Во-первых, они были изначально направлены на создание интегрированных, многопользовательских систем, имея в своем распоряжении развитые словари данных, что значительно повышает роль системного анализа и моделирования при проектировании системы. Во-вторых, средства разработки для данных СУБД оптимизированы для коллективной разработки сложных систем в рамках единой продуманной стратегической линии. Все это обуславливает неуклонно растущее количество успешных внедрений систем на базе профессиональных СУБД.
Итак, после выбора метода, которым следует руководствоваться при проектировании информационной системы, необходимо спланировать комплекс работ по созданию ИС в соответствии с типовыми этапами разработки. Этапы разработки автоматизированных информационных систем в классическом варианте будут выглядеть следующим образом.
А) Разработка и анализ бизнес - модели
Определяются основные задачи АИС, проводится декомпозиция задач по модулям и определяются функции с помощью которых решаются эти задачи. Описание функций осуществляется на языке производственных (описание процессов предметной области), функциональных (описание форм обрабатываемых документов) и технических требований (аппаратное, программное, лингвистическое обеспечение АИС). Метод решения: Функциональное моделирование. Результат:
Концептуальная модель АИС, состоящая из описания предметной области, ресурсов и потоков данных, перечень требований и ограничений к технической реализации АИС.
Аппаратно-технический состав создаваемой АИС.
Б) Формализация бизнес - модели, разработка логической модели бизнес -процессов.
Разработанная концептуальная модель формализуется, т.е. воплощается в виде логической модели АИС. Метод решения: Разработка диаграммы "сущность-связь" (ER (Entity-Reationship) - CASE- диаграммы). Результат: Разработанное информационное обеспечение АИС: схемы и структуры данных для всех уровней модульности АИС, документация по логической структуре АИС, сгенерированные скрипты для создания объектов БД.
В) Выбор лингвистического обеспечения, разработка программного обеспечения АИС.
Разработка АИС: выбирается лингвистическое обеспечение (среда разработки - инструментарий), проводится разработка программного и методического обеспечения. Разработанная на втором этапе логическая схема воплощается в реальные объекты, при этом логические схемы реализуются в виде объектов базы данных, а функциональные схемы - в пользовательские формы и приложения. Метод решения: Разработка программного кода с использованием выбранного инструментария. Результат: Работоспособная АИС.
Г) Тестирование и отладка АИС
На данном этапе осуществляется корректировка информационного, аппаратного, программного обеспечения, проводится разработка методического обеспечения (документации разработчика, пользователя) и т.п. Результат: Оптимальный состав и эффективное функционирование АИС. Комплект документации: разработчика, администратора, пользователя.
Д) Эксплуатация и контроль версий
Особенность АИС созданных по архитектуре клиент сервер является их многоуровневость и многомодульность, поэтому при их эксплуатации и развитии на первое место выходят вопросы контроля версий, т.е. добавление новых и развитие старых модулей с выводом из эксплуатации старых. Например, если ежедневный контроль версий не ведется, то в как показала практика, БД АИС за год эксплуатации может насчитывать более 1000 таблиц, из которых эффективно использоваться будет лишь 20-30%. Результат: Наращиваемость и безизбыточный состав гибкой, масштабируемой АИС.
Рис.1.3 Последовательность трансформации бизнес-модели в объекты БД и приложения
При этом последовательность трансформации бизнес-модели в объекты БД и приложения будет следующей. Разработка основных функций и назначения АИС и моделирование предметной области предшествует исследованию бизнес-процессов полученной модели и формированию объектов базы данных. При этом на каждом этапе используются специфические для него методы и средства.
Работа проектировщиков базы данных в значительной степени зависит от качества информационной модели. Информационная модель не должна содержать никаких непонятных конструкций, которые нельзя реализовать в рамках выбранной СУБД. Следует отметить, что информационная модель создается для того, чтобы на ее основе можно было построить модель данных, то есть должна учитывать особенности реализации выбранной СУБД. Если те или иные особенности СУБД не позволяют отразить в модели данных то, что описывает информационная модель, значит, надо менять информационную модель, так как производитель СУБД вряд ли будет оперативно менять собственно СУБД ради вашего конкретного проекта (хотя и такие, правда единичные, случаи имели место).
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. После этого для разработчиков информационной системы создается пробная база данных. С ней начинают работать разработчики кода. В идеале к моменту начала разработки модель данных должна быть устойчива. Проектирование базы данных не может быть оторвано от проектирования модулей и приложений, поскольку бизнес-правила могут создавать объекты в базе данных, например серверные ограничения (constraints), а также хранимые процедуры и триггеры, - в этом случае часто говорят, что часть бизнес-логики переносится в базу данных. Проектирование модели данных для каждой СУБД содержит свои особенности, проектные решения, которые дают хороший результат для одной СУБД, но могут оказаться совершенно неприемлемыми для другой. Ниже перечислим задачи, которые являются общими для проектирования моделей данных:
Выявление нереализуемых или необычных конструкций в ER-модели и в определениях сущностей;
Разрешение всех дуг, подтипов и супертипов;
Изучение возможных, первичных, внешних ключей, описание ссылочной целостности (в зависимости от реализации декларативно или с использованием триггеров);
Проектирование и реализация денормализации базы данных в целях повышения производительности;
Определение части бизнес-логики, которую следует реализовать в базе данных (пакеты, хранимые процедуры);
Реализация ограничений (ограничений и триггеров), отражающих все централизованно определенные бизнес-правила, генерация ограничений и триггеров;
Определение набора бизнес-правил, которые не могут быть заданы как ограничения в базе данных;
Определение необходимых индексов, кластеров (если таковые реализованы в СУБД), определение горизонтальной фрагментации таблиц (если это реализовано в СУБД);
Оценка размеров всех таблиц, индексов, кластеров;
Определение размеров табличных пространств и особенностей их размещения на носителях информации, определение спецификации носителей информации для промышленной системы (например, тип raid-массивов, их количество, какие табличные пространства на них размещаются), определение размеров необходимых системных табличных пространств (например, системного каталога, журнала транзакций, временного табличного пространства и т.п.);
Определение пользователей базы данных, их уровней доступа, разработка и внедрение правил безопасности доступа, аудита (если это необходимо), создание пакетированных привилегий (в зависимости от реализации СУБД это роли или группы), синонимов;
Разработка топологии базы данных в случае распределенной базы данных, определение механизмов доступа к удаленным данным.
Таким образом, корпоративная информационная система - это совокупность технических и программных средств предприятия, реализующих идеи и методы автоматизации. Современные системы управления деловыми процессами позволяют интегрировать вокруг себя различное программное обеспечение, формируя единую информационную систему. Тем самым решаются проблемы координации деятельности сотрудников и подразделений, обеспечения их необходимой информацией и контроля исполнительской дисциплины, а руководство получает своевременный доступ к достоверным данным о ходе производственного процесса и имеет средства для оперативного принятия и воплощения в жизнь своих решений. И, что самое главное, полученный автоматизированный комплекс представляет собой гибкую открытую структуру, которую можно перестраивать и дополнять новыми модулями или внешним программным обеспечением.
Информационная система может строиться с применением послойного принципа. Так, в отдельные слои можно выделить специализированное программное обеспечение (офисное, прикладное), непосредственно workflow, систему управления документами, программы поточного ввода документов, а также вспомогательное программное обеспечение для связи с внешним миром и обеспечения доступа к функционалу системы через коммуникационные средства (e-mail, Internet/intranet).
Этапы проектирования информационно-справочной системы – одной из основных компонентов КИС – представляют собой последовательное продвижение от исследования предметной области до эксплуатации готовой системы. В процессе проектирования необходимо особое внимании уделить разработке модели данных на концептуальном, логическом и физических уровнях.
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ГОУ НПО ПУ №33
Рабочим органом, функции который будет выполнять созданный в качестве главного организационного инструмента совершенствования РИС – Аналитический Центр Инновационного Развития (АЦИР). Стратегическая функция АЦИР – организационно-правовое и финансовое сопровождение креативной деятельности в регионе, объединение под единым управлением инновационной и инвестиционной функции. Создатели инноваций (...
Для лучшей освещенности. Во время ухода на перерыв также следует тушить электроприборы, станки, прочие электроприборы. Установка энергосберегающих ламп дневного света Лб 40, Philips -1000. 4.5 Режим работы медницко-радиаторного участка 251 рабочих дней в году. Режим работы: в одну смену с 8:00 до 17:00. Перерыв на обед с 12:00 до 13:00. Технологические перерывы по 10 минут – в 10 часов и...
Выделим следующие этапы проектирования ИС:
I. Исследование предметной области.
II. Разработка архитектуры системы.
III. Реализация проекта.
IV. Внедрение системы.V. Сопровождение системы.
I. Исследование предметной области предусматривает следующие
1. Спецификацию деятельности в предметной области.
2. Анализ деятельности в предметной области.
2.1. Структурно-логический анализ деятельности.
2.1.1. Анализ путей.
2.1.2. Анализ связности (прочности и сцепления) компонентов
предметной области.
2.2. Анализ производительности.
2.3. Экономический анализ.
II. Разработка архитектуры системы включает в себя разработку
следующих компонентов:
1. Спецификации требований к проектируемой системе.
2. Конструирование концептуальной модели предметной области.
3. Спецификации обработки данных в проектируемой системе.
4. Спецификации пользовательского интерфейса системы.
5. Спецификации деятельности в предметной области с учетом
внедрения системы.
Процесс проектирования ИС базируется на моделях представления
проектных решений (рис. 1.18).Рис. 1.18. Модели представления проектных решений
Модель классификации ориентирована на группирование объектов
предметной области в соответствии с различными аспектами классификации
и важность тех или иных свойств этих объектов.
Модель декомпозиции ориентирована на описание систем, способных
выполнять действия над данными. Различают виды декомпозиции действий
на основе:
Состава выходных данных;
Входных данных;
Представлений о промежуточных результатах;
Представлений о фазах обработки;
Представлений об альтернативных действиях.
Модели потоков отражают движение различных видов носителей
(материальных, финансовых, информационных и др.).
Модель данных предметной области ориентирована на описание
структуры информационных объектов, их функциональных взаимосвязей,
необходимых для поддержания заданных действий.
Модель классов определяет систему классификации информации о
предметной области, основанную на семантическом анализе. Среди важных
характеристик модели классов можно выделить отношения наследования,
включения или использования. В основе лежит объектно-ориентированный
подход, основой которого является представление о предметной области как
совокупности взаимодействующих друг с другом объектов, рассматриваемых
как экземпляр определенного класса. Классы образуют иерархию на основе
наследования. Объектно-ориентированный подход содержится в
современных языках высокого уровня Smalltalk, Object Pascal, C++, Java.
Модель пользовательского интерфейса ориентирована на описание
взаимодействий пользователей с проектируемой системой, состава форм
представления и команд управления заданиями.
Модели логики ориентированы на описание потока управления
(последовательности выполнения) операторов программной системы и
действий пользователей.
Для отображения результатов проектирования на различных этапах
используются следующие виды схем представления проектных решений:
1. Схемы первичной классификации.
2. Схемы вторичной классификации.
3. Схемы детализации.
4. Схемы спецификации функциональных возможностей.
5. Схемы локальных моделей данных.
6. Схемы потоков.
7. Диаграммы переходов.
8. Схемы спецификации пользовательского интерфейса.9. Схемы распределенной обработки данных.
10. Структурированные карты объектов.
Схема классификации описывает многомерную одноуровневую
классификацию одного элемента. Каждый признак (основание)
классификации имеет глобальный идентификатор и имя:
саt.<ид. признака классификации>–<имя признака классификации>.
Дуги на схеме классификации помечаются соответствующими
элементами типа cat.
По способу формирования будем различать первичные и вторичные
варианты оснований классификации.
Первичные основания характеризуют, как правило, наличие различных
существенных отличительных свойств у каждого подкласса
рассматриваемого класса элементов.
Вторичные основания классификации элемента формируются в
соответствии с основаниями классификации элементов, которые сильно
связаны с данным элементом.
Схемы потоков являются средством более детальной спецификации
функциональных или организационных элементов. В соответствии с типами
потоков будем различать схемы:
Материальных потоков;
Финансовых потоков;
Информационных потоков;
Потоков событий;
Отражающие сразу несколько типов потоков.
Правила конструирования схем потоков следующие:
Вся схема строится для одного исходного функционального или
организационного элемента;
Каждый функциональный и организационный элементы
спецификации должны иметь уникальный идентификатор;
Каждый поток должен иметь тип, уникальный идентификатор и,
возможно, спецификацию;
Каждый поток, кроме потока событий, должен связывать
накопитель соответствующего вида и функциональный элемент, или такие
элементы должны быть специфицированы в организационных элементах,
связанных потоком;
Накопителями информационных потоков в зависимости от их
вида являются базы данных (информационные объекты) или папки
документов:
Накопителями финансовых потоков являются счета
бухгалтерского учета;
Накопителями материальных потоков являются места
постоянного или временного размещения материальных ценностей; предполагается, что всякий организационный элемент имеет в
своем составе накопитель документов и накопитель финансовых средств с
идентификатором этого элемента.
Жизненный цикл информационных систем
Разработка корпоративной информационной системы, как правило, выполняется для вполне определенного предприятия. Особенности предметной деятельности предприятия, безусловно, будут оказывать влияние на структуру информационной системы. Но в то же время структуры разных предприятий в целом похожи между собой. Каждая организация, независимо от рода ее деятельности, состоит из ряда подразделений, непосредственно осуществляющих тот или иной вид деятельности компании. И эта ситуация справедлива практически для всех организаций, каким бы видом деятельности они ни занимались.
Основные фазы проектирования информационной системы
Каждый проект, независимо от сложности и объема работ, необходимых для его выполнения, проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния, когда «проекта еще нет», до состояния, когда «проекта уже нет». Совокупность ступеней развития от возникновения идеи до полного завершения проекта принято разделять на фазы (стадии, этапы}.
В определении количества фаз и их содержания имеются некоторые отличия, поскольку эти характеристики во многом зависят от условий осуществления конкретного проекта и опыта основных участников. Тем не менее логика и основное содержание процесса разработки информационной системы почти во всех случаях являются общими.
Можно выделить следующие фазы развития информационной системы:
1. формирование концепции. Главным содержанием работ на этой фазе является определение проекта, разработка его концепции, включающая:
Формирование идеи, постановку целей;
Формирование ключевой команды проекта;
Изучение мотивации и требований заказчика и других участников;
Сбор исходных данных и анализ существующего состояния;
Определение основных требований и ограничений, требуемых материальных, финансовых и трудовых ресурсов;
Сравнительную оценку альтернатив;
Представление предложений, их экспертизу и утверждение;
2. разработка технического задания. Главным содержанием этой фазы является разработка технического предложения и переговоры с заказчиком о заключении контракта. Общее содержание работ этой фазы:
Разработка основного содержания проекта, базовой структуры проекта;
Разработка и утверждение технического задания;
Планирование, декомпозиция базовой структурной модели проекта:
Составление сметы и бюджета проекта, определение потребности в ресурсах;
Разработка календарных планов и укрупненных графиков работ;
Подписание контракта с заказчиком;
Ввод в действие средств коммуникации участников проекта и контроля за ходом работ;
3. проектирование. На этой фазе определяются подсистемы, их взаимосвязи, выбираются наиболее эффективные способы выполнения проекта и использования ресурсов. Характерные работы этой фазы:
Выполнение базовых проектных работ;
Разработка частных технических заданий;
Выполнение концептуального проектирования;
Составление технических спецификаций и инструкций;
Представление проектной разработки, экспертиза и утверждение.
На этом этапе решаются вопросы определения входных и выходных потоков информации, их типов, средств защиты данных, программ, компьютерной системы. В этот момент разрабатываются схема данных, меню действий, схемы ресурсов системы, взаимодействия программ, схемы программ:
· схема данных графически отображает путь данных при решении задач от момента возникновения до передачи потребителю и определяет этапы обработки, а также применяемые носители данных;
· меню действий – это горизонтальный список объектов на экране, представляющих группу действий, доступных пользователю для выбора;
· схема ресурсов системы отображает конфигурацию блоков данных и обрабатывающих средств, которые требуются для решения задачи;
· схема программы отображает последовательность операций в программе;
· схема взаимодействия программ показывает путь активации программ и взаимодействий с соответствующими данными;
· схема работы системы отображает управление операциями и потоками данных и отражает технологический процесс обработки данных в системе.
4. изготовление. На этой фазе производятся координация и оперативный контроль работ по проекту, осуществляется изготовление подсистем, их объединение и тестирование. Основное содержание:
Выполнение работ по разработке программного обеспечения;
Выполнение подготовки к внедрению системы;
Контроль и регулирование основных показателей проекта.
5. ввод системы в эксплуатацию . На этой фазе проводятся испытания, опытная эксплуатация системы в реальных условиях, ведутся переговоры о результатах выполнения проекта и о возможных новых контрактах. Основные виды работ:
Комплексные испытания;
Подготовка кадров для эксплуатации создаваемой системы;
Подготовка рабочей документации, сдача системы заказчику и ввод ее в эксплуатацию;
Сопровождение, поддержка, сервисное обслуживание;
Оценка результатов проекта и подготовка итоговых документов;
Разрешение конфликтных ситуаций и закрытие работ по проекту;
Накопление опытных данных для последующих проектов, анализ опыта, состояния, определение направлений развития.
Вторую и частично третью фазы принято называть фазами системного проектирования, а последние две (иногда сюда включают и фазу проектирования) - фазами реализации.
Начальные фазы проекта имеют решающее влияние на достигаемый результат, так как в них принимаются основные решения, определяющие качество информационной системы. При этом обычно 30 % вклада в конечный результат проекта вносят фазы концепции и предложения, 20 % -фаза проектирования, 20 % - фаза изготовления, 30 % - фаза сдачи объекта и завершения проекта.
Кроме того, на обнаружение ошибок, допущенных на стадии системного проектирования, расходуется примерно в два раза больше времени, чем на последующих фазах, а их исправление обходится в пять раз дороже. Поэтому на начальных стадиях проекта разработку следует выполнять особенно тщательно. Наиболее часто на начальных фазах допускаются следующие ошибки:
Ошибки в определении интересов заказчика;
Концентрация на маловажных, сторонних интересах;
Неправильная интерпретация исходной постановки задачи;
Неправильное или недостаточное понимание деталей;
Неполнота функциональных спецификаций (системных требований);
Ошибки в определении требуемых ресурсов и сроков;
Редкая проверка на согласованность этапов и отсутствие контроля со стороны заказчика (нет привлечения заказчика).
Проектированием информационных систем называется многоступенчатый процесс их создания и/или модернизации путём применения упорядоченной совокупности методологий и инструментария. Проектирование (в отличие от моделирования) предполагает работу с пока несуществующим объектом и направлено на создание информационной системы в области:
- обработки объектов будущей базы данных,
- написания программ (в том числе - отчётных и экранных форм), обеспечивающих выполнение запросов к данным,
- выполнения учёта функционирования конкретной среды (технологии).
Если выделять стадию проектирования информационных систем в качестве отдельного этапа, то его можно разместить между этапами анализа и разработки. Однако на практике чёткое разделение на этапы, как правило, затруднено или невозможно, поскольку проектирование, формально начинаясь с определения цели проекта, часто продолжается на стадиях тестирования и реализации.
Цель проектирования информационной системы и связанные понятия
Современные руководители государственных и частных организаций отдают себе отчёт в том, что скорость обработки информации, которая постоянно изменяется и растёт в объёме, – это вопрос выживания компании на рынке и конкурентное преимущество. В общем виде целевые установки проектов по созданию информационных систем сводятся к обеспечению условий, позволяющих эту информацию получать, обрабатывать и использовать путём создания функциональной безотказной системы с достаточным:
- уровнем адаптивности к изменяемым условиям,
- пропускной способностью,
- временем системной реакции на запрос,
- уровнем безопасности,
- степенью простоты в эксплуатации.
Информационной системой (ИС) называют совокупность информации, содержащейся в базе данных, и технологий (а также технических инструментов), обеспечивающих обработку информации. В данном случае, к технологиям относят и методы обнаружения, сбора, обработки, хранения, распространения информации, и способы, которые позволяют эти методы реализовать. Информационное управление при этом сводится к применению данных методов для контроля за процессами планирования, дизайна, эксплуатации и анализа ИС. В основе технологии проектирования лежит выбранная для конкретной задачи методология как совокупность принципов, выраженная в единой определённой концепции.
Организация проектирования ИС
Организацию проектирования ИС принято разделять на 2 типа:
- Каноническое проектирование отражает особенности технологии оригинального (индивидуального) процесса.
- Типовое проектирование, для которого характерно типовое проектное решение (ТПР), тиражируется и пригодно к многократному использованию.
Каноническое проектирование отличает отражение ручной технологии проектирования, осуществление на уровне исполнителей, использование инструментария универсальной компьютерной поддержки.
Применяется каноническое проектирование, главным образом, для локальных и относительно небольших ИС с минимальным использованием типовых решений. Адаптация проектных решений происходит только посредством перепрограммирования программных модулей.
Организовывается каноническое проектирование с использованием каскадной модели жизненного цикла. Это предполагает разделение процесса на следующие стадии и этапы:
- Предпроектная стадия. Производится предпроектный анализ и составляется техническое задание. То есть, формируются требования к ИС, разрабатывается её концепция, составляется технико-экономическое обоснование и пишется ТЗ.
- Проектная стадия предусматривает составление эскизного и технического проектов, разработку рабочей документации.
- Послепроектная стадия даёт старт мероприятиям по внедрению ИС, обучению персонала, анализу результатов испытания. Частью этой стадии становится сопровождение ИС и устранение выявленных недостатков.
Этапы, в случае необходимости, можно укрупнять или детализировать – объединять последовательные этапы, исключать «лишние», начинать выполнение очередной стадии до завершения предыдущей.
Метод типового проектирования отличается возможностью декомпозиции проектируемой ИС с разделением на компоненты, в число которых входят программные модули, подсистемы, комплексы задач и др. Для реализации компонентов можно воспользоваться типовыми решениями, которые уже существуют на рынке, и настроить их под нужны конкретной организации. При этом типовое проектирование предполагает обязательное наличие документации, описывающей в деталях ТПР и процедуры настройки.
Декомпозиция может иметь несколько уровней, что позволяет выделить классы ТПР:
- элементные – по отдельной задаче (элементу),
- подсистемные – по отдельным подсистемам,
- объектные – отраслевые типовые проектные решения, содержащие весь набор подсистем.
Возможность реализации модульного подхода считается достоинством элементных ТПР. Однако в случае несовместимости разных элементов процесс их объединение приводит к увеличению затрат. Подсистемные ТПР, помимо реализации модульного подхода, дают возможность провести параметрическую настройку на объекты разных уровней управления. Проблемы с объединением возникают в случае привлечения продукта нескольких разных производителей ПО. Кроме того, адаптивность ТПР с позиций непрерывного реинжиниринга процессов считается недостаточной. Объектные ТПР, по сравнению с предыдущими классами, отличаются большим количеством достоинств:
- масштабируемостью, что делает возможным применение конфигураций ИС для разного числа рабочих мест,
- методологическим единством компонентов,
- совместимостью компонентов ИС,
- открытостью архитектуры – возможностью развёртывать проектные решения на платформах различного типа,
- конфигурируемостью – возможностью применения нужного подмножества компонентов ИС.
В ходе реализации типового проектирования применяются параметрически-ориентированный и модельно-ориентированный подходы.
Основные методологии проектирования ИС
Специфические особенности процесса проектирования позволяют выделять методологии, построенные на разных принципах. Среди основных современных методологий проектирования ИС называют следующие:
- SADT . Методология функционального моделирования работ, которая основана на структурном анализе и графическом представлении организации как системы функций. Тут выделяется функциональная, информационная и динамическая модели. В настоящее время методология известна как нотация (стандарт) IDEF0. Анализируемый процесс графически представляется в виде четырёхугольника, где сверху изображаются регламентирующие и управляющие воздействия, снизу – объекты управления, слева – входные данные, а справа – выходные.
- RAD . Методология быстрой разработки приложений. В RAD быстрая разработка приложений возможна за счёт применения компонентно-ориентированного конструирования. Методология применяется на проектах с ограниченным бюджетом, нечёткими требованиями к ИС, при сжатых сроках реализации. К ней прибегают, если пользовательский интерфейс можно продемонстрировать в прототипе, а проект разделить на функциональные элементы.
- RUP . В методологии RUP реализуются итерационный и наращиваемый (инкрементный) подходы. Построение системы происходит на базе архитектуры информационной системы, а планирование и проектное управление – на базе функциональных требований к ИС. Разработка общей информационной системы происходит итерациями, как комплекс отдельных небольших проектов со своими планами и задачами. Для итерационного цикла характерна периодическая обратная связь и адаптация к ядру ИС.
Существуют несколько классификаций методологий: по использованию ТПР, по применению средств автоматизации и др. Например, по степени адаптивности выделяются реконструкции (когда происходит перепрограммирование модулей), параметризации (когда изменение параметров влечёт за собой генерацию проектного решения), реструктуризации (когда изменение модели проблемной области сопровождается автоматическим генерированием проектного решения).
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.