Методология и технология проектирования аис. Проектирование аис Основные понятия проектирования АИС

Соблюдение приведенных принципов необходимо при выполнении работ на всех стадиях создания и функционирования АИС и АИТ, т.е. в течение всего их жизненного цикла.

Жизненный цикл (ЖЦ) - период создания и использования АИС (АИТ), начиная с момента возникновения необходимости в данной автоматизированной системе и заканчивая моментом ее выхода из употребления.

Жизненный цикл АИС и АИТ позволяет выделить четыре основные стадии, каждая стадия проектирования разделяется на ряд этапов и предусматривает соответствующие работы:

I стадия - предпроектное обследование:

1-й этап - формирование требований, изучение объекта проектирования, разработка и выбор варианта концепции системы;

2-й этап - анализ материалов и формирование документации - создание и утверждение технико-экономического обоснования и технического задания на проектирование системы на основе анализа материалов обследования, собранных на первом этапе.

II стадия - проектирование:

1-й этап - техническое проектирование, где ведется поиск наиболее рациональных проектных решений по всем аспектам разработки, создаются и описываются все компоненты системы, а результаты работы отражаются в техническом проекте;

2-й этап - рабочее проектирование, в процессе которого осуществляется разработка и доводка программ, корректировка структур баз данных, создание документации на поставку, установку технических средств и инструкций по их эксплуатации, подготовка для каждого пользователя должностных инструкций. Технический и рабочий проекты могут объединяться в единый документ - технорабочий проект.

III стадия - ввод системы в действие:

1-й этап - подготовка к внедрению - установка и ввод в эксплуатацию технических средств, загрузка баз данных и опытная эксплуатация программ, обучение персонала;

2-й этап - проведение опытных испытаний всех компонентов системы перед передачей в промышленную эксплуатацию, обучение персонала;

3-й этап (завершающая стадия создания АИС и АИТ) - сдача в промышленную эксплуатацию; оформляется актами приема-сдачи работ.

IV стадия - промышленная эксплуатация - кроме повседневного функционирования включает сопровождение программных средств и всего проекта, оперативное обслуживание и администрирование баз данных.

5. Методы ведения проектировочных работ

Создание автоматизированных информационных систем и технологий может осуществляться по двум вариантам. Первый вариант предполагает, что этой работой занимаются специализированные фирмы, имеющие профессиональный опыт подготовки программных продуктов конкретной ориентации. По второму варианту, проектированием и созданием разработок занимаются проектировщики-программисты, находящиеся в штате предприятий, где создаются новые информационные технологии и системы.

В процессе разработки автоматизированных систем, рабочих мест и технологий проектировщики сталкиваются с рядом взаимосвязанных проблем:

Проектировщику сложно получить исчерпывающую информацию для оценки формулируемых заказчиком (пользователем) требований к новой системе или технологии.

Заказчик нередко не имеет достаточных знаний о проблемах автоматизации, чтобы судить о возможности реализации тех или иных инноваций. В то же время проектировщик сталкивается с чрезмерным количеством подробных сведений о проблемной области, что вызывает трудности моделирования и формализованного описания информационных процессов и решения функциональных задач.

Спецификация проектируемой системы из-за большого объема и технических терминов часто непонятна заказчику, а чрезмерное ее упрощение не может удовлетворить специалистов, создающих систему.

С помощью известных аналитических методов можно разрешить некоторые из перечисленных проблем, однако радикальное решение дают только современные структурные методы, среди которых центральное место занимает методология структурного анализа.

Структурным анализом называется метод исследования системы, который начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру с все большим числом уровней.

Структурный анализ предусматривает разбиение системы на уровни абстракции с ограниченным числом элементов на каждом из уровней (обычно от 3 до 6-7). На каждом уровне выделяются лишь существенные для системы детали.

Методология структурного анализа базируется на принципах декомпозиции и принцип иерархического упорядочивания.

Принцип декомпозиции предполагает решение трудных задач путем разбиения их на задачи легкие для понимания и решения.

Принцип иерархического упорядочивания декларирует, что система может быть понята и построена по уровням, каждый из которых добавляет новые детали.

На предпроектной стадии проводится изучение и анализ всех особенностей объекта проектирования с целью уточнения требований заказчика. В частности, выявляется совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему (аппаратные и программные ресурсы; внешние условия ее функционирования; состав людей и работ, имеющих к ней отношение и участвующих в информационных и управленческих процессах), производится описание выполняемых системой функций и т.п.

На этом этапе определяются:

Архитектура системы, ее функции, внешние условия, распределение функций между аппаратными средствами и программным обеспечением;

Интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;

Требования к программным и информационным компонентам системы, необходимые аппаратные ресурсы, требования к базе данных, физические характеристики компонентов системы, их интерфейсы.

Качество дальнейшего проектирования решающим образом зависит от правильного выбора методов анализа, сформулированных требований к вновь создаваемой технологии.

Методы, используемые на стадии предпроектного обследования, подразделяются на:

- Методы изучения и анализа фактического состояния объекта или технологии. Эти методы позволяют выявить узкие места в исследуемых процессах и включают: устный или письменный опрос; письменное анкетирование; наблюдение, измерение и оценку; групповое обсуждение; анализ задач; анализ производственных и управленческих процессов.

В целом методы изучения и анализа фактического состояния управленческой деятельности и существующей технологии решения задач предназначены для сбора необходимых материалов и формирования основы для проектирования АИС и АИТ.

- Методы формирования заданного состояния . Основываются на обосновании всех составных частей АИС исходя из целей, требований и условий заказчика. К данным методам, представляющим собой рабочие средства проектировщиков, относятся методы: моделирование процесса управления; структурное проектирование; декомпозиция; анализ информационного процесса.

- Метод моделирования процесса управления. В процессе изучения объекта проектирования строятся экономико-организационные и информационно-логические модели. Они отражают хозяйственные и управленческие отношения, а также связанные с ними информационные потоки.

- Метод структурного проектирования позволяет разделить весь комплекс задач на обозримые и поддающиеся анализу подкомплексы (модули).

- Метод декомпозиции модулей предусматривает дальнейшее разбиение подкомплексов задач на отдельные задачи, показатели.

- Анализ информационных процессов предназначен для выявления и представления взаимосвязи между результатом, процессом обработки и вводом данных. Он используется также для анализа и формирования информационных связей между рабочими местами работников управления, специалистов, технического персонала и информационными технологиями. С этой целью описываются входная и выходная информация, а также алгоритм обработки информации применительно к каждому рабочему месту.

- Методы графического представления фактического и заданного состояний предусматривают использование наглядного представления процессов обработки информации. К наиболее известным из них относятся блок-схемный метод, методы стрелочных диаграмм, сетевых графиков, таблиц последовательности операций прохождения процессов.

Если на предпроектной стадии должны быть сформулированы в техническом задании требования к созданию АИС и АИТ, то проектирование должно дать ответ на вопрос: «Как система будет удовлетворять предъявленным к ней требованиям?».

В результате выполнения этапов проектирования должен быть получен проект системы в рамках бюджета выделенных ресурсов.

Этапы проектирования включают следующее основные работы:

Разработку целей и организационных принципов АИС;

Формирование варианта АИС и АИТ;

Отладка программ;

Опытная эксплуатация;

Сдача проекта АИС и АИТ.

В процессе организации проектирования принимаются разнообразные решения, влияющие на динамику и качество выполнения работ. Поэтому для каждого этапа проектирования определяются: ожидаемые результаты и документы; персональные функции руководителя; решения, принимаемые руководителем; функции заказчика и разработчика АИС и АИТ.

В состав проектной и исполнительной документации входят: инструкции рабочих процессов, программы для рабочих мест, инструкции по оформлению документов, рекомендации по использованию информации, методов, таблиц решений и т.д.

В современных условиях АИС, АИТ и АРМ, как правило, не создаются на пустом месте. Потребность в своевременной, качественной, оперативной информации и оценка ее как важнейшего ресурса в управленческих процессах, а также последние достижения научно-технического прогресса вызывают необходимость перестройки функционирующих АИС и создания АИС и АИТ на новой технической и технологической базах.

Политика конфиденциальности персональных данных и условия обработки персональных данных

Настоящая Политика конфиденциальности персональных данных действует в отношении всех персональных данных, которые Компания «ТЕКОРА» может получить от Вас во время использования Вами сайтов компании.

Заполняя форму на сайте http://www.сайт/ и других веб-сайтах Компании «ТЕКОРА», которые собирают данные и ссылаются на эти условия, Вы даете свое добровольное согласие Компании «ТЕКОРА» на обработку нижеследующих персональных данных с применением автоматизированных средств обработки или без таковых: фамилия, имя, отчество; место работы, наименование занимаемой должности; адрес электронной почты; номер контактного телефона.

Предоставляя Компании «ТЕКОРА» информацию, необходимую для инициирования дальнейшего взаимодействия, Вы выражаете согласие на ее использование в соответствии с настоящей Политикой.

Если Вы не согласны с приведенными в настоящем документе условиями, пожалуйста, не используйте данные веб-сайты и не заполняйте формы запроса информации.

Компания «ТЕКОРА» означает:

ЗАО «ТЕКОРА», Юридический адрес: 119285 г. Москва, ул. Мосфильмовская, д.22, стр.1.

Почтовый адрес: 117997, ГСП-7, г. Москва, ул. Профсоюзная, д.65, оф.369.

Под обработкой персональных данных понимаются действия, предусмотренные законодательством Российской Федерации, в том числе Федеральным законом от 27.07.2006 N 152-ФЗ "О персональных данных".

Предоставляя свои персональные данные Вы соглашаетесь на их обработку, включая сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу, обезличивание, удаление, уничтожение Компанией «ТЕКОРА» в целях обработки Ваших заказов и запросов, для осуществления деятельности по продвижению товаров, работ, услуг или объектов интеллектуальной собственности на рынке путем осуществления прямых контактов с Вами с помощью средств связи, оценки и анализа сайта, анализа покупательских особенностей и предоставления персональных рекомендаций; информирования Вас об акциях, скидках и специальных предложениях посредством электронных рассылок, а также в целях связи с Вами (по электронной почте и/или телефону).

Предоставляя Компании «ТЕКОРА» свои персональные данные, Вы можете быть уверены, что они не будут предоставляться третьим сторонам, за исключением случаев, когда это требуется в интересах деловых отношений между Вами и Компанией «ТЕКОРА». В некоторых случаях Компания «ТЕКОРА» обязана передавать Ваши персональные данные третьим лицам в связи с требованиями применимого законодательства. Например, это может быть в случае, когда существуют основания подозревать в совершении преступления или неправомерном использовании веб-сайта Компании «ТЕКОРА».

Вы можете в любой момент отказаться от получения сообщений по электронной почте, однако это не затрагивает передачу сообщений по электронной почте, которые требуются в целях реализации деловых отношений между Вами и компанией «ТЕКОРА».

Указанные веб-сайты содержат несколько ссылок на компании, с которыми Компания «ТЕКОРА» поддерживает деловые отношения. Компания «ТЕКОРА» не несет ответственность за соответствие требованиям по защите персональных данных в отношении использования веб-сайтов партнеров Компании «ТЕКОРА». Для получения информации о защите данных при посещении этих сайтов, пожалуйста, ознакомьтесь с политиками конфиденциальности на веб-сайтах соответствующих компаний.

Персональные данные, собираемые Компанией «ТЕКОРА», хранятся на защищенных серверах. Доступ разрешен только ограниченному числу уполномоченных лиц, которые нуждаются в нем для того, чтобы управлять веб-сайтами Компании «ТЕКОРА» или обеспечить их надлежащую функциональность, особенно в части технической поддержки.

Настоящим согласием Вы подтверждаете, что являетесь субъектом предоставляемых персональных данных, а также подтверждаете достоверность предоставляемых данных.

Под проектированием следует понимать процесс создания прообраза предполагаемого или возможного объекта.

Современная технология создания АИС представляет собой совокупность эффективных средств и методов проектирования, позволяющих упростить данный процесс, уменьшить стоимостные затраты, сократить календарные сроки проектирования системы и повысить качество разработки за счет широкого выбора проверенных передовых проектных решений.

К основным средствам проектирования можно отнести:

Типовые проектные решения (ТПР) и пакеты прикладных программ (ППП). ТПР - совокупность алгоритмических и программных элементов, обеспечивающих реализацию задач на ЭВМ с помощью соответствующих технических средств;

Системы автоматизированного проектирования (САПР), предполагающие использование ЭВМ на всех этапах создания АИС.

Общие требования, предъявляемые к средствам проектирования:

Полный охват всего процесса создания АИС;

Совместимость, т.е. согласованность как в процессе создания системы, так и в процессе ее функционирования;

Универсальность, т.е. возможность применения одних и тех же средств для различных объектов;

Доступность в освоении и несложность (простота) в реализации;

Возможность организации процесса проектирования в режиме интерактивного взаимодействия разработчика системы, проектировщика и ЭВМ;

Адаптируемость и экономическая эффективность.

Среди методов проектирования выделяют:

Оригинальное проектирование;

Типовое проектирование и его виды: элементное, подсистемное, модульное, групповое;

Автоматизированное проектирование.

Метод оригинального проектирования является традиционным и ориентирован на одно конкретное предприятие. Характерной чертой данного метода является разработка оригинальных методик обследования объекта и создание необходимой документации в виде индивидуального проекта. К достоинству этого метода можно отнести отражение специфических особенностей объекта автоматизации в проекте АИС. К недостаткам относят сравнительно высокую трудоемкость и большие сроки разработки, низкий показатель функциональной надежности и адаптируемости к изменяющимся условиям. Проекты, созданные оригинальным методом, поддаются модернизации, однако в чистом виде этот метод используется редко. Сегодня при его реализации используются различные средства проектирования и лишь для отдельных частей проекта требуются оригинальные проектные решения. Это несколько сглаживает его недостатки. Однако этот метод остается актуальным при автоматизации сложных, неординарных объектов.

В современных условиях АИС, как правило, не создаются с нуля. В настоящее время в экономике практически на всех уровнях управления и на всех экономических объектах функционируют системы автоматизированной обработки информации. Возросшая потребность в своевременной, качественной и оперативной информации вызывают необходимость создания АИС на новой технической и технологической базе.

Поиск рациональных путей проектирования идет по следующим направлениям:

1. разработка типовых проектных решений, реализованных в пакетах прикладных программ (ППП) для решения экономических задач с последующей привязкой ППП к конкретным условиям внедрения и функционирования;

2. разработка автоматизированных систем проектирования.

Первый из путей - возможность использования типовых проектных решений,включенных в пакеты прикладных программ.

Типовое проектирование - индустриальный метод создания АИС, использующий ТПР и ППП. Этот метод характеризуется наличием проверенных, типовых организационно-экономических, технических, информационных, математических и программных средств автоматизации управления. Применение данного метода позволяет снизить трудоемкость, снизить стоимость и сократить сроки проектирования, повысить качество проектирования. Процесс типового проектирования заключается в выборе и привязке обеспечивающих подсистем в соответствии с требованиями конкретной АИС. Типовая часть АИС представляет собой комплекс информационного, программного и технического обеспечения. Типовой характер информационного обеспечения достигается путем строгого соблюдения единства структуры информационной базы, состава массивов, форм входных и выходных документов. Типовой характер программного обеспечения достигается использованием ППП, и типовой характер технического обеспечения достигается применением ЭВМ одного или совместных типов.

1. Разновидностью метода типового проектирования является метод элементного проектирования , основу которого составляют ТПР. При разработке проекта используется уже готовое решение с небольшими модификациями, а не разрабатывается новое.

2. При использовании модульного метода ТПР создаются по модульному принципу, когда каждое проектное решение расчленяется на отдельные составные части- модули, которые реализуют определенную часть ТПР. Это позволяет создать проект новой автоматизированной системы путем сочетания отдельных типовых модулей.

3. При использовании подсистемного метода проектирования для каждой подсистемы создаются проекты решений и пакеты прикладных программ – общесистемные и функциональные. Выделение подсистем зависит от объекта хозяйственно-производственного процесса. Для каждой из подсистем разрабатывается свое автоматизированное проектное решение и ППП, которые могут быть общесистемными или функциональными. К общесистемным относятся ППП управления данными, ППП типовых процедур обработки данных, методовматематической статистики и дискретного программирования и др. К функциональным ППП относятся пакеты, ориентированные на промышленные предприятия с дискретным или непрерывным характером производства, на непромышленную сферу, отраслевое управление.

Важное требование, предъявляемое к ППП, - совместимость, т.к. при проектировании АИС целесообразно использовать сразу несколько пакетов. Проектирование систем с применением ППП фактически сводится к привязке выбранных по определенным параметрам пакетов к конкретным условиям объекта автоматизации. Положительными качествами такого подхода к проектированию можно назвать: менее трудоемкий процесс, сокращение времени проектирования по сравнению с оригинальным проектированием, реализация прогрессивных методов обработки данных, упрощение документирования проекта (т.к. используется документация пакетов), повышение надежности проектируемых АИС.

4. Кроме того, выделяют метод группового проектирования . Его суть заключается в предварительном подборе группы объектов, однотипных по характеристикам. Среди них выбирается базовый объект, для которого и разрабатывается проект, причем могут использоваться различные методы и способы проектирования. Главным при этом является обеспечение высокой адаптивности проекта. Основная сфера применения этого метода - непромышленные объекты (например, склады).

Наиболее эффективно автоматизации поддаются следующие виды деятельности:

1. бухгалтерский учет, включая управленческий и финансовый. Наибольшее число ППП создано для бухгалтерского учета. Среди них «1C: бухгалтерия», «Турбо-Бухгалтер», «Инфо-Бухгалтер», «Парус», «ABACUS», «Бэмби+» и др.;

2. справочное и информационное обслуживание экономической деятельности. Представлено следующими ППП: «ГАРАНТ» (налоги, бухучет, аудит, предпринимательство, банковское дело, валютное регулирование, таможенный контроль); «КОНСУЛБТАНТ+» (налоги, бухучет, аудит, предпринимательство, банковское дело, валютное регулирование, таможенный контроль).

3. экономическая и финансовая деятельность. Представлена следующими ППП:

a) «Экономический анализ и прогноз деятельности фирмы, организации» (фирма «ИНЕК»), реализующий функции: экономический анализ деятельности фирмы, предприятия; составление бизнес-планов; технико-экономическое обоснование возврата кредитов; анализ и отбор вариантов деятельности; прогноз баланса, потоков денежных средств и готовой продукции.

b) Многопользовательский сетевой комплекс полной автоматизации корпорации «Галактика» (АО «Новый атлант»), который включает планирование, оперативное управление, учет и контроль, анализ, кроме того, позволяет в рамках СППР обеспечивать решение задач бизнес-планирования с использованием ППП Project-Expert.

4. организация труда руководителя;

5. автоматизация документооборота;

6. обучение.

В последнее время предприятия и фирмы предпочитают покупать готовые пакеты и технологии, а если необходимо, добавлять к ним свое программное обеспечение, так как разработка собственных АИС связана с высокими затратами и риском. Как правило, разрабатывается и предлагается базовая система, которая адаптируется в соответствии с пожеланиями индивидуальных клиентов. При этом пользователям предоставляются консультации, помогающие минимизировать сроки внедрения систем и технологий, наиболее аффективно их использовать, повысить квалификацию персонала.

Автоматизированные системы проектирования - второй, быстро развивающийся путь ведения проектировочных работ.

Среди автоматизированных методов проектирования особое место занимают методы модельного проектирования. Создание и использование САПР обеспечивает достаточно высокий уровень функциональной надежности, комплексный охват всех технологических процессов, снижение трудоемкости проектных работ с максимальным учетом интересов объекта автоматизации. Однако этот метод достаточно дорог и требует высококвалифицированных разработчиков. Ключевое требование, предъявляемое к САПР, - возможность построения и поддержания в системе проектирования в адекватном состоянии некоторой глобальной экономической информационной модели объекта автоматизации. Модель – это отображение информационных компонентов объекта автоматизации и отношений между ними, заданное в явном виде. Основная цель построения модели - создание соответствующего этой модели проекта АИС, учитывающего и активно использующего все характеристики объекта. Такая модель должна содержать в формализованном виде описание совокупностей информационных компонентов и отношения между ними, включая информационные связи и алгоритмическое взаимодействие. С помощью модельного метода проектирования применяется системный подход, обусловливающий использование ЭВМ не только на всех стадиях создания системы, но и в процессе анализа результатов ее промышленной эксплуатации. Развитие и применение САПР предопределило переход к созданию индивидуальных проектов, но на значительно более высоком уровне, по сравнению с оригинальным методом проектирования.

В области автоматизации проектирования ИС и ИТ за последнее десятилетие сформировалось новое направление - CASE технология автоматизированной разработки ПО (CASE - Computer-Aided Software/System Engineering). Возрастающая сложность информационных систем, повышающиеся к ним требования привели к необходимости индустриализации технологий их создания.

CASE-технология представляет собой совокупность методов анализа, проектирования, разработки и сопровождения ИС, поддержанную комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. CASE - это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов, позволяющий автоматизировать процесс проектирования и разработки ИС. CASE-системы используются как мощный инструмент решения исследовательских и проектных задач, таких, как структурный анализ предметной области, реализация проектов средствами языков программирования последнего поколения, выпуск проектной документации, тестирование реализации проектов, планирование и контроль разработок, моделирование деловых приложений с целью решения задач оперативного и стратегического планирования и управления ресурсами и т.п.

Основная цель CASE состоит в максимальной автоматизации процессов разработки и функционирования систем.

При использовании CASE-технологий изменяется технология ведения работ на всех этапах жизненного цикла автоматизированных систем. В CASE-системах проектирование, основано на наглядных визуальных методах разработки, при этом для описания модели проектируемой ИС используются графы, диаграммы, таблицы, схемы и текстовые пояснения к ним. Такие методологии обеспечивают строгое и наглядное описание проектируемой системы, которое начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней.

Автоматизация программирования основана на автоматической генерация программных кодов, которые содержат описания данных, основную логику их обработки, схемы баз данных, файлы описания интерфейсов и др. В дальнейшем коды уточняются и дорабатываются, однако в ряде случаев автоматизация достигает 90%. Кроме того, CASE-технология генерирует необходимую документацию по проекту, готовую к использованию.

При использовании CASE-технологии обеспечивается поддержка единой базы проекта, т.е. вся информация о разрабатываемой АИС автоматически помещается в единую базу данных проекта. Этим поддерживается согласованность, непротиворечивость, полнота и минимальная избыточность проектных данных.

CASE-технология обеспечивает командную работу групп разработчиков, т.к. разным группам специалистов предоставляется адекватный инструментарий, а также возможность согласованного и корректного внесения изменений в проект различными специалистами в реальном времени.

CASE-технологии успешно применяются для построения практически всех типов АИС. CASE также применяется для создания моделей систем, помогающих коммерческим структурам решать задачи стратегического планирования, управления финансами, определения политики фирм, обучения персонала и др.

CASE обладают следующими основными достоинствами:

Улучшают качество создаваемых ИС (ИТ) за счет средств автоматического контроля (прежде всего, контроля проекта);

Позволяют за короткое время создавать прототип будущей ИС (ИТ), что позволяет быстро, на ранних этапах оценить ожидаемый результат;

Ускоряют процесс проектирования и разработки системы;

Освобождают разработчика от рутинной работы, позволяя ему целиком сосредоточиться на творческой части проектирования;

Поддерживают развитие и сопровождение уже функционирующей ИС.

К настоящему моменту образовалась мощная CASE-индустрия, объединившая сотни фирм и компаний различной ориентации. Среди них выделяются:

Компании-разработчики средств анализа и проектирования ИС и ИТ

Фирмы-разработчики специальных средств с ориентацией на узкие предметные области или на отдельные этапы жизненного цикла ИС;

Обучающие фирмы, которые организуют семинары и курсы подготовки специалистов;

Консалтинговые фирмы, оказывающие практическую помощь при использовании CASE-пакетов для разработки конкретных ИС;

Фирмы, специализирующиеся на выпуске периодических журналов и бюллетеней по CASE-технологиям.

НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОЗДАНИЯ АИС.

Основные понятия проектирования АИС

В общем плане АИС включает в себя: пользователя(потребителя), информационные ресурсы, носители информации, средства сбора, хранения обработки информации, средства передачи информации.

В основе проектирования АИС лежат две взаимосвязанные составляющие:

Стандарты проектирования;

Методика проектирования.

Основные понятия, подходы и определения проектирования АИС регламентируются тремя видами конструкторской и программной документации:

1. единой системой конструкторской документации(ЕСКД);
2. единой системой программной документации(ЕСПД);
3. комплексом руководящих документов на АИС.

Состав проектной документации – это комплекс стандартов и руководящих документов на АИС ГОСТ 24.104-85, ГОСТ 34.003-90, ГОСТ 34.201-90 включает в себя методические указания на информационные технологии и автоматизированные системы, а также требования к содержанию документов.

Цель проектирования- выявление относительно простой внутренней структуры, называемой архитектурой системы.

АИС разрабатывается как некоторый проект. Многие особенности управления проектами и фазы разработки проекта(фазы жизненного цикла) являются общими, не зависящими не только от предметной области, но и от характера проекта. Понятие проект является сложным понятием и для него трудно подобрать однозначную формулировку.

Проект – это ограниченное по времени целенаправленное изменение отдельной системы с изначально четко определенными целями, достижение которых определяет завершение проекта, а также с установленными требованиями к срокам, результатам, риску, рамкам расходования средств и ресурсов и к организационной структуре.

Для экономических систем под проектом ЭИС будем понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ЭИС в конкретной программно-технической среде.

Под проектированием ЭИС понимается процесс преобразо­вания входной информации об объекте проектирования, о мето­дах проектирования и об опыте проектирования объектов ана­логичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект ЭИС. С этой точки зрения проектирование ЭИС сводится к последова­тельной формализации проектных решений на различных стади­ях жизненного цикла ЭИС: планирования и анализа требований, технического и рабочего проектирования, внедрения и эксплуа­тации ЭИС.

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

В качестве субъекта проектирования ЭИС выступают коллек­тивы специалистов, которые осуществляют проектную деятель­ность, как правило, в составе специализированной (проектной) организации, и организация-заказчик, для которой необходимо разработать ЭИС. Масштабы разрабатываемых систем опреде­ляют состав и количество участников процесса проектирования. При большом объеме и жестких сроках выполнения проектных работ в разработке системы может принимать участие несколько проектных коллективов (организаций-разработчиков). В этом случае выделяется головная организация, которая координирует деятельность всех организаций-соисполнителей.

Форма участия соисполнителей в разработке проекта системы может быть различной. Наиболее распространенной является фор­ма, при которой каждый соисполнитель выполняет проектные ра­боты от начала до конца для какой-либо части разрабатываемой системы. Обычно это бывает функциональная подсистема или вза­имосвязанный комплекс задач управления. Реже встречается фор­ма участия соисполнителей, при которой отдельные соисполните­ли выполняют работы на отдельных этапах процесса проектирования. Возможен вариант, при котором функции заказчика и разра­ботчика совмещаются, то есть ЭИС проектируется собственными силами.

Осуществление проектирования ЭИС предполагает исполь­зование проектировщиками определенной технологии проекти­рования, соответствующей масштабу и особенностям разрабаты­ваемого проекта.

Технология проектирования ЭИС - это совокупность методо­логии и средств проектирования ЭИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта ЭИС)

Методология(концепция + метод)

Инструментальные средства Организация

проектирования 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 ЭИС в целом делится на совокупность последовательно-параллельных, связан­ных и соподчиненных цепочек действий, каждое из которых мо­жет иметь свой предмет. Действия, которые выполняются при про­ектировании ЭИС, 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.

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

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 ЭИС составляет методо­логия, которая определяет сущность, основные отличительные тех­нологические особенности.

Методология проектирования предпо­лагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования, реализуемых набором 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 ЭИС, которые могут также поддер­живаться набором специфических средств.

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

Так, по степени автоматизации методы проектирования раз­деляются на методы:

ручного проектирования , при котором проектирование ком­понентов ЭИС осуществляется без использования специаль­ных инструментальных программных средств, а программи­рование - на алгоритмических языках;

компьютерного проектирования , которое производит генера­цию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных про­граммных средств.

По степени использования типовых проектных решений разли­чают следующие методы проектирования:

Оригинального (индивидуального) проектирования, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к ЭИС;

Типового проектирования, предполагающего конфигурацию ЭИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

Оригинальное (индивидуальное) проектирование ЭИС 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. Типовые проекты как обобщение опыта для некоторых групп организаци­онно-экономических систем или видов работ в каждом конкрет­ном случае связаны со множеством специфических особенностей и различаются по степени охвата функций управления, выполняе­мым работам и разрабатываемой проектной документации.

По степени адаптивности проектных решений методы проек­тирования классифицируются на методы:

Реконструкции, когда адаптация проектных решений выпол­няется путем переработки соответствующих компонентов (пе­репрограммирования программных модулей);

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

Реструктуризации модели, когда изменяется модель проблем­ной области, на основе которой автоматически перегенери­руются проектные решения.

Сочетание различных признаков классификации методов про­ектирования обусловливает характер используемой технологии проектирования ЭИС, среди которых выделяются два основных

класса: каноническая и индустриальная технологии (табл. 2.1). 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 проектирования не ис­ключает использования в отдельных случаях канонической технологии.

Таблица 2.1 Характеристики классов технологий проектирования

Для конкретных видов технологий проектирования свойствен­но применение определенных средств разработки ЭИС, которые поддерживают выполнение как отдельных проектных работ, эта­пов, так и их совокупностей. Поэтому перед разработчиками ЭИС, 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 ЭИС;

Технически, программно и информационно совместимыми;

Простыми в освоении и применении;

Экономически целесообразными.

Средства проектирования ЭИС можно разделить на два клас­са: без использования ЭВМ и с использованием ЭВМ.

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

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

К первому подклассу относятся операционные сред­ства, которые поддерживают проектирование операций обработ­ки информации. К данному подклассу 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 (утилиты). В данный класс включаются также 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.

Таким образом, средства данного подкласса поддерживают отдельные операции проектирования ЭИС и могут применяться независимо друг от друга.

Ко второму подклассу относят средства, поддержи­вающие проектирование отдельных компонентов проекта ЭИС. К данному подклассу относятся средства общесистемного назна­чения:

Системы управления базами данными (СУБД);

Методоориентированные пакеты прикладных программ (ре­шение задач дискретного программирования, математичес­кой статистики и т.п.)

Табличные процессоры;

Статистические ППП;

Оболочки экспертных систем;

Графические редакторы;

Текстовые редакторы;

Интегрированные ППП (интерактивная среда с встроенными диалоговыми возможностями, позволяющая интегрировать вышеперечисленные программные средства).

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

К третьему подклассу относятся средства, поддержи­вающие проектирование разделов проекта ЭИС . В этом подклассе выделяют функциональные средства проектирования.

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 (промышленная, непромыш­ленная сферы), уровень управления (например, предприятие, цех, отдел, участок, рабочее место), функцию управления (планиро­вание, учет и т.п.).

К функциональным средствам проектирования систем обра­ботки информации относятся типовые проектные решения, фун­кциональные пакеты прикладных программ, типовые проекты.

К четвертому подклассу средств проектирования ЭИС относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования. К данному классу относится подкласс средств автоматизации проектирования ЭИС (CASE-средства).

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

1) по охватываемым этапам процесса разработки ЭИС;

2) по степени интегрированности: отдельные локальные сред­ства (tools), набор неинтегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ЭИС (toolkit) и полностью ин­тегрированные средства, связанные общей базой проектных дан­ных - репозиторием (workbench).

Проектирование АИС является творческим процессом. Каждый проект 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 стадии(фазы, этапы). В определении количества стадий(фаз) и их содержания имеются некоторые отличия, но тем не менее суть содержания жизненного цикла разработки АИС в раз­личных подходах одинакова.

Практически проектирование информационной системы - это процесс определения ее архитектуры. Осуществление проектирования автоматизированной информационной системы предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта.

Технология проектирования ЛИС - это совокупность методов и средств проектирования и организации проектирования (управления процессом создания и модернизации проекта АИС). В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действий.

Технологический процесс проектирования АИС делится на 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 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. Предметом любой выбираемой технологии проектирования должно служить отражение взаимосвязанных процессов проектирования на всех стадиях жизненного цикла АИС.

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

• 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.

Основа технологии проектирования АИС - это методология проектирования, которая предполагает наличие некоторой концепции и принципов проектирования. Она реализуется набором методов и средств.

Организация проектирования осуществляет определение методов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта АИС и поддерживается набором специальных средств.

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

Так, по степени автоматизации методы проектирования разделяются на методы: 1) ручного проектирования, при котором проектирование компонентов АИС осуществляется без использования специальных инструментальных программных средств, а программирование - на алгоритмических языках; 2) компьютерного проектирования, которое производит генерацию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных программных средств.

По степени использования типовых проектных решений:

• оригинальное (индивидуальное) проектирование, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к АИС. Этот вид проектирования предполагает максимальный учет особенностей автоматизированного объекта;
• типовое проектирование, предполагающее конфигурацию АИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей). Этот вид проектирования выполняется на основе готовых решений и является обобщением опыта, полученного при создании родственных проектов.

По степени адаптивности проектных решений:

• реконструкция путем переработки соответствующих компонентов (перепрограммирования программных модулей);
• параметризация, когда проектные решения настраиваются в соответствии с заданными и изменяемыми параметрами;
• реструктуризация модели, при которой изменяется модель предметной области, что приводит к автоматическому переформированию проектных решений.

Сочетание различных признаков классификации методов проектирования обусловливает характер используемой технологии проектирования АИС, среди которых выделяются два основных класса: каноническая и индустриальная технологии (табл. 2.4). Индустриальная технология проектирования, в свою очередь, разбивается на два подкласса: автоматизированное (использование САБЕ-технологий) и типовое (параметрически-ори-ентированное или модельно-ориентированное) проектирование. Применение индустриальных технологий проектирования не исключает использования в отдельных случаях канонической технологии.

Таблица 2.4. Характеристики классов технологий проектирования

Технология	Степень автоматизации	Степень типизации	Степень адаптивности
проектирования	проектирования	проектирования	проектирования
Каноническое		Оригинальное	Реконструкция
Индустриальное авто-	Компьютерное		Реструктуризация
матизированное
(САБЕ-технологии)
Индустриальное типо-		Типовое сборочное	Параметризация и ре-
			структуризация

2.5.1. Каноническое проектирование ИС

Каноническое проектирование информационных систем ориентировано на использование главным образом каскадной модели жизненного цикла информационной системы. Стадии и этапы работы такого проектирования описаны в стандарте ГОСТ 34.601-90.

В зависимости от сложности объекта автоматизации и набора задач, требующих решения при создании конкретной ИС, стадии и этапы работ могут иметь различную трудоемкость; допускается объединять последовательные этапы и исключать некоторые из них на любой стадии проекта, а также начинать выполнение работ следующей стадии до окончания предыдущей.

Стадии и этапы создания ИС, выполняемые организациями - участниками, прописываются в договорах и технических заданиях на выполнение работ:

Стадия 1. Формирование требований к ИС:

• обследование объекта и обоснование необходимости создания;
• формирование требований пользователей к ИС;
• оформление отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.

Стадия 2. Разработка концепции ИС:

• изучение объекта автоматизации;
• проведение необходимых научно-исследовательских работ;
• разработка вариантов концепции ИС, удовлетворяющих требованиям пользователей;
• оформление отчета и утверждение концепции.

Стадия 3. Техническое задание:

Разработка и утверждение технического задания на создание ИС.

Стадия 4. Эскизный проект:

• разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям;
• разработка эскизной документации на ИС и ее части.

Стадия 5. Технический проект на И С:

• разработка проектных решений по системе и ее частям;
• разработка документации на ИС и ее части;
• разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий;
• разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта.

Стадия 6. Рабочая документация на И С:

• разработка рабочей документации на ИС и се части;
• разработка и адаптация программ.

Стадия 7. Ввод в действие И С:

• подготовка объекта автоматизации;
• подготовка персонала;
• комплектация ИС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями);
• строительно-монтажные работы;
• пусконаладочные работы;
• проведение предварительных испытаний;
• проведение опытной эксплуатации;
• проведение приемочных испытаний.

Стадия 8. Сопровождение ИС:

• выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами;
• послегарантийное обслуживание.

Обследование - это изучение и анализ организационной структуры предприятия, его деятельности и существующей системы обработки информации. Материалы, полученные в результате обследования, используются для следующих целей:

• обоснования разработки и поэтапного внедрения систем;
• составления технического задания на разработку систем;
• разработки технического и рабочего проектов систем.

На этапе обследования целесообразно выделить две составляющие: определение стратегии внедрения ИС и детальный анализ деятельности организации.

Важнейшая задача первого этапа обследования - оценка реального объема проекта, его целей и задач на основе выявленных функций и информационных элементов автоматизируемого объекта высокого уровня. Эти задачи могут быть реализованы или заказчиком ИС самостоятельно, или с привлечением консалтинговых организаций. Этап предполагает тесное взаимодействие с основными потенциальными пользователями системы и бизнес-экспертами. Главная задача взаимодействия - получить полное и однозначное понимание требований заказчика. Как правило, нужная информация может быть получена в результате интервью, бесед или семинаров с руководством, экспертами и пользователями. По завершении стадии обследования появляется возможность определить вероятные технические подходы к созданию системы и оценить затраты на ее реализацию (на аппаратное обеспечение, на закупаемое программное обеспечение и на разработку нового программного обеспечения).

Результатом этапа определения стратегии является документ (технико-экономическое обоснование проекта), где четко сформулировано, что получит заказчик, если согласится финансировать проект, когда он получит готовый продукт (график выполнения работ) и сколько это будет стоить (для крупных проектов должен быть составлен график финансирования на разных этапах работ).

В документе желательно отразить не только затраты, но и выгоду проекта, например время окупаемости и ожидаемый экономический эффект (если его удается оценить).

• ограничения, риски, критические факторы, которые могут повлиять на успешность проекта;
• совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему: архитектура системы, аппаратные и программные ресурсы, условия функционирования, обслуживающий персонал и пользователи системы;
• сроки завершения отдельных этапов, форма приемки/сдачи работ, привлекаемые ресурсы, меры по защите информации;
• описание выполняемых системой функций;
• возможности развития и модернизации системы;
• интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;
• требования к ПО и СУБД.

На этапе детального анализа деятельности организации изучаются задачи, обеспечивающие реализацию функций управления, организационная структура, штаты и содержание работ по управлению предприятием, а также характер подчиненности вышестоящим органам управления. На этом этапе должны быть определены инструктивно-методические и директивные материалы, на основе которых определяются состав подсистем и перечень задач, а также возможности применения новых методов решения задач.

Аналитики собирают и фиксируют информацию, находящуюся в двух связанных формах: 1) функции - информация о событиях и процессах, которые происходят в автоматизируемой организации; 2) сущности - информация о классах объектов, имеющих значение для организации и о которых собираются данные.

При изучении каждой функциональной задачи управления определяются:

• наименование, сроки и периодичность решения задачи;
• степень формализуемости задачи;
• источники информации, необходимые для решения задачи;
• показатели и их количественные характеристики;
• порядок корректировки информации;
• действующие алгоритмы расчета показателей и возможные методы контроля;
• действующие средства сбора, передачи и обработки информации;
• действующие средства связи;
• принятая точность решения задачи;
• трудоемкость решения задачи;
• действующие формы представления исходных данных и результатов их обработки в виде документов;
• потребители результатной информации по задаче.

Одной из наиболее трудоемких, хотя и хорошо формализуемых задач этого этапа является описание документооборота организации. При обследовании документооборота составляется схема маршрута движения документов, которая должна отразить:

• количество документов;
• место формирования показателей документов;
• взаимосвязь документов при их формировании;
• маршрут и длительность движения документа;
• место использования и хранения данного документа;
• внутренние и внешние информационные связи;
• объем документа в знаках.

По результатам обследования устанавливается перечень задач управления, решение которых должно быть автоматизировано, и очередность их разработки.

На этапе обследования следует классифицировать планируемые функции системы по степени важности. Один из возможных форматов представления такой классификации - MuSCoW. Эта аббревиатура расшифровывается так: Must have - необходимые функции; Should have - желательные функции; Could have - возможные функции; Won’t have - отсутствующие функции.

Функции первой категории обеспечивают критичные для успешной работы системы возможности. Реализация функций второй и третьей категорий ограничивается временными и финансовыми рамками: разрабатывается то, что необходимо, а также максимально возможное в порядке приоритета число функций второй и третьей категорий. Последняя категория функций особенно важна, поскольку нужно четко представлять границы проекта и набор функций, которые будут отсутствовать в системе.

Модели деятельности организации создаются в двух видах: I) модель «как есть» («as-is») - отражает существующие в организации бизнес-процессы; 2) модель «как должно быть» («to-be») - отражает необходимые изменения бизнес-процессов с учетом внедрения ИС.

Уже на этапе анализа нужно привлекать к работе группы тестирования для решения следующих задач:

• получения сравнительных характеристик предполагаемых к использованию аппаратных платформ, операционных систем, СУБД и т. п.;
• разработки плана работ по обеспечению надежности информационной системы и ее тестирования.

Привлечение тестировщиков на ранних этапах разработки является целесообразным для любых проектов. Чем позже обнаружены ошибки в проектных решениях, тем дороже обходится их исправление. Худший вариант - обнаружение их на этапе внедрения. Таким образом, нужно выделить время на тестирование системы и на исправление обнаруженных ошибок не только на этапе разработки, но и на этапе проектирования.

Облегчить тестирование и увеличить его эффективность призваны специальные системы отслеживания ошибок. Их использование позволяет иметь единое хранилище ошибок, отслеживать их повторное появление, контролировать скорость и эффективность исправления ошибок, видеть наиболее нестабильные компоненты системы, а также поддерживать связь между группой разработчиков и группой тестирования.

Результаты обследования представляют объективную основу для формирования технического задания на информационную систему.

Техническое задание - это документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления.

При разработке технического задания необходимо решить следующие задачи:

• определить общую цель создания ИС;
• установить общие требования к проектируемой системе;
• разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационному, математическому, программному, техническому и технологическому обеспечению;
• определить состав подсистем и функциональных задач;
• разработать и обосновать требования, предъявляемые к подсистемам;
• определить этапы создания системы и сроки их выполнения;
• провести предварительный расчет затрат на создание системы и определить уровень экономической эффективности ее внедрения;
• определить состав исполнителей.

Типовые требования к составу и содержанию технического задания ГОСТ 34.602-89 приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5. Состав и содержание технического задания ГОСТ 34.602-89

Общие сведения	Полное наименование системы и ее условное обозначение. Шифр темы или шифр (номер) договора. Наименование предприятий разработчика и заказчика системы, их реквизиты. Перечень документов, на основании которых создается ИС. Плановые сроки начала и окончания работ. Сведения об источниках и порядке финансирования работ. Порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы, ее частей и отдельных средств
Назначение и цели создания (развития) системы	Вид автоматизируемой деятельности. Перечень объектов, на которых предполагается использование системы. Наименования и требуемые значения технических, технологических, производственно-экономических и других показателей объекта, которые должны быть достигнуты при внедрении ИС
Характеристика объектов автоматизации	Краткие сведения об объекте автоматизации. Сведения об условиях эксплуатации и характеристиках окружающей среды
Требования к системе	Требования к системе в целом: Требования к структуре и функционированию системы (перечень подсистем, уровни иерархии, степень централизации, способы информационного обмена, режимы функционирования, взаимодействие со смежными системами, перспективы развития системы):

Продолжение табл. 2.5

	требования к персоналу (численность пользователей, квалификация, режим работы, порядок подготовки); показатели назначения (степень приспособляемости системы к изменениям процессов управления и значений параметров); требования к надежности, безопасности, эргономике, транспортабельности, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, защите и сохранности информации, защите от внешних воздействий, к патентной чистоте, по стандартизации и унификации Требования к функциям (по подсистемам): перечень подлежащих автоматизации задач; временной регламент реализации каждой функции; требования к качеству реализации каждой функции, к форме представления выходной информации, к характеристикам точности, достоверности выдачи результатов; перечень и критерии отказов Требования к видам обеспечения: математическому (состав и область применения математических моделей и методов, типовых и разрабатываемых алгоритмов); информационному (состав, структура и организация данных, обмен данными между компонентами системы, информационная совместимость со смежными системами, используемые классификаторы, СУБД, контроль данных и ведение информационных массивов, процедуры придания юридической силы выходным документам); лингвистическому (языки программирования, языки взаимодействия пользователей с системой, системы кодирования, языки ввода-вывода); программному (независимость программных средств от платформы, качество программных средств и способы его контроля, использование фондов алгоритмов и программ); техническому; метрологическому; организационному (структура и функции эксплуатирующих подразделений, защита от ошибочных действий персонала); методическому (состав нормативно-технической документации)
	Перечень стадий и этапов работ. Сроки исполнения. Состав организаций - исполнителей работ. Вид и порядок экспертизы технической документации. Программа обеспечения надежности. Программа метрологического обеспечения

Окончание табл. 2.5

Порядок контроля и приемки системы	Виды, состав, объем и методы испытаний системы. Общие требования к приемке работ по стадиям. Статус приемной комиссии
Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие	Преобразование входной информации к машиночитаемому виду. Изменения в объекте автоматизации. Сроки и порядок комплектования и обучения персонала
Требования к документированию	Перечень подлежащих разработке документов. Перечень документов на машинных носителях
Источники разработки	Документы и информационные материалы, на основании которых разрабатывается ТЗ и система

Эскизный проект. Предусматривает разработку предварительных проектных решений по системе и ее частям. Выполнение стадии эскизного проектирования не является строго обязательным. Если основные проектные решения определены ранее или достаточно очевидны для конкретной ИС и объекта автоматизации, то эта стадия может быть исключена из общей последовательности работ.

• функции ИС;
• функции подсистем, их цели и ожидаемый эффект от внедрения;
• состав отдельных задач и их комплексов;
• концепция информационной базы и ее укрупненная структура;
• функции системы управления базой данных;
• состав вычислительной системы и других технических средств;
• функции и параметры основных программных средств.

По результатам проделанной работы оформляется, согласовывается и утверждается документация в объеме, необходимом для описания полной совокупности принятых проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию системы.

В соответствии с ГОСТ 19.102-77 стадия эскизного проектирования содержит два этапа: 1) разработка эскизного проекта; 2) утверждение эскизного проекта.

Разработка состоит из следующих фаз:

• предварительная разработка структуры входных и выходных даных;
• уточнение методов решения задачи;
• разработка общего описания алгоритма решения задачи;
• разработка технико-экономического обоснования;
• разработка пояснительной записки.

При этом допускается объединение и исключение некоторых работ.

Ниже приведен комплект документов, который должен быть подготовлен по окончании эскизного проектирования.

Обязательные документы:

• 1. Уточненное техническое задание на проектирование и разработку АН С.
• 2. Спецификация квалификационных требований на АИС.
• 3. Комплект спецификаций требований на функциональные программные компоненты и описания данных.
• 4. Спецификация требований на внутренние интерфейсы компонент и интерфейсы с внешней средой.
• 5. Описание системы управления базой данных, структуры и распределения программных и информационных объектов в базе данных.
• 6. Проект руководства по защите информации и обеспечению надежности функционирования АИС.
• 7. Предварительный вариант руководства администратора АИС.
• 8. Предварительный вариант руководства пользователя АИС.
• 9. Уточненный план реализации проекта.
• 10. Уточненный план управления обеспечением качества АИС.
• 11. Пояснительная записка предварительного проекта АИС.
• 12. Уточненный контракт (договор) с заказчиком на детальное проектирование АИС.

Документы, оформляемые по согласованию с заказчиком:

• 1. Предварительное описание функционирования АИС.
• 2. Схема потоков данных между функциональными компонентами АИС.
• 3. Уточненная схема архитектуры АИС, взаимодействия программных и информационных компонент, организации вычислительного процесса и распределения ресурсов.
• 4. Описание показателей качества компонент и требований к ним по этапам разработки АИС.
• 5. Отчет о технико-экономических показателях, графике реализации проекта, распределении ресурсов и бюджета.
• 6. Таблица распределения специалистов по компонентам и по этапам работ.
• 7. Аттестаты разработчиков на право использования технологии и средств автоматизации разработки АИС.
• 8. Описание требований к составу и формам результирующих документов по этапам работ.
• 9. План отладки программных компонент, обеспечения методами и средствами автоматизации тестирования.
• 10. Предварительное руководство для детального проектирования, программирования и отладки компонент АИС.
• 11. Предварительный план продажи и внедрения.
• 12. Описание предварительной структуры базы данных.

На основе технического задания и эскизного проекта разрабатывается технический проект ИС.

Технический проект системы - это техническая документация, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, а также оценку экономической эффективности АИС и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

На этом этапе осуществляется комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ для выбора основных проектных решений и расчет экономической эффективности системы.

На стадии «рабочая документация» осуществляются создание программного продукта и разработка сопровождающей документации. Документация должна содержать все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и ее эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) системы.

Таблица 2.6. Состав и содержание технического проекта

Пояснительная	Основания для разработки системы. Перечень организаций-разработчиков. Краткая характеристика объекта с указанием основных технико-экономических показателей его функционирования и связей с другими объектами. Краткие сведения об основных проектных решениях по функциональной и обеспечивающим частям системы
Функциональная и организационная структура системы	Обоснование выделяемых подсистем, их перечень и назначение. Перечень задач, решаемых в каждой подсистеме, с краткой характеристикой их содержания. Схема информационных связей между подсистемами и между задачами в рамках каждой подсистемы
Постановка задач и алгоритмы решения	Организационно-экономическая сущность задачи (наименование, цель решения, краткое содержание, метод, периодичность и время решения задачи, способы сбора и передачи данных, связь задачи с другими задачами, характер использования результатов решения, в которых они применяются). Экономико-математическая модель задачи (структурная и развернутая формы представления). Входная оперативная информация (характеристика показателей, диапазон изменения, формы представления). Нормативно-справочная информация (НСИ) (содержание и формы представления). Информация, хранимая для связи с другими задачами. Информация, накапливаемая для последующих решений данной задачи. Информация по внесению изменений (система внесения изменений и перечень информации, подвергающейся изменениям). Алгоритм решения задачи (последовательность этапов расчета, схема, расчетные формулы). Контрольный пример (набор заполненных данными форм входных документов, условные документы с накапливаемой и хранимой информацией, формы выходных документов, заполненные по результатам решения экономико-технической задачи и в соответствии с разработанным алгоритмом расчета)
Организация информационной базы	Источники поступления информации и способы ее передачи. Совокупность показателей, используемых в системе. Состав документов, сроки и периодичность их поступления. Основные проектные решения по организации фонда НСИ. Состав НСИ, включая перечень реквизитов, их определение, диапазон изменения и перечень документов НСИ.

Окончание табл. 2.6

	Перечень массивов НСИ, их объем, порядок и частота корректировки информации. Структура фонда НСИ с описанием связи между его элементами; требования к технологии создания и ведения фонда. Методы хранения, поиска, внесения изменений и контроля. Определение объемов и потоков информации НСИ. Контрольный пример по внесению изменений в НСИ. Предложения по унификации документации
Альбом форм документов
Система математического обеспечения	Обоснование структуры математического обеспечения. Обоснование выбора системы программирования. Перечень стандартных программ
Принцип построения комплекса технических средств	Описание и обоснование схемы технологического процесса обработки данных. Обоснование и выбор структуры комплекса технических средств и его функциональных групп. Обоснование требований к разработке нестандартного оборудования. Комплекс мероприятий по обеспечению надежности функционирования технических средств
Расчет экономической эффективности системы	Сводная смета затрат, связанных с эксплуатацией систем. Расчет годовой экономической эффективности, источниками которой являются оптимизация производственной структуры хозяйства (объединения), снижение себестоимости продукции за счет рационального использования производственных ресурсов и уменьшения потерь, улучшения принимаемых управленческих решений
Мероприятия по подготовке объекта к внедрению системы	Перечень организационных мероприятий по совершенствованию бизнес-процессов. Перечень работ по внедрению системы, которые необходимо выполнить на стадии рабочего проектирования, с указанием сроков и ответственных лиц
Ведомость документов

Разработанная документация должна быть соответствующим образом оформлена, согласована и утверждена.

Для АИС устанавливают следующие основные виды испытаний: предварительные испытания, опытная эксплуатация и приемочные испытания. При необходимости допускается дополнительное проведение других видов испытаний системы и ее частей.

В зависимости от взаимосвязей компонентов АИС и объекта автоматизации испытания могут быть автономные и комплексные. В автономных испытаниях участвуют компоненты системы. Данный вид испытаний проводят по мере готовности частей системы к сдаче в опытную эксплуатацию. Комплексные испытания проводят для групп взаимосвязанных компонентов (подсистем) или для системы в целом.

Для планирования проведения всех видов испытаний разрабатывается документ «Программа и методика испытаний». Разработчик документа устанавливается в договоре или техническим заданием. В качестве приложения в документ могут включаться тесты или контрольные примеры.

Отладка - это наиболее трудоемкий процесс в проектировании. Скрытые ошибки иногда проявляются после многолетней эксплуатации системы. Полностью избежать ошибок невозможно. Это обусловлено астрономическим числом вариантов работы системы, которые практически невозможно проверить на правильность в обозримые сроки.

Предварительные испытания. Проводят для определения работоспособности системы и решения вопроса о возможности ее приемки в опытную эксплуатацию. Предварительные испытания следует выполнять после проведения разработчиком отладки и тестирования поставляемых программных и технических средств системы и представления им соответствующих документов об их готовности к испытаниям, а также после ознакомления персонала информационной системы с эксплуатационной документацией.

Опытная эксплуатация. Ее проводят с целью определения фактических значений количественных и качественных характеристик системы и готовности персонала к работе в условиях ее функционирования, а также определения фактической эффективности и корректировки документации.

Приемочные испытания. Проводят для определения соответствия системы техническому заданию, оценки качества опытной эксплуатации и решения вопроса о возможности приемки системы в постоянную эксплуатацию .

2.5.2. Общая характеристика CASE-средств

Термин «Computer Aided System/Software Engineering» (CASE) первоначально относился только к автоматизации разработки программного обеспечения. Сейчас он охватывает процесс разработки сложных информационных систем в целом.

Изначально CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений использования структурной методологии проектирования (сложности понимания, высокой трудоемкости и стоимости применения, трудности внесения изменений в проектные спецификации и т. д.) за счет ее автоматизации и интеграции поддерживающих средств. CASE-технологии не существуют сами по себе, не являются самостоятельными. Они автоматизируют и оптимизируют использование соответствующей методологии, дают возможность повысить эффективность ее применения.

Таким образом, CASE-технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанную комплексом взаимосвязанных средств автоматизации, которые позволяют в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех стадиях разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей.

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 ИС. Наибольшая потребность в использовании CASE-сис-тем возникает на начальных этапах разработки - анализа и спецификации требований к ИС. Цена ошибок, допущенных на этих этапах, значительно превышает цену ошибок, допущенных на поздних этапах разработки.

Основные задачи CASE-средств - отделить начальные этапы (анализ и проектирование) от последующих и не обременять разработчиков деталями среды разработки и функционирования системы.

В большинстве современных CASE-систем применяются методологии структурного и/или объектно-ориентированного анализа и проектирования, основанные на использовании наглядных диаграмм, графов, таблиц и схем.

Применение САБЕ-средств изменяет все фазы жизненного цикла, но наибольшие изменения претерпевают фазы анализа и проектирования. Применение САБЕ-средств не только автоматизирует структурную методологию и дает возможность использовать современные методы системной и программной инженерии, но и предоставляет другие преимущества:

• улучшает качество разрабатываемого программного обеспечения за счет средств автоматической генерации и контроля;
• позволяет уменьшить время создания прототипа АИС, что дает возможность оценить качество и эффективность проекта на ранних этапах;
• ускоряет процессы проектирования и разработки;
• позволяет многократно использовать разработанные компоненты;
• поддерживает сопровождение АИС;
• освобождает от рутинной работы по документированию проекта, так как использует встроенный документатор;
• облегчает коллективную работу над проектом.

В основе большинства САБЕ-средств лежат четыре главных понятия: «методология», «метод», «нотация», «средство».

Методология определяет руководящие указания для оценки и выбора решений при проектировании и разработке АИС, этапы работы, их последовательность, правила распределения и назначения методов.

Методы - процедуры генерации компонентов и их описаний. Нотации предназначены для описания общей структуры системы, элементов данных, этапов обработки, могут включать графы, диаграммы, таблицы, блок-схемы, формальные и естественные языки. Средства - инструментарий для поддержки и усиления методов. Эти инструменты поддерживают работу пользователей при создании и редактировании проекта в интерактивном режиме, помогают организовать проект в виде иерархии уровней абстракции, выполняют проверки соответствия компонентов.

Существует много различных способов классификации САБЕ-средств. Рассмотрим некоторые из них.

• 1. Классификация по ориентации на технологические этапы и процессы жизненного цикла АИС:
  • средства анализа и проектирования. Используются для создания спецификаций системы и ее проектирования,

поддерживают широко известные методологии проектирования;

• средства проектирования баз данных. Обеспечивают логическое моделирование данных, генерацию структур БД;
• средства управления конфигурацией программного обеспечения. Поддерживают программирование, тестирование, автоматическую генерацию ПО из спецификаций;
• средства документирования;
• средства тестирования;
• средства управления проектом. Поддерживают планирование, контроль, взаимодействие;
• средства реверсного инжиниринга. Предназначены для переноса существующей системы в новую среду.
• 2. Классификация по поддерживаемым методологиям проектирования:
  • функционально-ориентированные (структурно-ориентиро-ванные);
  • объектно-ориентированные;
  • комплексно-ориентированные (набор методологий проектирования).
• 3. Классификация по поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм:
  • с фиксированной нотацией;
  • с отдельными нотациями;
  • с наиболее распространенными нотациями.
• 4. Классификация по степени интегрированности:
  • вспомогательные программы (Tools), самостоятельно решающие автономную задачу;
  • пакеты разработки (Toolkit), представляющие собой совокупность средств, обеспечивающих помощь для одного из классов программных задач;
  • наборы интегрированных средств, связанных общей базой проектных данных - репозиторием, автоматизирующие все работы или их часть на разных этапах создания АИС (Workbench).
• 5. Классификация по режиму коллективной разработки проекта:
  • без поддержки коллективной разработки;
  • ориентированные на разработку проекта в режиме реального времени;
  • ориентированные на режим объединения подпроектов.
• 6. Классификация по уровням действия:
  • верхние (Upper), или компьютерное планирование. Использование верхних CASE-средств позволяет построить модель, отражающую всю существующую специфику. Она направлена на понимание общего и частного механизмов функционирования, имеющихся возможностей, ресурсов, целей проекта в соответствии с назначением фирмы. Эти средства позволяют проводить анализ различных сценариев, накапливая информацию для принятия оптимальных решений;
  • средние (Middle). Считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры АИС. Основной результат использования среднего CASE-средства состоит в значительном облегчении проектирования систем. Такое средство превращает проектирование в итеративный процесс работы с требованиями к АИС. Кроме того, средние CASE-средства обеспечивают возможности быстрого документирования требований;
  • нижние (Lower). Поддерживают системы разработки программного обеспечения АИС, содержат системные словари и графические средства, исключающие необходимость разработки физических спецификаций - имеются системные спецификации, которые непосредственно переводятся в программные коды разрабатываемой системы (при этом автоматически генерируется до 80 % кодов). Главные преимущества: значительное уменьшение времени на разработку, облегчение модификаций, поддержка возможностей работы с прототипами.

Сегодня рынок программного обеспечения наполнен самыми разнообразными CASE-средствами практически любого из перечисленных типов.

2.5.3. Типовое проектирование ИС

Методы типового проектирования информационной системы достаточно подробно рассмотрены в литературе.

Типовое проектирование. Данный вид проектирования информационной системы предполагает создание системы из готовых типовых элементов. Основополагающим требованием для применения методов типового проектирования является возможность декомпозиции проектируемой ИС на множество составляющих компонентов (подсистем, комплексов задач, программных модулей и т. д.). Для реализации выделенных компонентов выбираются имеющиеся на рынке типовые проектные решения, которые настраиваются на особенности конкретного предприятия.

Типовое проектное решение (ТПР) - это тиражируемое (пригодное к многократному использованию) проектное решение. Типовые проектные решения классифицируются по уровню декомпозиции системы следующим образом:

• элементные. Типовое решение задачи или отдельного вида обеспечения задачи (информационного, программного, технического, технологического, математического, организационного);
• подсистемные. Решение является отдельной функционально полной подсистемой;
• объектные. Типовой проект, включающий полный набор функциональных и обеспечивающих подсистем ИС (для вида деятельности, отрасли и т. п.).

Типовое решение должно содержать не только функциональные элементы (программные или аппаратные), но и документацию с детальным описанием состава компонентов и процедуры настройки в соответствии с задачами проекта, в котором используется ТПР.

В табл. 2.7 приведены особенности различных классов типовых проектных решений.

Для реализации типового проектирования могут использоваться два подхода: параметрически-ориентированное и модельно-ориентированное проектирование.

Параметрически-ориентированное проектирование. Включает следующие этапы:

• определение критериев оценки пригодности пакетов прикладных программ (ППП) для решения поставленных задач;
• анализ и оценка доступных ППП по сформулированным критериям;
• выбор и закупка наиболее подходящих пакетов;
• настройка параметров (доработка) закупленных ППП.

Ниже приведены группы, на которые делятся критерии оценки ППП:

• назначение и возможности пакета;
• характеристики и свойства пакета;
• требования к аппаратным и программным средствам;

Таблица 2.7. Достоинства и недостатки ТПР

Класс ТПР, реализация ТПР	Достоинства	Недостатки
Элементные ТПР. Библиотеки методоориентированных программ	Обеспечивается применение модульного подхода к проектированию и документированию АИС	Большие затраты времени на сопряжение разнородных элементов вследствие информационной, программной и технической несовместимости. Большие затраты времени на доработку ТПР отдельных элементов
Подсистемные ТПР. Пакеты прикладных программ	Достигается высокая степень интеграции элементов АИС. Позволяют осуществлять модульное проектирование; параметрическую настройку программных компонентов на различные объекты управления. Обеспечивают сокращение затрат на проектирование и программирование взаимосвязанных компонентов; хорошее документирование отображаемых процессов обработки информации	Адаптивность ТПР недостаточна с позиции непрерывного инжиниринга деловых процессов. Возникают проблемы в комплектовании разных функциональных подсистем, особенно в случае использования решений нескольких производителей программного обеспечения
Объектные ТПР. Отраслевые проекты ИС	Комплексирование всех компонентов АИС за счет методологического единства и информационной, программной и технической совместимости. Открытость архитектуры позволяет устанавливать ТПР на разных программно-технических платформах. Масштабируемость допускает конфигурацию ИС для переменного числа рабочих мест. Конфигурируемость позволяет выбирать необходимое подмножество компонентов	Проблемы привязки типового проекта к конкретному объекту управления,что вызывает в некоторых случаях даже необходимость изменения организационно-экономической структуры объекта автоматизации

• обязательства поставщика по внедрению и сопровождению пакета;
• оценка качества пакета и опыт его использования;
• перспективы развития пакета.

Внутри каждой группы критериев выделяется некоторое подмножество частных показателей, детализирующих каждый из приведенных аспектов анализа выбираемых пакетов прикладных программ.

Числовые значения показателей для конкретных ППП устанавливаются экспертами по выбранной шкале оценок. На их основе формируются групповые оценки и комплексная оценка пакета (путем вычисления средневзвешенных значений). Нормированные взвешивающие коэффициенты также получаются экспертным путем.

Модельно-ориентированное проектирование. Заключается в адаптации состава и характеристик типовой И С в соответствии с моделью объекта автоматизации. Технология проектирования в этом случае должна обеспечивать единые средства для работы с моделями типовой ИС и автоматизируемого объекта (предприятия).

Специальная база метаданных - репозиторий - содержит модель объекта автоматизации, на основе которой осуществляется конфигурирование программного обеспечения. Модель объекта автоматизации строится с помощью специального программного инструментария (например, SAP Business Engineering Workbench (BEW), BAAN Enterprise Modeler).

Альтернативный способ - создание системы на базе типовой модели из репозитория, который поставляется вместе с программным продуктом и расширяется по мере накопления опыта проектирования информационных систем для различных отраслей и типов производства.

Репозиторий содержит базовую (ссылочную) модель ИС, типовые (референтные) модели определенных классов ИС, модели конкретных АИС предприятий.

• См.: Гагарина Л. Г., Киселев Д. В., Федотова Е. Л. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем: учеб, пособие / под ред. Л. Г. Гагариной. М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2007.