Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Омский государственный педагогический университет»

(ФГБОУ ВО «ОмГПУ»)

Факультет математики, информатики, физики и технологии

Кафедра информатики и методики обучения информатике

Курсовая работа

Основы проектирования информационных систем

Научный руководитель:

Федоров Г. А.

Выполнил:

Уразов А. Т.

Омск, 2016

Введение

Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информационные системы стали необходимым инструментом практически во всех сферах деятельности. Разнообразие задач, решаемых с помощью информационных систем, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки информации. Первые информационные системы появились в пятидесятых годах. Они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. Шестидесятые годы знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату. В семидесятых - начале восьмидесятых годов информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. К концу восьмидесятых годов концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое. Основной целью создания информационных систем является удовлетворение информационных потребностей пользователей путем предоставления необходимой им информации на основе хранимых данных. Потребность в информации как таковой не исчерпывает понятия информационных потребностей. Обычно в понятие информационных потребностей включают определенные требования к качеству информационного обслуживания и поведению системы в целом (производительность, актуальность и надежность данных, ориентация на пользователя и ряд других, о чем мы поговорим позже). Под информационной системой понимается организационная совокупность технических и обеспечивающих средств, технологических процессов и кадров, реализующих функции сбора, обработки, хранения, поиска, выдачи и передачи информации. Необходимость повышения производительности труда в сфере информационной деятельности приводит к тому, что в качестве внешних средств хранения и быстрого доступа к информации чаще всего используются средства вычислительной техники (цифровой и аналоговой) на основе компьютеров. Информационные системы - сложные комплексы аппаратных и программных средств, технологии и персонала, которые еще называют автоматизированными информационными системами. Информационные системы включают в себя аппаратное (hardware), программное (software), коммуникационное (netware), промежуточного слоя (middleware), лингвистическое и организационно-технологическое обеспечение. Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков. В основу рассматриваемой классификации положены наиболее существенные признаки, определяющие функциональные возможности и особенности построения современных систем. В зависимости от объема решаемых задач, используемых технических средств, организации функционирования, информационные системы делятся на ряд групп (классов). Предметом изучения нашей работы являются основные этапы проектирования и конструирования информационных систем. Объектом нашего изучения будет процесс проектирования и конструирования. Целью данной курсовой работы является выявление основных стадий и этапов проектирования и конструирования информационных систем. Задачи: - ознакомится с основными понятиями и сущностью информационной системы; - познакомится с требованиями информационной системы; - рассмотреть классификацию информационных систем; - рассмотреть этапы проектирования и конструирования информационных систем.



Глава 1. Общие сведения об информационных системах

1.1 Понятие информационных систем

Существует множество определений термина система [1, 2].

Первое определение системы: система есть средство достижения цели.

Другое определение: система - это совокупность взаимосвязанных элементов, обособленное от среды и взаимодействующая с ней как единое целое.

Можно дать и обобщенное определение: система - это конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделяемое из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала.

Элемент системы - некоторый объект, обладающий рядом важных свойств и реализующий в системе определенный закон функционирования, причем, внутренняя структура данного объекта не рассматривается.

Подсистема - это относительно независимая часть системы, которая обладает всеми свойствами системы и, в частности, имеет свою подцель, на достижение которой эта подсистема и ориентирована.

Если же части системы не обладают свойствами системы, а представляют собой просто совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.

Под свойством понимают сторону объекта, обуславливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и управляющуюся при взаимодействии с другими объектами.

Под управлением в самом общем виде будем понимать процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком или устройством [2].

Система с управлением включает три подсистемы: управляющую систему (УС), объект управления (ОУ) и систему связи (СС). Управляющая система и система связи образуют систему управления (СУ). Основным элементом организационно-технической системы управления является лицо, принимающее решение (ЛПР).

Основными группами функций СУ являются [2]:

1. Функции принятия решений. Эти функции выражаются в создании новой информации в ходе анализа, планирования и оперативного управления. Это связано с преобразованием информации о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию при решении задач и выполнении аналитических расчетов, проводимых ЛПР при порождении и выборе альтернатив. Эта группа функций является главной, поскольку обеспечивает выработку информационных воздействий по удержанию в существующем положении или при переводе системы в новое состояние.

2. Функции обработки информации. Они охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображение, копирование информации. Эта группа функций по обработке информации не изменяет смысл самой информации (рутинные функции).

3. Функции обмена информацией. Эта группа функций связана с доведением выработанных воздействий ЛПР до ОУ.

Совокупность средств информационной техники и людей, объединенных для достижения определенных целей, в том числе и для управления, образуют информационную систему.

Информационная система (ИС) - это организационно-техническая система, использующая информационные технологии в целях обучения, информационно-аналитического обеспечения человеческой деятельности и процессов управления [2].

информационный система структурный проектирование



1.2 История развития информационных систем

Докомпьютерная эпоха (до 50-х гг. двадцатого века). До появления компьютеров ИС представляли собой различные архивы, картотеки и бухгалтерские книги. На карточке информация хранилась в упорядоченном виде, так же строго поддерживалась структурированная система закладок и каталогов для облегчения поиска информации. В больших информационных архивах поиск занимал много времени, а для поддержания строгой иерархической системы требовались значительные усилия.

Появление первых компьютеров (50-е и 60-е гг. двадцатого века). Появление первых компьютеров не оказало значительного влияния на мир ИС, так как первые компьютеры в основном занимались вычислениями и использовались преимущественно в военных целях. Тем не менее, у людей появилась возможность в эффективной автоматизированной обработки информации.

Первые коммерческие ИС (70-е гг. двадцатого века). По мере развития вычислительной техники в это время стали появляться первые коммерческие ИС. Они принадлежали крупным корпорациям и были довольно малочисленны. Это было связано с внушительной стоимостью как вычислительной техники, так и стоимостью создания самой ИС. Типичная ИС того времени работала на большой ЭВМ, к которой подсоединялись множество терминалов ввода данных. С терминалов посылали запросы на информацию и получали ответ на свои запросы. Большая ЭВМ обрабатывала запросы пакетами, и пользователям приходилось ожидать, пока не будет сформирован полный пакет для обработки. Информация вводилась и выводилась в виде текстовой строки, что было неудобно для ее восприятия.

Информация централизованно хранилась в большой ЭВМ в виде базы данных. Каждая ИС требовала написания специализированного программного обеспечения и содержания штата высококвалифицированных специалистов для ее обслуживания. Первые ИС нашли свое применение в банковской сфере, на биржах и в крупных авиакомпаниях. Несмотря на огромную стоимость и неудобство использования, ИС доказали эффективность своего применения.

Появление персональных ЭВМ (с начала 80-х гг. двадцатого века). Как было уже сказано, первые ИС обслуживали интересы крупных корпораций, причем общекорпоративные интересы или интересы руководства. Для конечного пользователя (особенно с увеличением количества подключенных терминалов) работа с ИС была не удобной и не помогала решать часть его задач, выбивавшихся из общекорпоративных шаблонов. Поэтому в начале 80-х годов появляются и быстро набирают популярность персональные ЭВМ. Они стоят гораздо дешевле большой ЭВМ и работают со стандартным программным обеспечением (ПО). В набор такого ПО входили текстовый редактор, электронные таблицы и персональная база данных, которую владелец мог настроить под свои нужды. Эти ЭВМ могли себе позволить уже значительно больший круг покупателей, что в дальнейшем привело к их стремительному развитию. Этот период можно назвать периодом популяризации автоматизированной обработки информации, и временем, когда компьютеры появились практически в каждом офисе.

Локальные сети (со второй половины 80-х гг. двадцатого века). Когда компьютеры появились на каждом рабочем месте, остро встала проблема обмена электронной информацией между сотрудниками одной организации. Решением этой проблемы стало объединение компьютеров одной организации в локальную вычислительную сеть. Сеть позволила сотрудникам обмениваться информацией не вставая с рабочего места и совместно использовать внешнее оборудование. Дальнейшее развитие локальных сетей стали локальные сети с выделенным сервером - отдельным компьютером, предоставляющим какой-либо ресурс, в том числе и информацию, для всех участников сети. Такие компьютеры уже не использовались для обычных целей, они целиком специализировались на предоставлении ресурсов для совместного использования.

Распределенные ИС. Развитие локальных сетей с выделенным сервером привело к модели - один мощный сервер и несколько компьютеров-клиентов. Увеличение количества компьютеров-клиентов неизбежно вело к увеличению времени ожидания доступа к совместному ресурсу и конфликтов доступа между компьютерами-клиентами. Решением данной проблемы стало распределение ИС. Данное распределение означало разделение задачи серверного обслуживания на части между иерархической группой серверов, т.е. сервер нижнего уровня обслуживает несколько обычных компьютеров, сервера нижнего уровня обслуживаются сервером более высокого уровня и т.д. Таким образом, один сервер поддерживает небольшое количество клиентов, для обслуживания которых не требуется огромная мощность. При увеличении количества компьютеров-клиентов добавляется еще один сервер на соответствующий уровень, и нагрузка на каждый отдельный сервер этого уровня не увеличивается. Подобная организация ИС позволяет значительно удешевлять их стоимость и сравнительно просто наращивать мощность системы.

Глобализация ИС. К концу второго тысячелетия сформировалась тенденция глобализации информационных процессов. Этому способствовало широкое распространение глобальной сети Internet. Процессы глобализации обмена информацией увеличивают интенсивность, оперативность информационного обмена, обеспечивают мобильность сотрудников организации, позволяя работать в любое время суток с любого расстояния от офиса. Основными направлениями развития ИС стали разработка единого способа объединения информации разных форматов и совершенствование систем защиты информации от несанкционированного доступа.



1.3 Характеристики современных информационных систем

Комплексный подход. Современные ИС характеризуются понятием комплексности. Это подразумевает целостный подход к автоматизации технологических процессов в организации. Если раньше в каждом отделе была своя, маленькая ИС, то сейчас вся организация работает в единой ИС. Такое построение ИС позволяет использовать информацию одного отдела в работе других подразделений, получать сводную информацию по всей организации и повышать скорость информационных потоков внутри организации.

Оперативность. В современных условиях очень важным параметром в работе организации становится скорость обработки и доступность информации. Поэтому современные ИС проектируются таким образом, чтобы пользователи могли получать максимум информации, доступной на текущий момент. Особое внимание уделяется оперативности информации, то есть процессам получения самой «свежей» информации, так как от этого во многом зависит эффективность принимаемых решений (например, в системах электронной торговли, в навигационных системах и т.д.).

Гибкость. Современные организации вынуждены работать в постоянно изменяющихся условиях, требующих изменений в структуре организации или методах ее работы. Поэтому важным параметром ИС является ее гибкость, т.е. способность быстро менять конфигурацию или функциональный набор. Наиболее распространенными способами реализации этого принципа являются модульность системы (при необходимости различные функциональные модули могут отключаться или подключаться к системе) и система настроек (т.е. заложена возможность коррекции основных параметров).

Распределенная ИС. Распределенная ИС подразумевает многоуровневую структуру и наличие иерархии серверов [6] (см. раздел 1.3).

Взаимосвязь с другими ИС. Современная организация работает в условиях тесного взаимодействия и интенсивного информационного обмена с другими организациями, поэтому важное значение имеет способность «нашей» ИС взаимодействовать с ИС других организаций. В современных ИС должна быть предусмотрена хотя бы возможность импортировать и экспортировать массивы данных в общепринятых форматах обмена данными (текстовые файлы или электронные таблицы). Также необходима возможность взаимодействия системы с другими программными пакетами в рамках одной организации.

Доступность информации извне. В последнее время значительно увеличилась степень информационной открытости организаций для внешних потребителей (партнеров, клиентов). Современная ИС должна иметь механизмы публикации своих данных в Интернет для внешних пользователей (прайс-листы, перечень услуг, объявления). Естественно, не все данные организация делает общедоступными, поэтому большое внимание уделяется защите ИС от несанкционированного доступа и правильной организации уровней доступа к информации.

1.4 Общая структура и состав информационной системы

Структура ИС. Организационную структуру любого предприятия условно можно разделить на три части: руководство головного отделения, аналитический отдел и территориальные отделения. В головном отделении находится сервер базы данных (БД), куда стекается информация из всех территориальных отделений. Аналитический отдел работает со своим, отдельным сервером, на котором выполняются задачи этого отдела. Такая структура позволит разгрузить основной сервер от трудоемких задач аналитического отдела. Результаты работы аналитического отдела помещаются обратно на сервер данных, где их может увидеть руководство предприятия. Сервер базы данных ведет информационный обмен с серверами территориальных отделений. На рабочих местах специальное ПО формирует запросы к серверу приложений и представляет результаты, полученные от сервера БД (рис. 1.1).

Рис. 1.1 - Структура информационной системы

Состав ИС. ИС состоит из трех основных слоев: слой данных, слой приложений и слой интерфейса. Слой данных обеспечивает хранение данных и передачу данных по запросам слоя приложений. Слой приложений отвечает за обработку данных. Он взаимодействует со слоем данных и слоем интерфейса. Слой интерфейса обеспечивает работу пользователей с графическими формами для формирования запросов и команд слою приложений и представления полученных результатов.

Каждый слой требует различный уровень характеристик компьютера. Для слоя данных необходим мощный компьютер с оптимизированной подсистемой работы с жестким диском (поскольку в основном его работа - запись и чтение данных) и скоростным сетевым адаптером для быстрой передачи данных по сети. Для ускорения операций ввода-вывода рекомендуется также повышенный объем оперативной памяти. Дополнительно требуется устройство резервного копирования для сохранения резервных копий данных.

Слой приложений требует компьютеров с мощным процессором и расширенной оперативной памятью, так как этого требует работа с приложениями. Рабочие места не требуют мощных компьютеров, для них достаточно конфигурации со стандартными характеристиками. Из дополнительного оборудования в этом слое чаще всего используется принтер.



Глава 2. Основы проектирования информационных систем

2.1 Технология проектирования ИС

Современные информационные технологии предоставляют широкий выбор способов реализации ИС, выбор которых осуществляется на основе требований со стороны предполагаемых пользователей, которые, как правило, изменяются в процессе разработки. Для теории принятия решений процесс проектирования ИС - это процесс принятия проектно-конструкторских решений, направленных на получение проекта системы, удовлетворяющего требования заказчика [4].

Под проектом ИС будет 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 проектирования, о методах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии со стандартами в проект ИС. С этой точки зрения проектирование ИС сводится к последовательной формализации проектных решений на различных стадиях жизненного цикла ИС.

Объектами проектирования ИС являются отдельные элементы или их компоненты функциональных и обеспечивающих частей. Так, функциональными элементами в соответствии с традиционной декомпозицией выступают задачи, комплексы задач и функции управления. В составе обеспечивающей части ИС объектами проектирования служат элементы и их компоненты информационного, программного и технического обеспечения системы.

В качестве субъекта проектирования ИС выступают коллективы специалистов, которые осуществляют проектную деятельность, как правило, в составе специализированной проектной организации, и организация-заказчик, для которой необходимо разработать ИС. При большом объеме и жестких сроках выполнения проектных работ в разработке системы может принимать участие несколько проектных коллективов. 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. Технология проектирования - это совокупность методологии и средств проектирования ИС, а также методов и средств организации проектирования (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 - Состав компонентов технологии проектирования

В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действий. Так, технологический процесс проектирования ИС в целом делится на совокупность последовательно-параллельных, связанных и соподчиненных цепочек действий. Действия, которые выполняются при проектировании ИС, могут быть определены как неделимые технологические операции или как подпроцессы технологических операций. Все действия могут быть собственно проектировочными, которые формируют или модифицируют результаты проектирования, и оценочными действиями, 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, в результате чего стало бы ясно, не только ЧТО должно быть сделано для создания проекта, но и КАК, КОМУ и в КАКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ это должно быть сделано.

К основным требованиям, предъявляемым к выбираемой технологии проектирования, относятся следующие:

- созданный с помощью этой технологии проект должен отвечать требованиям заказчика;

- выбранная технология должна максимально отражать все этапы цикла жизни проекта;

- выбираемая технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта;

- технология должна быть основой связи между проектированием и сопровождением проекта;

- технология должна способствовать росту производительности труда проектировщика;

- технология должна обеспечивать надежность процесса проектирования и эксплуатации проекта;

- технология должна способствовать простому ведению проектной документации.

Основу технологии проектирования ИС составляет методология, которая определяет сущность, основные отличительные технологические особенности. Методология проектирования предполагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования, реализуемых наборов методов проектирования, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами проектирования.

Организация проектирования предполагает определение методов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта ИС, которые могут также поддерживаться набором специфических средств.

Для конкретных видов технологий проектирования свойственно применение определенных средств разработки ИС, которые поддерживают выполнение как отдельных проектных работ, этапов, так и их совокупностей. Поэтому перед разработчиками ИС, как правило, стоит задача выбора средств проектирования, которые по своим характеристикам в наибольшей степени соответствуют требованиям конкретного предприятия.

Средства проектирования должны быть:

- в своем классе инвариантными к объекту проектирования;

- охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла ИС;

- технически, программно и информационно совместимыми;

- простыми в освоении и применении;

- экономически целесообразными.

2.2 Жизненный цикл информационной системы

Проектирование ИС - трудоемкий, длительный и динамический процесс. Технологии проектирования, применяемые в настоящее время, предполагают поэтапную разработку системы. Этапы по общности целей могут объединяться в стадии. Совокупность стадий и этапов, которые проходит ИС в своем развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения функционирования системы, называется жизненным циклом ИС [4].

Суть содержания жизненного цикла (ЖЦ) разработки ИС в различных подходах одинакова и сводится к выполнению следующих стадий:

1. Стадия планирования и анализа требований (предпроектная стадия системного анализа): исследование и анализ существующей ИС, определение требований к создаваемой ИС, оформление технико-экономического обоснования и технического задания на разработку ИС.

2. Стадия проектирования: разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций и состава обеспечивающих подсистем, оформление технического проекта ИС.

3. Стадия реализации: разработка и настройка программ, наполнение базы данных, создание рабочих инструкций для персонала.

4. Стадия внедрения: комплексная отладка подсистем ИС, обучение персонала, поэтапное внедрение ИС в эксплуатацию по подразделениям предприятия, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях ИС.

5. Стадия эксплуатации ИС: сбор рекламаций и статистики о функционировании ИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации ИС и их выполнение (повторение стадий 2-5).

Важной чертой жизненного цикла ИС является его повторяемость «Системный анализ - разработка - сопровождение - системный анализ». Это соответствует представлению об ИС как о развивающейся, динамической системе. При первом выполнении стадии разработки создается проект ИС, а при повторном выполнении осуществляется модификация проекта для поддержания его в актуальном состоянии.

Другой характерной чертой жизненного цикла является наличие нескольких циклов внутри схемы:

1. Первый цикл - это цикл первичного проектирования ИС.

2. Второй цикл - цикл, который возникает после опытного внедрения, в результате которого выясняются частные ошибки в элементах проекта.

3. Третий цикл возникает после сдачи в промышленную эксплуатацию, когда выявляют ошибки в функциональной архитектуре системы, связанные с несоответствием проекта требованиям заказчика по составу функциональных подсистем, составу задач и связям между ними.

4. Четвертый цикл возникает в том случае, когда требуется модификация системной архитектуры в связи с необходимостью адаптации проекта к новым условиям функционирования системы.

5. Пятый цикл возникает, если проект системы совершенно не соответствует требованиям, предъявляемые к организационно-экономической системе ввиду того, что осуществляется моральное его старение.

Чтобы исключить пятый цикл и максимально уменьшить необходимость выполнение третьего и четвертого циклов, необходимо выполнять проектирование ИС на всех этапах первого, основного цикла разработки ИС, в соответствии со следующими требованиями:

- разработка ИС должна быть выполнена в строгом соответствии со сформулированными требованиями к создаваемой системе;

- требования к ИС должны адекватно соответствовать целям и задачам эффективного функционирования самого объекта;

- созданная ИС должна соответствовать сформулированным требованиям на момент окончания внедрения, а не на момент начала разработки;

- внедренная ИС должна развиваться и адаптироваться в соответствии с постоянно изменяющимися требованиями к ИС.

С точки зрения реализации перечисленных аспектов в технологиях проектирования ИС модели жизненного цикла претерпевали существенные изменения. Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:

- каскадная модель (до 70-х годов) - последовательный переход на следующий этап после завершения предыдущего;

- итерационная модель (70 - 80-е годы) - с итерационными возвратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа;

- спиральная модель (современное время) - модель, предполагающая постепенное расширение прототипа ИС.

Каскадная модель. Для этой модели жизненного цикла характерна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель жизненного цикла по срокам разработки и надежности оправдала себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приводит к их практической нереализуемости.

Итерационная модель. Создание комплексных ИС предполагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу-вверх» обуславливает необходимость таких итерационных возвратов, когда проектные решения по отдельным задачам комплектуются в общие системные решения и при этом возникает потребность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассогласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданной ИС, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходимость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки ИС заканчивается этапом внедрения, за которым начинается жизненный цикл создания новой ИС.

Спиральная модель. Используется подход к организации проектирования ИС «сверху-вниз», когда сначала определяется состав функциональных подсистем, а затем постановка отдельных задач. Соответственно, сначала разрабатываются такие общесистемные вопросы, как организация интегрированной базы данных, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов задач программирование осуществляется по направлению от головных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы взаимодействия интерфейсов программных модулей между собой и с базой данных, а на второй план - реализация алгоритмов.

2.3 Сущность структурного подхода

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции на автоматизируемые функции: т.е. система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, эти подфункции подразделяются на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов [5].

Все наиболее распространенные методологии структурного подхода базируются на ряде общих принципов. В качестве двух базовых принципов используются следующие:

- принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;

- принцип иерархического упорядочивания, т.е. принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Выделение двух базовых принципов не означает, что остальные принципы являются второстепенными. Основными из этих принципов являются следующие:

- принцип абстрагирования: заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

- принцип формализации: заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы;

- принцип непротиворечивости: заключается в обоснованности и согласованности элементов;

- принцип структурирования данных: заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются следующие:

- SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы;

- DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных;

- ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь".

На стадии проектирования ИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения: архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм.

Перечисленные модели в совокупности дают полное описание ИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом конкретном случае зависит от необходимой полноты описания системы.

2.4 CASE-средства

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл [5].

В настоящее время под термином CASE (Computer Aided Software Engineering) понимают автоматизированный процесс проектирования ИС [4].

Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы визуального представления информации. Это предполагает построение структурных или иных диаграмм в реальном масштабе времени, использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для разных аппаратных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.

Выделим преимущества CASE технологии по сравнению с традиционной технологией проектирования:

- улучшение качества разрабатываемой ИС за счет средств автоматического контроля и генерации;

- возможность повторного использования компонентов разработки;

- поддержание адаптивности и сопровождения ИС;

- снижение времени создания системы, что позволяет на ранних стадиях проектирования получить прототип будущей системы и оценить его;

- освобождение разработчиков от рутинной работы по документированию проекта, т.к. при этом используется встроенный документатор;

- возможность коллективной разработки ИС в режиме реального времени.

Любое CASE-средство состоит из репозитория, графических средств моделирования, верификатора диаграмм, документатора проекта, администратора проекта и сервиса.

Ядром системы является репозиторий проекта. Он представляет собой специализированную базу данных, предназначенную для отображения состояния проектируемой ИС в каждый момент времени. Объекты всех диаграмм синхронизированы на основе общей информации репозитория. В репозитории хранятся описания следующих объектов: самих проектировщиков и их прав доступа к различным компонентам системы; организационных структур; диаграмм; компонентов диаграмм; связей между диаграммами; структур данных; программных модулей; процедур и т.д.

Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам ИС в наглядном виде изучать существующие прототип, перестраивать его в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. Все модификации диаграмм, выполняемых разработчиками в интерактивном режиме, вводятся в репозиторий, контролируются с общесистемной точки зрения и могут использоваться для дальнейшей генерации действующих функциональных приложений.

Верификатор диаграмм служит для контроля правильности построения диаграмм в заданной методологии проектирования ИС.

Документатор проекта позволяет получать информацию о состоянии проекта в виде различных отчетов. Отчеты могут строиться по нескольким признакам, например, по времени, по автору, по элементам диаграмм, по диаграмме или по проекту в целом.

Администратор проекта представляет собой инструменты, необходимые для выполнения следующих административных функций: инициализации проекта, задания начальных параметров проекта, назначения и изменения прав доступа к элементам проекта, мониторинга выполнения проекта.

Сервис представляет собой набор системных утилит по обслуживанию репозитория. Эти утилиты выполняют функции архивации данных, восстановления данных и создания нового репозитория.

Современные CASE-системы классифицируются по следующим признакам [4]:

1) по поддерживаемым методологиям проектирования: функционально-ориентированные, объектно-ориентированные и комплексно-ориентированные;

2) по поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм: с фиксированной нотацией, с отдельными нотациями и наиболее распространенными нотациями;

3) по степени интегрированности: tools - отдельные локальные средства; toolkit - набор неинтегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ИС; workbench - полностью интегрированные средства, связанные репозиторием;

4) по типу и архитектуре вычислительной техники: ориентированные на локальное рабочее место; ориентированные на локальную вычислительную сеть; ориентированные на глобальную вычислительную сеть;

5) по режиму коллективной разработки проекта: не поддерживающие коллективную разработку; ориентированные на режим реального времени разработки проекта; ориентированные на режим объединения подпроектов;

6) по типу операционных систем и аппаратных платформ: работающие только в одной операционной системе; работающие в нескольких операционных системах, но на одной аппаратной платформе; работающие на разных аппаратных платформах.



Заключение

В настоящее время компьютеризации подвергается всё больше сфер человеческой деятельности. Связанная с этим повышенная потребность в прикладном программном обеспечении не может удовлетворяться старыми методами разработки информационных систем. Большинство современных технологий автоматизации процесса, конструирования информационных систем являются итерационными. На различных этапах создания информационных систем заняты специалисты из разных профессиональных областей. При этом непосредственно внесение изменений в систему возможно только на этапе конструирования специалистами в области программирования. Все же другие участники процесса разработки могут влиять на изменения системы только опосредованно. Таким образом, любое изменение системы обязательно влечёт за собой прохождение всех итераций процесса разработки. К тому же, вследствие автономности отдельных этапов разработки и внедрения программного продукта, терминологические и понятийные различия специалистов различных прикладных областей зачастую приводят к неправильному пониманию требований как к отдельным элементам ПО, так и системы в целом, что приводит к новому итерационному повторению всех этапов модификации системы. Таким образом, разработка конечного продукта затягивается, а полученные результаты обычно не в полной мере удовлетворяют требованиям заказчика. Следовательно, мы рассмотрели способы проектирование и конструирование информационных систем. Главной особенностью автоматизации является характеристика входных данных с различными маршрутами обработки этих данных, состоит в концентрации сложности на начальных этапах анализа требований и проектирования спецификаций системы при относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Фактически здесь и происходит понимание того, что будет делать будущая система, и каким образом она будет работать, чтобы удовлетворить предъявленные к ней требования. А так же рассмотрели процесс проектирования и конструирования, этапы анализа проектирования и конструирования, которые порождают на последующих этапах трудные, часто неразрешимые проблемы и, в конечном счете, приводят к неуспеху всей работы в целом. Цель курсовой работы достигнута.



Литература

1. Основы системного анализа: Учебник/ Феликс Иванович Перегудов, Феликс Петрович Тарасенко. - 2-е изд., доп. - Томск: Издательство научно-технической литературы, 1997. - 396 с.: ил. - Библиогр.: с. 368-369. - ISBN 5-89503-004-1 (в пер.).

2. Теория систем и системный анализ: Учебное пособие/ С. Н. Павлов; Министерство образования Российской Федерации, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Кафедра автоматизированных систем управления. - Томск: ТМЦДО, 2003. - 134 с.: ил, табл.. - Библиогр.: с. 134. - (в пер.).

3. Автоматизированный бухгалтерский учет и основы аудита: Учебное пособие/ Адуева Т.В. - Томск: ТМЦДО, 2003. - 189 с.: ил.

4. Проектирование экономических информационных систем: Учебник/ Галина Николаевна Смирнова, Алексей Алексеевич Сорокин, Юрий Филиппович Тельнов. - М.: Финансы и статистика, 2001. - 512 с.: ил. - Библиогр.: с. 498-506. - ISBN 5-279-02295-0 (в пер.).

5. Проектирование информационных систем в экономике: Методическое пособие по дисциплине "Проектирование информационных систем в экономике". 071900: Курс лекций/ В. А. Щербанов; Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Кафедра автоматизированных систем управления. - Томск: ТМЦДО, 1999. - 153 с.: ил. - Библиогр.: с. 153. - (в пер.).

6. Распределенные информационные системы: Учебное пособие для вузов/ И. И. Веберова; Министерство образования Российской Федерации, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. - Томск: ТУСУР, 2003. - 345[1] с.: ил. - Библиогр.: с. 338-340. - ISBN 5-86889-115-5.

Размещено на Allbest.ru

...