Методология проектирования автоматизированных экономических информационных систем

Размещено на http://www.allbest.ru

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ



1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЭИС

Цели проектирования. Проектирование обладает целью обеспечить эффективное функционирование информационных систем и взаимодействие информационных технологий со специалистами, использующими в сфере своей деятельности информационные технологии (персональные компьютеры и развитые средства коммуникации) для выполнения профессиональных задач и принятия управленческих решений. Именно качественное проектирование обеспечивает создание такой системы, которая способна функционировать при постоянном совершенствовании ее информационных, технических и программных составляющих, т. е. ее технологической основы, а также расширять спектр реализуемых управленческих функций и объектов взаимодействия.

В процессе проектирования совершенствуются как организация деятельности экономического объекта (производственной, хозяйственной), так и организация управленческих процедур.

Массовое проектирование информационных систем потребовало разработки единых теоретических положений, методологических подходов к их созданию и функционированию, без чего невозможно взаимодействие различных экономических объектов, их нормальное функционирование в сложном многоуровневом народнохозяйственном комплексе.

Индустриальные масштабы проектирования информационных систем требует инженерных методов разработки. В любой инженерной дисциплине речь идет о методах и инструментах разработки и производства продукции. При этом рассматриваются не только технологические вопросы создания конечных продуктов, но и вопросы управления процессами производства.

Основные понятия и определения. Автоматизированная экономическая информационная система организации разрабатывается как некий проект.

Под проектом автоматизированной экономической информационной системы понимается проектно-конструкторская и технологическая документация, в которой представлены описание проектных решений по созданию и эксплуатации информационной системы в конкретной программно-технической среде 18..

Проектирование АЭИС должно осуществляться на основе технологии проектирования АЭИС, их составных частей и элементов. Назначение технологий - обеспечить гарантированные параметры АЭИС. Цель технологии проектирования - создание конечного продукта в виде завершенного проекта АЭИС с заданными потребительскими и эксплуатационными свойствами.

Под проектированием автоматизированной экономической информационной системы понимается процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, о методах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии со стандартами в проект информационной системы. С этой точки зрения проектирование данной системы сводится к последовательной формализации проектных решений на различных стадиях ее жизненного цикла: планирования и анализа требований, технического и рабочего проектирования, внедрения и эксплуатации информационной системы 18.

С точки зрения теории принятия решений процесс проектирования информационной системы - это процесс принятия проектно- конструкторских решений, направленных на получение описания системы (проекта информационной системы), удовлетворяющего требованиям заказчика.

В процессе проектирования осуществляется обоснованный выбор проектных решений, необходимых для автоматизируемого объекта, разработка документации, необходимой и достаточной для утверждения намеченных затрат, доходов и организационно - технических решений для заказа и комплектации оборудования, материалов, его монтажа и наладки, а также для организации работы АЭИС и ее внедрения.

Объектом проектирования информационной системы являются отдельные элементы или их комплексы функциональных и обеспечивающих частей информационной системы. Так, функциональными элементами в соответствии с традиционной декомпозицией выступают задачи, комплексы задач и функции управления. В составе обеспечивающей части информационной системы объектами проектирования служат элементы и их комплексы информационного, программного и технического обеспечения данной системы 18.

В качестве субъекта проектирования выступают коллективы специалистов, осуществляющие проектную деятельность в составе специализированной проектной организации и организация-заказчик, для которой необходимо разработать информационную систему. Масштабы разрабатываемой системы определяют состав и количество участников процесса проектирования. Так, при большом объеме и жестких сроках выполнения проектных работ в разработке могут принять участие несколько проектных коллективов (организаций-разработчиков). В этом случае выделяется головная организация, координирующая деятельность всех организаций-соисполнителей.

Современные информационные технологии предоставляют широкий набор способов реализации проекта информационной системы, выбор которых осуществляется на основе требований со стороны предполагаемых пользователей, которые, как правило, изменяются в процессе разработки. Осуществление проектирования информационной системы предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта.

Технология проектирования. Технологию проектирования информационных систем, как и любую другую технологию, определяют три основные ее части: принципы и методы проектирования, инструментальные средства и организационно-экономические аспекты (рис.10). Ведущая роль принадлежит принципам и методам проектирования, которые в совокупности определяют основные концепции будущей технологии. Инструментальные средства подбираются (или создаются) в соответствии с зафиксированными принципами и методами и как бы выступают средствами поддержки конкретной технологии проектирования. Их цель - максимально повысить производительность труда проектировщиков в процессе создания системы.

Технология проектирования информационной системы - это совокупность методологий (концепция + метод) и средств проектирования, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта информационной системы).

Цели и задачи технологии проектирования - это создание конечного продукта в виде завершенного проекта АЭИС, удовлетворяющего требованиям заказчика.

Технология проектирования АЭИС представляет собой упорядоченную совокупность действий по созданию АЭИС с заданными потребительскими и эксплуатационными характеристиками опирающаяся на определенные принципы и методы проектирования и ориентированная на использование определенных средств проектирования и некоторую типовую организационную структуру коллектива разработчиков.

проектирование автоматизированный экономический информационный

Рис. 10. Состав компонентов технологий проектирования.

Основой технологии проектирования является технологический процесс, под которым понимается деятельность коллектива специалистов, направленных на разработку проекта системы, удовлетворяющих требуемым потребительским свойствам при использовании соответствующих средств проектирования и выделенных ресурсов. В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действий 18,23,26.

Так, технологический процесс проектирования информационной системы в целом делится на совокупность последовательно-параллельных, связанных и соподчиненных цепочек действий, каждое из которых может иметь свой предмет. Действия, которые выполняются при проектировании информационной системы, могут быть определены как неделимые технологические операции или как их подпроцессы. Все действия могут быть собственно проектировочными, формирующие или модифицирующие результаты проектирования, а также оценочными действиями, которые, согласно определенным критериям, вырабатывают оценки результатов проектирования.

Таким образом, технология проектирования задается регламентированной последовательностью технологических операций, выполняемых в процессе разработки проекта на основе того или иного метода, в результате чего стало бы ясно не только то, что должно быть сделано для создания проекта, но также как, кому и в какой последовательности это должно быть сделано.

Предметом любой выбираемой технологии проектирования должно служить отражение взаимосвязанных процессов проектирования на всех стадиях жизненного цикла информационной системы.

Технология проектирования должна распространяться на весь жизненный цикл АЭИС: предпроектное обследование; разработку технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на разработку АЭИС, техническое и рабочее проектирование, ввод АЭИС в действие, модернизацию и сопровождение АЭИС и на каждом из этих этапов иметь соответствующую технологию его проведения.

К основным требованиям, предъявляемым к выбираемой технологии проектирования, относятся следующее 18:

· проект должен отвечать требованиям заказчика;

· она в максимальной мере должна отражать все этапы цикла жизни проекта;

· она должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта;

· она должна быть основой связи между проектированием и сопровождением проекта;

· она должна способствовать росту производительности труда проектировщиков;

· она должна обеспечивать надежность процессов проектирования и эксплуатации проекта;

· она должна способствовать простому ведению проектной документации.

Основу технологии проектирования составляет методология, которая определяет сущность и главные отличительные технологические особенности. Методология проектирования предполагает наличие некой концепции и принципов проектирования, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами проектирования. Ведущая роль принадлежит таким методам проектирования, которые определяют основные концепции будущей технологии. Инструментальные средства подбираются (или создаются) в соответствии с зафиксированными методами и как бы выступают средствами поддержки конкретной технологии проектирования. Их цель - максимально повысить производительность труда проектировщиков в процессе проектирования системы. Результатом симбиоза методов проектирования и доступных инструментальных средств их поддержки является некая упорядоченная совокупность структурных элементов технологий (стадий, этапов, работ и технологических операций проектирования).

Для окончательного формирования технологии проектирования необходимо сопоставить полученную технологическую структуру с организационной структурой проектной организации. При этом должны учитываться ограничения, отражающие экономические аспекты и определяющие, в конечном счете, потенциальную эффективность технологий.

Принципы проектирования. Проектирование и функционирование АЭИС основывается на системотехнических принципах, отражающих важнейшие положения общей теории систем, системного проектирования и др. наук, обеспечивающих надежность эксплуатации и экономичность, как при проектировании, так и при использовании систем.

Принцип системности или системный подход. Суть в том, что каждое явление рассматривается во взаимосвязи с другими. Системный подход сосредотачивает внимание на объекте как на едином целом, а не на его частях, как бы совершенно они не выполняли свои функции. Системный подход связан с общей активностью системы для достижения цели. Основные этапы формирования системы:

· определение цели;

· определение требований к системе (определение границ объекта);

· определение функциональных подсистем, их структуры и задач в общей системе управления;

· выявление и анализ связей между подсистемами;

· установление порядка функционирования и развития всей системы в целом.

Принцип непрерывного развития АЭИС предусматривает, что при создании информационных технологий должно быть заложена возможность его быстрого и без больших затрат на перестройку изменения и наращивания при изменении и развитии объекта.

Принцип совместимости предполагает возможность взаимодействия АЭИС различных уровней и видов в процессе их совместного функционирования.

Принцип стандартизации и унификации предполагает использование типовых, унифицированных и стандартных решений при создании и развитии АЭИС (типовых программных продуктов, унифицированной документации, техники).

Принцип эффективности предполагает рациональное соотношение между затратами на создание и эксплуатацию и эффектом от функционирования создаваемой системы.

Принцип интеграции предполагает объединение в единый технологический процесс процедур обработки информации и процедур формирования управленческих решений.



2. МЕТОДЫ, СРЕДСТВА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЭИС

2.1 Методы проектирования АЭИС

Среди факторов, влияющих на проектирование АЭИС, важнейшую роль играют методы проектирования. Так, применение эффективных методов проектирования позволяют, с одной стороны, снизить затраты на проектирование и сократить сроки разработки, а с другой - обеспечить создание качественных АЭИС для конкретных объектов 26.

Метод проектирования - это способ проектирования информационной системы, поддерживаемый соответствующими средствами проектирования.

Методы проектирования можно классифицировать по степени использования средств автоматизации, типовых проектных решений и адаптивности к предполагаемым изменениям 18.

По степени автоматизации методы проектирования различаются следующим образом:

· ручное проектирование, при котором проектирование компонентов информационной системы осуществляется без использования специальных инструментальных программных средств, а программирование - на алгоритмических языках;

· компьютерное проектирование, на основе чего производятся генерация или конфигурация (настройка) проектных решений с использованием специальных инструментальных программных средств.

По степени использования типовых проектных решений различают следующие методы проектирования:

· оригинальное (индивидуальное) проектирование, когда проектные решения разрабатываются с «нуля» в соответствии с требованиями к информационной системе;

· типовое проектирование, предполагающее конфигурацию информационной системы из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

Оригинальное (индивидуальное) проектирование информационной системы характеризуется тем, что все виды проектных работ ориентированы на создание индивидуальных, для каждого объекта, проектов, которые в максимальной степени отражают все его особенности.

Типовое проектирование выполняется на основе опыта, полученного при разработке индивидуальных проектов. Возможность проектирования информационных систем на базе типовых проектных решений (ТПР) связано с наличием у любой организации общих и уникальных черт. Использование общности черт и задач позволяет привязать готовые решения (модели и программы) к условиям конкретного пользователя и его задачам. Типовые проекты, как обобщение опыта для некоторых групп 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, методы проектирования классифицируются следующим образом:

· реконструкции, когда адаптация проектных решений осуществляется посредством переработки соответствующих компонентов (перепрограммирование программных модулей);

· параметризации, когда проектные решения настраиваются (перегенерируются) в соответствии с изменяемыми параметрами;

· реструктуризации модели, когда изменяется модель предметной области, на основе которой автоматически перегенерируются проектные решения.

Классы методов проектирования. Сочетание различных признаков классификации методов проектирования обусловливает характер используемой технологии проектирования информационных систем, среди которых выделяются два основных класса: каноническая и индустриальная технология (см. табл. 6). Индустриальная технология проектирования, в свою очередь, разбивается на два подкласса: автоматизированное (использование САSЕ-технологий) и типовое (параметрически-ориентированное или модельно-ориентированное) проектирование. Использование индустриальной технологии проектирования не исключает использования в отдельных случаях канонической технологии 18.

2.2 Средства проектирования

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

Средства проектирования - это средства, используемые в процессе проектирования и реализующие технологические процессы проектирования.

Средства проектирования должны быть:

· инвариантны в своем классе к объекту проектирования;

· охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла информационной системы;

· технически, программно и информационно совместимыми;

· легкими в освоении и простыми в освоении и применении;

· универсальными в своем классе, т. е. чтобы одни и те же средства можно было применить для различных объектов;

· обладать возможностью интерактивного взаимодействия с пользователем;

· позволять создавать адаптивные АЭИС;

· экономически эффективными и целесообразными, т. е. их использование должно экономически оправдываться.

Таблица 6

Характеристика классов технологии проектирования.

Классы технологий проектирования	Степень автоматизации	Степень типизации	Степень адаптивности
Каноническое проектирование	Ручное проектирование	Оригинальное проектирование	Реконструкция
Индустриальное автоматизированное проектирование	Компьютерное проектирование	Оригинальное проектирование	Реструктуризация модели (генерация информационной системы)
Индустриальное типовое проектирование	Компьютерное проектирование	Типовое сборочное проектирование	Параметризация и реструктуризация модели.

Классы средств проектирования. Средства проектирования информационных систем можно разделить на два класса: без использования ЭВМ и с использованием ЭВМ.

Средства проектирования без использования ЭВМ применяются на всех стадиях и этапах проектирования информационных систем. Это средства организационно-методического обеспечения операций проектирования и, в первую очередь, различные стандарты, регламентирующие процесс проектирования информационных систем. Сюда же относятся единая система классификации и кодирования информации, унифицированная система документации, модели описания и анализа потоков информации.

Средства проектирования с использованием ЭВМ могут применяться как на отдельных, так и на всех стадиях и этапах проектирования системы и соответственно поддерживают разработку элементов проекта системы, разделов проектов системы и проекта системы в целом. Все множество средств проектирования с использованием ЭВМ делят на четыре подкласса.

В первый подкласс входят средства, которые поддерживают отдельные операции проектирования информационных систем и могут применяться независимо друг от друга и включают операционные средства, поддерживающие проектирование операции обработки данных. К этому классу средств относятся алгоритмические языки, библиотеки стандартных подпрограмм и классов объектов, макрогенераторы, генераторы программ типовых операций обработки данных и т.п., а также средства расширения функций операционных систем. В данный класс также входят такие простейшие инструментальные средства проектирования, как средства для тестирования и отладки программ, поддержки процесса документирования проекта и т.п. Особенность последних программ заключается в том, что с их помощью повышается производительность труда проектировщиков, но не разрабатывается законченное проектное решение.

Ко второму подклассу относятся средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов проекта информационных систем. В данный класс входят следующие средства общесистемного назначения:

· системы управления базами данных (СУБД);

· методо-ориентированные пакеты прикладных программ (решение задач дискретного программирования, математической статистики и т.п.);

· табличные процессоры;

· статистические пакеты прикладных программ;

· оболочки экспертных систем;

· графические редакторы;

· текстовые редакторы;

· интегрированные пакеты прикладных программ (интерактивная среда со встроенными диалоговыми возможностями, позволяющими интегрировать вышеперечисленные программные средства).

Для перечисленных средств проектирования характерно их использование для разработки технологических подсистем информационной системы: ввода информации, организации хранения и доступа к данным, вычислений, анализа и отображения данных, а также принятия решений.

К третьему подклассу относятся средства, поддерживающие проектирование разделов проекта информационной системы. В этом подклассе выделяют функциональные средства проектирования, к которым относятся типовые проектные решения, функциональные пакеты прикладных программ, а также типовые проекты.

Функциональные средства направлены на разработку автоматизированных систем, реализующих функции, комплексы задач и задачи управления. Разнообразие предметных областей порождает многообразие средств данного подкласса, ориентированных на тип организационной системы (промышленные и непромышленные сферы, сфера управления), уровень управления (например, предприятие, цех, участок, рабочее место) и функцию управления (планирование, учет, контроль и т.д.).

К четвертому подклассу средств проектирования информационной системы относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования. К данному классу относятся подкласс средств автоматизации проектирования информационных систем (САSЕ-средства).

Современные САSЕ-средства классифицируются, в свою очередь, в основном по двум признакам:

· по охватываемым этапам процесса разработки информационной системы;

· по степени интегрированности: отдельные локальные средства (tools), набор неинтегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки информационных систем (toolkit) и полностью интегрированные средства, связанные общей базой проектных решений (workbench).

САSE-технология представляет собой совокупность методов анализа, проектирования и сопровождения информационной системы, поддерживаемую комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. Это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов. Такая индустриальная технология создания информационной системы позволяет отделить и автоматизировать процесс проектирования информационной системы от последующих этапов разработки.

При использовании CASE-технологии изменяется технология ведения работ на всех этапах жизненного цикла автоматизированных систем, при этом наибольшее изменение касается этапов анализа и проектирования. В большинстве современных CASE-систем применяется методология структурного анализа и проектирования, основанная на наглядных диаграммных техниках, при этом для описания модели проектируемой информационной системы используются графы, диаграммы, таблицы и схемы. Такие методологии обеспечивают строгое и наглядное описание проектируемой системы, которое начинается от ее общего обзора, а затем детализируется, приобретая иерархическую структуру с все большим числом уровней.

2.3 Организация проектирования

Управление процессами создания и модернизации информационных систем связано с вопросами планирования и организации работ, созданием коллектива разработчиков и контроля сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает:

· выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта;

· определение методов описания промежуточных состояний разработок;

· разработку методов и средств испытаний созданной информационной системы;

· обучение персонала.

При организации проектирования необходимо получить ответ на следующие вопросы:

· в какой последовательности целесообразно создавать проект;

· каких специалистов, и на каких этапах необходимо привлекать для реализации проекта;

· как обеспечить качественное документирование проекта;

· каким требованиям должен отвечать проект, чтобы обеспечить возможность простого сопровождения и модернизации информационной системы в процессе функционирования;

· как обеспечить комплексную отладку и тестирование программного обеспечения системы;

· какие методы контроля процесса проектирования целесообразно использовать; как организовать коллективы проектировщиков;

· каким образом информировать участников проектирования о состоянии проектов;

· как обеспечить выполнение программных и информационных интерфейсов и т.д.

Таким образом, наряду с методами и средствами проектирования, применяемыми при создании информационных систем, важную роль играет организация процесса проектирования. Организационные приемы и методы должны охватывать весь процесс создания информационных систем, начиная от обследования объекта и разработки постановок задач, включая определение принципов декомпозиции систем на составляющие и кончая кодированием, отладкой, тестированием программных модулей, внедрением и модернизацией информационной системы в процессе функционирования. Только при комплексном применении современных организационных методов и средств проектирования можно получить хорошие результаты: повысить качество получаемых проектов, увеличить производительность труда всех специалистов, упростить внедрение, сопровождение и модернизацию функционирующей информационной системы.



3. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ АЭИС

3.1 Основные понятия и определения

Сущность создания и развития АЭИС во времени отражает такая экономическая категория, как «жизненный цикл». Как любой изготовленный продукт, АЭИС имеет свой цикл жизни от времени начала создания до момента прекращения эксплуатации 18,23,26.

Информационная система является особым продуктом. Без нее организация не может существовать. Можно говорить о прекращении эксплуатации данного поколения информационной системы, отдельных ее подсистем и элементов.

Жизненный цикл заканчивается, как правило, не в результате физического износа АЭИС, а вследствие морального устаревания. Моральный износ, моральное устаревание - это прекращение удовлетворения требований к информационной системе, причем возможные модификации информационной системы невыгодны или невозможны, что влечет за собой необходимость разработки новой информационной системы.

Что касается информационных технологий, то вполне естественно, что они устаревают и заменяются новыми. Следует отметить, что при внедрении новой информационной технологии в организации, необходимо оценить риск отставания от конкурентов в результате ее неизбежного устаревания с истечением времени, так как она имеет чрезвычайно высокую скорость изменяемости новыми видами или версиями. Периоды сменяемости колеблются от нескольких месяцев до одного года.

Если в процессе внедрения новой информационной технологии этому фактору не уделять должного внимания, то возможно, что к моменту завершения перевода организации на новую информационную технологию она уже устаревает и придется принимать меры к ее модернизации. Внедрение новой информационной технологии обычно связывают с несовершенством технических средств, тогда как основной причиной неудач является отсутствие или слабая проработанность методологии использования информационной технологии.

Жизненный цикл - это период создания и использования информационных систем, начиная с момента возникновения необходимости в данной информационной системе и, заканчивая, моментом ее полного выхода из эксплуатации.

Жизненный цикл информационной системы отражается набором стадий, этапов, частных работ и операций в последовательности их выполнения и взаимосвязи, регламентирующих последовательность выполнения работ на всех стадиях создания информационной системы.

Ее жизненный цикл образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.д.

Существуют различные варианты организации жизненного цикла информационных систем, нашедших отражение в соответствующих методиках и стандартах.

3.2 Виды стандартов

Существующие в настоящее время стандарты условно можно разделить на несколько групп по следующим признакам: предмету стандартизации; утверждающей организацией; методическому источнику 22.

По предмету стандартизации. К этой группе можно отнести функциональные стандарты (стандарты на языки программирования, интерфейсы, протоколы) и стандарты на организацию жизненного цикла информационных систем и программного обеспечения.

По утверждающей организации. Здесь можно выделить официальные международные, национальные или национальные ведомственные стандарты (например, ГОСТы, ANSI, IDEFO), стандарты международных консорциумов и комитетов по стандартизации (например, консорциум OMG), стандарты «де-факто» - официально никем не утвержденные, но фактически действующие.

По методическому источнику. К этой группе относятся различного рода методические материалы ведущих фирм разработчиков программного обеспечения, фирм-консультантов, научных центров и консорциумов по стандартизации.

Наиболее широкое применение нашли следующие стандарты и методики, касающиеся организации жизненного цикла информационных систем и программного обеспечения:

· методика (Custom Development Method) по разработке прикладных информационных систем под заказ;

· международный стандарт ISO|IEC 1220711995-08-01 на организацию жизненного цикла продуктов программного обеспечения;

· российский комплекс стандартов ГОСТ.34, где объектами стандартизации являются автоматизированные системы различных видов и все виды их компонентов, а также программное обеспечение и базы данных.



4. ОБОБЩЕННЫЙ ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ АЭИС

Суть содержания жизненного цикла информационных систем в различных подходах одинакова и сводится к выполнению следующих стадий (см. рис 11.) 18.

1. Предпроектная стадия (планирование и анализ требований, системный анализ). Заключается в исследовании и анализе существующей информационной системы, определении требований к создаваемой АЭИС, оформлении технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на разработку информационной системы.

2.Техническое проектирование (проектирование, логическое проектирование). Разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций (функциональной архитектуры) и состава обеспечивающих подсистем (системной архитектуры), а также оформление технического проекта информационной системы.

3. Рабочее проектирование (реализация, физическое проектирование, программирование). Разработка и настройка программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала, оформление рабочего проекта.

4. Внедрение (тестирование, опытная эксплуатация). Комплексная отладка подсистем информационной системы, обучение персонала, поэтапное внедрение ИС в эксплуатацию по подразделениям экономического объекта, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях АЭИС.

5.Эксплуатация информационной системы (сопровождение, модернизация). Сбор рекламации и статистики о функционировании АЭИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований о модернизации АЭИС и ее выполнение (повторение стадий 2 - 5).

Часто второй и третий стадии объединяют в одну стадию, называемую техно-рабочим проектированием или системным анализом. На рис.11 представлена обобщенная блок - схема жизненного цикла АЭИС. Ниже рассматривается основное содержание стадий и этапов жизненного цикла информационной системы, представленной на схеме (рис 11.).

Системный анализ. К основным целям процесса относится следующее:

· сформулировать потребность в новой информационной системе (идентифицировать все недостатки существующей информационной системы);

· выбрать направление и определить экономическую целесообразность проектирования автоматизированной информационной системы.



Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 11. Обобщенная технологическая схема жизненного цикла АЭИС.

Системный анализ существующей информационной системы начинается с описания и анализа функционирования рассматриваемого экономического объекта (системы) в соответствии с требованиями (целями), которые к нему предъявляются (блок 1). В результате выполнения данного этапа выявляются основные недостатки существующей информационной системы, на основе которых формулируется потребность в совершенствовании систему управления этим объектом, и ставится задача установления экономически обоснованной необходимости автоматизации определенных функции системы управления (блок 2), т. е. создается технико-экономическое обоснование проекта. После определения этой потребности возникает проблема выбора направлений совершенствования объекта на основе программно- технических средств (блок 3).

Результаты оформляются в виде технического задания на проект, в котором отражаются технические условия и требования к новой информационной системе, а также ограничения на ресурсы проектирования.

Требования на информационную систему определяются в терминах функции, реализуемых системой, и представляемой ею информацией.

Системный синтез. Этот процесс предполагает:

· разработать функциональную архитектуру АЭИС, которая отражает структуру выполняемых функции;

· разработать системную архитектуру выбранного варианта АЭИС, т. е. состав обеспечивающих подсистем;

· выполнить реализацию проекта.

Этап по составлению функциональной архитектуры (ФА), представляющий собой совокупность функциональных подсистем и связей между ними (блок 4), является наиболее ответственным с точки зрения качества всей последующей разработки.

Построение системной архитектуры (СА) на основе блока 5 предполагает выделение элементов и модулей информационного, технического, программного обеспечения и других обеспечивающих подсистем, определение связей по информации и управлению между выделенными элементами и разработку технологий обработки информации.

Этап конструирования (физического проектирования системы) включает разработку инструкций пользователям и программ, а также создание информационного обеспечения, включая наполнение баз данных (блок 6).

Внедрение разработанного проекта (блоки 7-10). Процесс предполагает выполнение следующих этапов: опытное внедрение, промышленное внедрение.

Этап опытного внедрения (блок 7) заключается в проверке работоспособности элементов и модулей проекта, устранении ошибок на уровне элементов и связей между ними.

Этап сдачи в промышленную эксплуатацию (блок 9) состоит в организации проверки проекта на уровне функций и контроля соответствия его требованиям, сформулированным на стадии системного анализа.

Эксплуатация и сопровождение проекта. На данной стадии (блоки 11 и 12) выполняются следующие этапы: эксплуатация проекта системы, модернизация проекта системы.

Рассмотренная схема жизненного цикла информационной системы условно включает в свой состав только основные процессы, реальный набор которых и их разбиение на этапы и технологические операции в значительной степени зависят от выбранной технологии проектирования.

Важная особенность жизненного цикла информационной системы - его повторяемость: «системный анализ - разработка - сопровождение - системный анализ». Это соответствует представлению об АЭИС, как о развивающейся динамической системе. При первом выполнении стадии «Разработка» создается проект АЭИС, а при повторном осуществляется модификация проекта для его поддержания в актуальном состоянии.

Другая характерная черта жизненного цикла - это наличие нескольких циклов внутри схемы:

· первый (включающий блоки 1-12) - это цикл первичного проектирования АЭИС;

· второй (включающий блоки 7-8, 6-7) - цикл, возникающий после опытного внедрения, в результате которого устанавливается частные ошибки в элементах проекта, исправляемые начиная с блока 6;

· третий цикл (блоки 9-10, 4-9) возникает после сдачи в промышленную эксплуатацию, когда выявляют ошибки в функциональной структуре системы, связанные с несоответствием проекта требованиям заказчика по составу функциональных подсистем, составу задач и связям между ними;

· четвертый цикл (блоки 12, 5-12) возникает в том случае, когда требуется модификация системной архитектуры в связи с необходимостью адаптации проекта к новым условиям функционирования системы;

· пятый цикл (блоки 12, 1-12) возникает в случае, если проект системы совершенно не соответствует требованиям, предъявляемым к организационно- экономической системе ввиду того, что осуществляется его моральное старение и требуется полное перепроектирование системы.

Чтобы исключить пятый цикл и максимально уменьшить необходимость выполнения третьего и четвертого циклов, необходимо выполнить проектирование информационной системы на всех этапах первого, основного цикла разработки АЭИС в соответствии со следующими требованиями:

· разработка АЭИС должна выполняться в строгом соответствии со сформулированными требованиями к создаваемой системе;

· требования к АЭИС должны адекватно соответствовать целям и задачам эффективного функционирования объекта;

· созданная АЭИС должна соответствовать сформулированным требованиям на момент окончания внедрения, а не момент начала разработки;

· внедренная АЭИС должна развиваться и адаптироваться в соответствии с постоянно изменяющимися требованиями к информационной системе.



5. МОДЕЛИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА АЭИС

В технологиях проектирования информационных систем модели жизненного цикла, определяющие порядок выполнения стадий и этапов претерпевали существенные изменения. Так, среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:

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

· итерационная модель (70 - 80 -е годы) прошлого столетия с итерационными возвратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа с промежуточным контролем. Здесь межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость разработки по сравнению с каскадной моделью, но каждый из этапов растягивается на весь период разработки;

· спиральная модель (80 - 90-е годы) прошлого столетия - прототипная модель, предполагающая постепенное расширение прототипа информационной системы.

Каскадная модель. Для этой модели жизненного цикла АЭИС характерна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующих выполнения информационных интеграций и совместимости программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель жизненного цикла по срокам разработки и надежности оправдывало себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приводило к ее практической нереализуемости.

Итерационная модель. Создание комплексных информационных систем предполагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу - вверх» обусловливает необходимость таких итерационных возвратов, когда проектные решения по отдельным задачам комплектуются в общие проектные решения и при этом возникает необходимость в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникает рассогласование в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданной информационной системы, 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. Здесь делается упор на начальные этапы жизненного цикла: анализ требований, техническое и рабочее проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость проектных решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента ИС, на котором уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спиралей. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, в результате чего выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

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

В основе спиральной модели жизненного цикла ИС лежит применение прототипной технологии или RAD-технологий (rapid application development -технология быстрой разработки приложений). Согласно этой технологии ИС разрабатывается путем расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода. Естественно, что при прототипной технологии сокращается число итераций и возникает меньше ошибок и несоответствий, которые необходимо исправить на последующих итерациях, а само проектирование ИС осуществляется более быстрыми темпами, упрощается создание проектной документации. Для более точного соответствия проектной документации разработанной ИС все большее значение придается ведению общесистемного репозитария и использованию CASE-технологий.

Жизненный цикл при использовании RAD -технологий предполагает активное участие на всех этапах разработки конечных пользователей будущей системы и включает четыре основные стадии информационного инжиниринга:

· анализ и планирование информационной стратегии. Пользователь вместе со специалистами-разработчиками участвуют в идентификации проблемной области;

· проектирование. Пользователи принимают участие в техническом проектировании под руководством специалистов-разработчиков;

· конструирование. Специалисты- разработчики проектируют рабочую версию ИС;

· внедрение. Специалисты - разработчики обучают пользователей работе в среде новой информационной системы

Спиральная модель жизненного цикла ИС является наиболее эффективной. Специалисты, занимающиеся проектированием и созданием программных продуктов, отмечают следующие преимущества спиральной модели:

· накопление и повторное использование проектных решений, средств проектирования, моделей и прототипов ИС;

· ориентация на развитие и модификацию системы и технологий в процессе их проектирования;

· анализ риска и издержек в процессе проектирования ИС.

Главная особенность разработки ИС состоит в концентрации сложности на предпроектной стадии и проектирования и относительно невысокой сложности и трудоемкости последующих этапов. Более того, нерешенные вопросы и ошибки на этапе анализа и проектирования порождают на этапах внедрения и эксплуатации трудные, часто неразрешимые проблемы, что, в конечном счете, приводит к отказу использования материалов проекта.



6. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЭИС

Многообразие средств и методов проектирования, отраслевые различия объектов управления, различие в структуре, квалификационном составе и уровне профессиональной подготовке проектных коллективов, ориентация на различные комплексы технических средств обусловливает многообразие и сложность реальных процессов разработки АЭИС. В связи с этим возникает потребность в построении такой формализованной модели технологий проектирования, когда на ее основе можно было бы оценить необходимость и возможность применения определенной технологии проектирования с учетом сформулированных требований к АЭИС и выделенных ресурсов на объекте, а в последующем контролировать ход и результаты проектирования.

Известные методы сетевого планирования и управления проектами решают только одну часть поставленной проблемы: отражают последовательность технологических операций с временными и трудовыми характеристиками. При этом не раскрывается в полной мере содержательная сторона процесса проектирования, необходимая сначала для понимания сущности и оценки эффективности технологии проектирования, а затем для использования в качестве инструкционного материала в непосредственной работе проектировщиков.

6.1 Аппарат технологических сетей проектирования

Таким образом, сложность реальных процессов проектирования АЭИС, а также высокие затраты и трудоемкость этого процесса обусловливают необходимость, с одной стороны, выбора адекватного экономическому объекту технологии проектирования, с другой - вызывает наличие эффективного инструмента управление процессом ее применения. В наибольшей степени формализации технологии проектирования информационных систем соответствует аппарат технологических сетей проектирования 18,23,26.

Технологические операции проектирования. Основой формализации технологии проектирования информационной системы является формальное определение технологической операции проектирования (ТО) в виде пятерки (кортежа)

ТО = < V, П, W, R, S >

где V - вход ТО; П - преобразователь; W - выход ТО; R - требуемые для преобразователя П ресурсы; S - используемые для преобразователя П средства проектирования.

Графическую интерпретацию ТО можно представить следующим образом:

V - > П, R, S - > W

Технологические операции графически представляются в виде блоков- прямоугольников, внутри которых дается наименование ТО, перечень используемых средств проектирования и ссылки на используемые ресурсы. Входы и выходы ТО представляются идентификаторами внутри кружков, от которых и к которым идут стрелки, указывающие входные и выходные потоки.

Технологическая операция проектирования (ТОП) - это относительно самостоятельный фрагмент технологического процесса проектирования, в котором определены вход, выход, преобразователь, ресурсы и средства.

В качестве компонентов входа и выхода используется множество документов Д, параметров Р, программ G, универсальных множеств (универсумов) U. Для любых компонентов входа и выхода должны быть заданы формы их представления в виде твердой копии или электронном виде.

Таким образом, вход преобразователя П представляется множеством входных документов (Д_вх), входных параметров (Р_вх), входных универсумов (U_вх) и входных программ (G_вх). Соответственно, выход преобразователя П составляют выходные документы (Д_вых), параметры (Р_вых), универсумы (U_вых) и программы (G_вых). Графическое изображение ТО можно представить следующим образом:

Жизненный цикл АЭИС с точки зрения технологии проектирования отражается технологическими операциями в последовательности их выполнения и взаимосвязи, регламентирующих последовательность ведения разработки на всех стадиях и этапах от предпроектных работ до внедрения и окончания эксплуатации.

6.2 Компоненты формального определения технологических операций проектирования

Ниже детально рассматривается компоненты формального определения ТО.

Документ Д - это описатель множества взаимосвязанных фактов. С помощью документов описываются объекты материальных и информационных потоков, организационной структуры, технических средств, необходимые для проектирования и внедрения информационных систем. Документы определяют либо исходные данные проектирования, либо конечные результаты проектирования для реализации новой информационной системы, либо промежуточные результаты, которые используются временно для выполнения последующих ТО. Они могут быть и промежуточными. Документы должны быть оформлены в соответствии со стандартами представления проектной документации.

Понятие документа ТО проектирования информационной системы несколько отличается от обычно принятого понятия документа. Объем документа ТО может колебаться от одной фразы из нескольких строк до толстых отчетов, состоящих из нескольких томов (например, документация пакета прикладных программ).

Параметр Р - это описатель одного факта. В принципе параметр рассматривается как частный случай документа. Выделение параметров из состава документов подчеркивает значимость отдельных факторов в процессе проектирования ИС. Параметры выступают, как правило, в роли ограничений или условий процесса проектирования, например, объем финансирования, выделяемый на разработку системы, календарные сроки разработки, формы предприятий и т.д. Параметры могут быть варьируемыми с позиции анализа влияния их значений на результаты проектирования информационных систем.

Универсум U - это конечное и полное множество фактов (документов) одного типа. Обычно с помощью универсума описывается множество альтернатив, выбор из которого конкретного экземпляра определяет характер последующих проектных решений. В качестве универсумов может рассматриваться множество параметризованных описаний технических, программных средств (операционных систем, СУБД, ППП и т.д.), технологий проектирования и т.д.

...