ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИС Проектирование — деятельность, предваряющая процесс создания

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИС Проектирование - деятельность, предваряющая процесс создания (изготовления) объекта или системы. Результатом этой деятельности является проект Проект — документ или система документов, содержащая как общую концепцию будущей системы, так и наиболее значимые частные моменты

Подходы к проектированию ИС На первых этапах - метод "снизу-вверх" Основной целью этих проектов было обслуживание текущих потребностей конкретной организации Недостаток: необходимость модификации ИС при изменении технологий работы и должностных инструкций На следующих этапах - метод "сверху - вниз" Основная цель метода - одна программа должна удовлетворять потребности многих пользователей Недостаток: сложность адаптации системы к специфике деятельности конкретной организации

Требования к методам проектирования: • обеспечить создание ИС, отвечающих целям и задачам организации, а также предъявляемым требованиям по автоматизации деловых процессов заказчика; • гарантировать создание системы с заданным качеством в заданные сроки и в рамках установленного бюджета проекта; • поддерживать удобство сопровождения, модификации и наращивания системы; • обеспечивать преемственность разработки, т. е. использование в разрабатываемой ИС существующей информационной инфраструктуры организации (задела в области информационных технологий).

Проектирование ИС охватывает три основные области: • проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных; • проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным; • учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т. п.

Цель проекта - решение задач, обеспечивающих на момент внедрения системы и в течение всего времени ее эксплуатации следующих требований: • функционирование и адаптивность системы при изменении условий эксплуатации; • пропускная способность системы; • время реакции системы на запрос; • безотказность работы системы; • необходимый уровень безопасности; • простота эксплуатации и поддержки работоспособности системы. Согласно современной методологии, процесс создания ИС представляет собой построение и последовательное преобразование ряда согласованных моделей на всех этапах жизненного цикла ИС

Этапы создания ИС: • Формирование требований к системе (системный анализ предметной области) • Проектирование • Реализация - деятельность по практическому созданию ИС на основе ранее разработанного проекта (рабочее проектирование, программирование) • Внедрение (ввод в действие) - деятельность по передаче реализованной ИС заказчику и начало ее опытной эксплуатации – Тестирование – Опытная эксплуатация - начальный период работы новой ИС у заказчика • Эксплуатация – период использования ИС у заказчика – Сопровождение – выполнение гарантийный обязательств и постгарантийных работ. – Модернизация

Системный анализ предметной области • моделирование бизнес-процессов, протекающих в организации (модель организации, описанная в терминах бизнес-процессов и бизнесфункций, позволяет сформулировать основные требования к ИС ) • преобразование множества моделей описания требований к ИС в систему моделей, описывающих концептуальный проект ИС, создание сценариев (поток функциональности) для каждой категории работников Сценарий - детальное описание действий пользователя в процессе решения конкретной задачи обработки данных Концептуальная модель данных — описание элементов данных и их связей в терминах объектов (ER-модели Entity Relation - сущность связь) Логическая модель данных — описание элементов данных и их связей в терминах таблиц данных. • формирование модели архитектуры ИС, требований к программному и информационному обеспечению

Системный анализ предметной области может быть: Снизу-вверх, или документно-ориентированный анализ, в результате которого строятся так называемые БД приложений Сверху-вниз, или объектно-ориентированный анализ, в результате которого строятся так называемые БД прикладной области Объектно-ориентированный системный анализ предметной области — выделение классов объектов и связей, существенных для автоматизируемой информационной технологии

Снизу-вверх применяется при проектировании ИС для решения четко поставленных задач, изменение которых маловероятно, в качестве исходных данных для анализа используются формы документов: входных и выходных, которые необходимо получить на принтере и на экране в процессе работы с базой данных. Достоинство : упрощенная схема, позволяющая экономить на этапе разработки Недостаток: сложность модернизации, требующая изменений в созданной БД Анализ сверху-вниз предполагает углубленное изучение предметной области, выделение всех объектов, участвующих в функционировании организации или ее части. Результат анализа - полная схема имеющихся информационных ресурсов, содержащая все данные и их связи, необходимые для решения как поставленной задачи, так и тех задач, которые могут быть поставлены в будущем. Достоинство: универсальность и полнота системы, позволяющие в будущем разрабатывать новые приложения, не меняя структуру БД и не теряя ранее внесенные в нее данные. Недостаток: сравнительно высокая трудоемкость системного анализа предметной области

Этап проектирования включает в себя: • преобразование полученной в процессе анализа информационной модели сначала в логическую, а затем в физическую модель данных; • проектирование процессов. Цель - отображение функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметка меню, вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы; • конечными продуктами этапа проектирования являются: – схема базы данных (на основании ER-модели, разработанной на этапе анализа); – набор спецификаций модулей системы (они строятся на базе моделей функций). – разработка архитектуры ИС • этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС

Жизненный цикл ИС есть совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния ИС от формирования исходных требований заказ-чика до окончания эксплуатации и утилизации комплекса средств автоматизации. Модель ЖЦ есть структура, определяющая последова-тельность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении ЖЦ Основные модели ЖЦ: • • • В каскадная модель поэтапная модель с промежуточным контролем спиральная модель ранних ИС каждое приложение представляло собой единое целое. Приложение есть программное обеспечение, реализующее все или некоторые из функций ИС

Каскадная модель ЖЦ Переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем этапе. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.

Преимущества каскадного метода: • на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности; • выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты. Недостатки каскадного метода: • процесс создания ПО никогда полностью не укладывался в такую жесткую схему • в процессе создания ПО постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений • увеличение сроков разработки

Поэтапная модель с промежуточным контролем Разработка ИС ведется итерациями с циклами обратной связи между этапами. Межэтапные корректировки позволяют учитывать существующие результаты разработки на различных этапах. Время жизни каждого этапа растягивается на весь период разработки ИС.

Спиральная модель Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии ПО, на котором уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации. Прототип есть работающая версия ПО, реализующая одну или несколько функций проектируемой ИС

Преимущества применения спирального метода: • переход на следующий этап, не дожидаясь завершения работ на текущем этапе; • возможность ранней корректировки целей проекта Недостатки применения спирального метода: • определение момента перехода на следующий этап; • проблемы внедрения – поэтапное итерационное внедрение ИС обладающей неполной функциональностью в ряде случаев невозможно (например, военные разработки, атомная энергетика и т. п. ).

Зависимость срока завершения проекта от количества специалистов, работающих над ним (зависимость Брукса)

Состав специалистов, принимающих участие в разработке ИС • • • Ответственный за выпуск ИС Руководитель проекта Программист Ответственный за тестирование Ответственный за документирование

Ответственный за выпуск ИС В функции ответственного за выпуск ИС (системного аналитика) входят следующие задачи: • Работа с заказчиками • Предпроектное обследование предметной области • Составление и согласование с заказчиком предварительного списка требований к ИС • Руководство группой при детальном выявлении требований • Определение категорий потенциальных пользователей ИС • Разработки вариантов концепции ИС и выбор наилучшего из них • Составление объектно-ориентированной модели предметной области • Составление ТЗ на создание ИС

Руководитель проекта В функции руководителя проекта (администратора) входят следующие задачи: • Административное управление проектом • Определение сроков выполнения промежуточных этапов • Информирование руководства о ходе реализации проекта • Обеспечение проекта необходимыми ресурсами

Прикладной программист В функции прикладного программиста входит: • Разработка структуры программного обеспечения ИС • Разработка алгоритмов функционирования отдельных компонентов ИС • Реализация ИС с помощью инструментальных программных средств или настройки ПО общего назначения • Отладка ПО ИС — выявление ошибок • Подготовка материалов для составления документации пользователя

Ответственный за тестирование В функции ответственного за тестирование входят следующие задачи: • • • Разработка плана тестирования и тестовых примеров Выявление ошибок, не найденных программистами Оценка качества ПО ИС Оценка качества документации ИС Проверка соответствия ИС заданию на проектирование и документации пользователя

Ответственный за документирование В функции технического писателя входит: • сбор исходных материалов • составление документации пользователя по создаваемой ИС (как печатного варианта, так и файлов оперативной подсказки ) В проектах с большим бюджетом в группу могут входить и другие специалисты (проектировщик БД, системный программист, преподаватель, консультант "горячей линии", сопровождающий программист)

Стандарты, регламентирующие ЖЦ ИС • ISO/IEC 12207 - стандарт на процессы и организацию жизненного цикла. • ГОСТ 34. 601 -90 - распространяется на автоматизированные системы и устанавливает стадии и этапы их создания. • Custom Development Method (методика Oracle) по разработке • • • прикладных информационных систем - технологический материал, детализированный до уровня заготовок проектных документов, рассчитанных на использование в проектах с применением Oracle. . Rational Unified Process (RUP) предлагает модель разработки, включающую четыре фазы: начало, исследование, построение и внедрение. Суть работы в рамках RUP - это создание и сопровождение моделей на базе UML Microsoft Solution Framework (MSF) сходна с RUP, но в большей степени ориентирована на разработку бизнес-приложений. Extreme Programming (XP) Экстремальное программирование. В основе методологии командная работа заказчика и исполнителя в течение всех этапов разработки ИС, а разработка ведется с использованием последовательно дорабатываемых прототипов.

Стандарт ISO/IEC 12207 на процессы ЖЦ 1. Основные: – приобретение; – поставка; – разработка; – эксплуатация; – сопровождение 2. Организационные: – создание инфраструктуры; – управление; – обучение; – усовершенствование 3. Вспомогательные: – документирование; – управление конфигурацией; – обеспечение качества; – разрешение проблем; – аудит; – аттестация; – совместная оценка; – верификация.

• Каноническое проектирование ИС • Типовое проектирование ИС используются два подхода: – параметрически-ориентированное – модельно-ориентированное проектирование

Каноническое проектирование ИС Ориентировано на использование каскадной модели жизненного цикла ИС. Стадии и этапы работы описаны в ГОСТ 34. 601 -90. 1. Формирование требований к ИС. Предпроектное обследование 2. Разработка концепции ИС. 3. Техническое задание. 4. Эскизный проект. 5. Технический проект. 6. Рабочая документация. 7. Ввод в действие. 8. Сопровождение ИС.

Предпроектное обследование На начальной стадии проектирования выделяют следующие этапы работ: • обследование объекта и обоснование необходимости создания ИС; • формирование требований пользователей к ИС; • оформление отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.

Разработка концепции ИС • изучение объекта автоматизации; • проведение необходимых научноисследовательских работ; • разработка вариантов концепции ИС, удовлетворяющих требованиям пользователей; • оформление отчета и утверждение концепции

Oбследование есть изучение и диагностический анализ организационной структуры организации, её деятельности и существующей системы обработки информации. Материалы, полученные в результате обследования, используются для: • 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 • детальный анализ деятельности организации Результатом первого этапа обследования является документ технико-экономическое обоснование проекта. На этапе детального анализа деятельности организации изучается: • организационная структура • штаты • функциональные обязанности сотрудников • содержание работ по управлению организацией

Содержание технико-экономического обоснования проекта • ограничения, риски, критические факторы, которые могут повлиять на успешность проекта; • условия эксплуатации будущей системы: архитектура системы, аппаратные и программные ресурсы, 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 системы; • информационные объекты системы; • интерфейсы и распределение функций между человеком и системой; • требования к программным и информационным компонентам ПО, требования к СУБД; • что не будет реализовано в рамках проекта

На этапе детального анализа деятельности организации должны быть выявлены: • методические и директивные материалы, на основании которых определяются состав подсистем и перечень задач; • возможности применения новых методов решения задач Аналитики собирают и фиксируют информацию в двух взаимосвязанных формах : • функции - информация о событиях и процессах, которые происходят в бизнесе; • сущности - информация о вещах, имеющих значение для организации и о которых что-либо известно

При изучении каждой функциональной задачи управления определяются: • • • наименование задачи, сроки и периодичность ее решения; 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 результатов обработки информации по задаче

Схема маршрута движения документов должна отражать: количество документов; место формирования показателей документа; 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 • • •

На этапе обследования следует классифицировать планируемые функции системы по степени важности. Один из форматов представления такой классификации – Mu. SCo. W (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. • Функции 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. • Функции третьей категории определяют границы проекта и набор функций, которые будут отсутствовать в системе.

Модели деятельности организации создаются в двух видах: • модель "как есть"("as-is")- отражает существующие в организации бизнеспроцессы; • модель "как должно быть"("to-be") отражает необходимые изменения бизнеспроцессов с учетом внедрения ИС

Результаты обследования представляют объективную основу для формирования технического задания на ИС Техническое задание - документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления

При разработке технического задания необходимо решить следующие задачи: • установить общую цель создания ИС, определить состав подсистем и функциональных задач; • разработать и обосновать требования, предъявляемые к подсистемам; • разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационной базе, математическому и программному обеспечению, комплексу технических средств (включая средства связи и передачи данных); • установить общие требования к проектируемой системе; • определить перечень задач создания системы и исполнителей; • определить этапы создания системы и сроки их выполнения; • провести предварительный расчет затрат на создание системы и определить уровень экономической эффективности ее внедрения

Эскизный проект есть разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям Стадия эскизного проектирования не является обязательной. 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

Содержание эскизного проекта задается в ТЗ на систему. На этапе эскизного проектирования определяются: • функции ИС; • функции подсистем, их цели и ожидаемый эффект от внедрения; • состав комплексов задач и отдельных задач; • 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. На основе технического задания (и эскизного проекта) разрабатывается технический проект ИС

Технический проект системы - техническая документация, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, а также оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению. Стадия технического проектирования включает: • разработку проектных решений по системе и ее частям; • разработку документации на ИС и ее части; • разработку и оформление документации на поставку комплектующих изделий; • разработку заданий на проектирование в смежных частях проекта.

На стадии "рабочая документация" осуществляется создание программного продукта и разработка всей сопровождающей документации • разработка и адаптация программ; • разработка рабочей документации на ИС и ее части. Документация должна содержать все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и ее эксплуатации.

Ввод в действие. • 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.

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

Типовое проектирование ИС предполагает создание системы из готовых типовых элементов. Основным 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 (ТПР), которые настраиваются на особенности конкретной организации

Выделяются следующие классы типового проектного решения (ТПР) • элементные ТПР - типовые решения по задаче или по отдельному виду обеспечения задачи (информационному, программному, техническому, математическому, организационному); • подсистемные ТПР - в качестве элементов типизации выступают отдельные подсистемы, разработанные с учетом функциональной полноты и минимизации внешних информационных связей; • объектные ТПР - типовые отраслевые проекты, которые включают полный набор функциональных и обеспечивающих подсистем ИС.

Для реализации типового проектирования используются два подхода: • параметрически-ориентированное • 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 подходящего пакета; • настройка параметров (доработка) закупленного ППП.

Критерии оценки ППП делятся на следующие группы: назначение и возможности пакета; отличительные признаки и свойства пакета; требования к техническим и программным средствам; документация пакета; факторы финансового порядка; особенности установки пакета; особенности эксплуатации пакета; помощь поставщика по внедрению и поддержанию пакета; • оценка качества пакета и опыт его использования; • перспективы развития пакета. • •

Модельно-ориентированное проектирование заключается в адаптации состава и характеристик типовой ИС в соответствии с моделью объекта автоматизации. Технология проектирования должна обеспечивать единые средства для работы как с моделью типовой ИС, так и с моделью конкретной организации. Типовая ИС в специальной базе метаинформации репозитории - содержит модель объекта автоматизации, на основе которой осуществляется конфигурирование программного обеспечения. Репозиторий содержит базовую (ссылочную) модель ИС, типовые (референтные) модели определенных классов ИС, модели конкретных ИС.

• Базовая модель ИС в репозитории содержит описание бизнес-функций, бизнес-процессов, бизнес-объектов, бизнес-правил, организационной структуры, которые поддерживаются программными модулями типовой ИС. • Типовые модели описывают конфигурации информационной системы для определенных отраслей или типов производства. • Модель конкретного предприятия строится либо путем выбора фрагментов основной или типовой модели в соответствии со специфическими особенностями предприятия