Отличие каскадной аис от спиральной. Модели и инструменты разработки автоматизированных информационных систем управления предприятием оганесян артак гамлетович

Отличие каскадной аис от спиральной. Модели и инструменты разработки автоматизированных информационных систем управления предприятием оганесян артак гамлетович

Модель жизненного цикла - структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении ЖЦ.

Наибольшее распространение получили две основные модели ЖЦ:

· каскадная модель (70-85 гг.);

· спиральная модель (86-90 гг.).

Каскадная модель

Каскадный способ - разбиение всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем (рис.2).

Положительные стороны применения каскадного подхода:

· 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.

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении информационных систем, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и другие подобные задачи.

Рис.2 Схема каскадного подхода

Однако реально в процессе создания ИС постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапам, уточнении или пересмотре ранее принятых решений. Реальный процесс создания информационной системы принимает следующий вид (рис.3):

Рис.3 Реальный процесс создания ИС на базе каскадной модели

Одно из использовавшихся в западной литературе названий такой схемы организации работ: "водопадная модель" (waterfall model).

Основным недостатком каскадного подхода является существенное запаздывание с получением результатов. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением. Другой недостаток - такое проектирование информационной системы ведет к примитивной автоматизации (по сути - "механизации") существующих производственных действий работников.

В спиральной модели жизненного цикла (рис.4) делается упор на начальные этапы ЖЦ: анализ и проектирование. Реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов.

Рис 4.

Каждый виток спирали соответствует созданию нового фрагмента или версии информационной системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Один виток спирали при этом представляет собой законченный проектный цикл по типу каскадной схемы. Такой подход назывался также "Продолжающимся проектированием". Позднее в проектный цикл дополнительно стали включать стадии разработки и опробования прототипа системы. Это называлось: "быстрое прототипирование", rapid prototyping approach или "fast-track".

Однако применение таких методов наряду с быстрым эффектом дает снижение управляемости проектом в целом и стыкуемости различных фрагментов информационной системы. Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.

Практически в любой области люди используют тот или иной вид моделœей (математических, физических или компьютерных), чтобы иметь более ясное представление о том, что происходит в реальных процессах.

Существует 2 способа описания моделœей:

1) статический, рассматривающий структуру модели, ᴛ.ᴇ. такие её аспекты, в которых можно пренебречь временем;

2) динамический, рассматривающий поток событий, ᴛ.ᴇ. изменение моделируемых явлений во времени, которым нельзя пренебречь с точки зрения решаемых задач.

Любую фирму и её деятельность можно рассматривать с точки зрения различных людей: оператора, исполнительного директора, заказчика, акционера, партнёра, продавца и т.д. Каждой категории людей необходимы различные модели деятельности фирмы.

Исполнительный директор должен иметь общую картину: процессы, продукцию, финансы, перспективы и т.д., ᴛ.ᴇ. интегрированную картину в целом. Для того, чтобы управляющий персонал мог принимать правильные решения в любых ситуациях, крайне важно иметь набор моделœей, описывающих разные стороны деятельности фирмы и их взаимоотношения. В моделях, используемых на верхнем уровне управления, самое главное - ϶ᴛᴏ краткость и понятность. В них должны быть подчёркнуты основные моменты, а детали бывают скрыты.

Одной из наиболее важных моделœей является в настоящее время модель бизнеса, с помощью которой определяются функции фирмы во внешнем мире.

Рисунок 1 – Модель иерархически организованной компании

Существующие модели жизненного цикла определяют порядок исполнения этапов в процессе создания системы, а также критерии перехода от этапа к этапу. Наибольшее распространение получили три следующие модели.

Среди известных моделœей жизненного цикла АИС можно выделить каскадные, итерационные и спиральные модели.

Каскадная модель (до 70 ᴦ.ᴦ.) предполагает переход на следующий этап после полного завершения работ предыдущего этапа. Эта модель используется при построении АИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать всœе требования. Это дает разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и другие.

Рисунок 2 – Схема каскадной модели

Преимущества каскадной модели:

1) на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающей критериям полноты и согласованности;

2) выполняемые в логичной последовательности этапы работы позволяют планировать сроки их завершения и соответствующие затраты.

Недостатки каскадной модели:

1) запоздание с получением результатов;

2) крайне важность возврата к предыдущим этапам.

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

Поэтапная итерационная модель. Эта модель создания АИС предполагает наличие циклов обратной связи между этапами. Преимущество такой модели состоит по сути в том, что межэтапные корректировки обеспечивают большую гибкость и меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью. При этом время жизни каждого из этапов может растянуться на весь период создания системы.

Рисунок 3 – Схема поэтапной итерационной модели

Недостатки: Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассогласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданной АИС, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу крайне важность перепроектирования всœей системы. Жизненный длительный цикл разработки АИС заканчивается этапом внедрения, за которым начинается жизненный цикл создания новой АИС.

Спиральной модель (80-90 ᴦ.ᴦ.) – опирается на начальные этапы жизненного цикла: анализ, предварительное и детальное проектирование.

Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта͵ определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Основная проблема - определœение момента перехода на следующий этап. Для ее решения крайне важно ввести временные ограничения на каждый из этапов ЖЦ. Переход осуществляется в соответствии с планом, который составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков. Недостатком этого подхода являются нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования. Οʜᴎ могут привести на последующих этапах к проблемам и даже к неуспеху всœего проекта. По этой причинœе анализ и проектирование должны выполняться особенно тщательной

Рисунок 4 – Схема спиральной модели

В основе спиральной модели жизненного цикла лежит применение прототипной технологии или RAD-технологии (Rapid Application Development – технологии быстрой разработки приложений). Согласно этой технологии АИС разрабатывается путём расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода. Естественно, что при этой технологии сокращается число итераций и возникает меньше ошибок и несоответствий, которые крайне важно исправлять на последующих итерациях. При этом проектирование АИС идёт более быстро, упрощается создание проектной документации. Для более точного соответствия проектной документации разработанной АИС всё большее значение придаётся ведению общесистемного репозитария и использованию САSЕ-технологий.

Жизненный цикл при использовании RAD-технологии предполагает активное участие конечных пользователœей будущей системы на всœех этапах разработки и включает 3 основные стадии информационного реинжиниринга:

1) анализ и планирование информационной стратегии : пользователи вместе со специалистами-разработчиками принимают участие в идентификации проблемной области;

2) проектирование : пользователи принимают участие в техническом проектировании под руководством специалистов-разработчиков;

3) внедрение : специалисты-разработчики обучают пользователœей работе в среде новой АИС.

Разработка и проектирование АИС начинается с создания концептуальной модели использования системы. Прежде всœего должна быть определœена целœесообразность создания системы, ее конкретные функции и подлежащие автоматизации задачи. Должна быть выполнена оценка не только целœей, но и возможностей создания системы. Далее проводится анализ требований к АИС, детальное проектирование, взаимосвязь этапов, программирование и тестирование, минимизация потерь при переходе от одного уровня представления информации к другому, интеграция в существующую систему, внедрение и поддержка.

Существует три класса методологий проектирования АИС:

Концептуальное моделирование предметной области;

Выявление требований и спецификация информационной системы через ее макетирование;

Системная архитектура программных средств, поддерживаемая инструментальными средствами CASE-технологии (CASE - Computer Aided Software Engineering - технология создания и сопровождения ПО различных систем).

Современные методологии проектирования систем должны обеспечивать описание объектов автоматизации, описание функциональных возможностей АИС, спецификацию проекта͵ гарантирующую достижение заданных характеристик системы, детальный план создания системы с оценкой сроков разработки, описание реализации конкретной системы.

Спецификация - точное, полное, ясно сформулированное описание требований для данной задачи.

ЖЦИС - это период создания и использования ИС, начиная с момента возникновения потребности в ИС и заканчивая моментом полного ее выхода из эксплуатации.

Стадии жизненного цикла информационной системы:

1. Предпроектное обследование:

· сбор материалов для проектирования, при этом выделяют формулирование требований, с изучения объекта автоматизации, даются предварительные выводы предпроектного варианта ИС;

· анализ материалов и разработка документации, обязательно дается технико экономическое обоснование с техническим заданием на проектирование ИС.

2. Проектирование:

2.1 предварительное проектирование;

· выбор проектных решений по аспектам разработки ИС;

· описание реальных компонент ИС;

· оформление и утверждение технического проекта (ТП).

2.2 детальное проектирование:

· выбор или разработка математических методов или алгоритмов программ;

· корректировка структур БД;

· создание документации на доставку и установку программных продуктов;

· выбор комплекса технических средств с документацией на ее установку.

2.3 разработка техно-рабочего проекта ИС (ТРП).

2.4 разработка методологии реализации функций управления с помощью ИС и описанием регламента действий аппарата управления.

3. Разработка ИС:

· получение и установка технических и программных средств;

· тестирование и доводка программного комплекса;

· разработка инструкций по эксплуатации программно-технических средств.

4. Ввод ИС в эксплуатацию:

· ввод технических средств;

· ввод программных средств;

· обучение и сертификация персонала;

· опытная эксплуатация;

· сдача и подписание актов приемки-сдачи работ.

5. Эксплуатация ИС:

· повседневная эксплуатация;

· общее сопровождение всего проекта.

Модели жизненного цикла информационной системы :

· каскадная модель - предлагает переход на следующие этапы после полного осуществления работ по предыдущему этапу. Модель демонстрирует классический подход в любых прикладных областях;

· итерационная модель - поэтапная модель с промежуточным контролем и циклами обратной связи. Преимущество данной модели - поэтапные корректировки, которые обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной. Однако время жизни каждого из этапов рассчитывается на весь период разработки;

· спиральная модель - данная модель делает упор на начальные этапы анализа и проектирования. Эта модель представляет собой итерационный процесс разработки, где каждая итерация (цикл), представляет собой законченный цикл разработки, приводящий к выпуску версии изделия (версии проекта ИС), который совершенствуется от итерации к итерации, чтобы стать значимой информационной системой. При этом каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания информационной системы. Т.о. углубляется и последовательно конкретизируется обоснованный вариант ИС, который и доводится впоследствии до реализации.



Основные способы построения ИС:

· разработка системы "под себя";

· использование прототипов - вместо полной системы создается прототип, отвечающий основным потребностям пользователей:

Определение основных запросов;

Создание рабочего прототипа;

Использование рабочего прототипа;

Пересмотр и улучшение прототипа;

Работа с окончательной версией прототипа;

· использование услуг сторонней организации для передачи функций управления ИС - организация использует специализированную фирму, которая выполняет управляющие функции по функционированию и развитию ИС компании.

Плюсы:

· гарантийное качество обслуживания;

· экономия денежных средств;

· человеческие ресурсы.

Минусы:

· не дешево;

· утечка информации;

· зависимость;

· потеря контроля за ИТ.

Систему управления экономическим объектом можно рассматривать как совокупность двух взаимосвязанных элементов (двух составных частей): субъекта управления (СУ) и объекта управления (ОУ).

Субъект управления представляет собой управленческий аппарат, объединяет в себе сотрудников, разрабатывающих планы, вырабатывающих требования к принимаемым решениям, а также контролирующих их выполнение.



Объект управления представляет собой непосредственно предприятие, которое осуществляет выполнение поставленных перед ним задач. В задачу объекта управления входит выполнение планов, выработанных управленческим аппаратом, т.е. реализация той деятельности, для которой создавалась система управления.

Субъект управления и объект управления связаны прямой и обратной связями. Прямая связь выражается потоком директивной информации, направляемой от управленческого аппарата к объекту управления, а обратная представляет собой поток отчетной информации о выполнении принятых решений, направляемый в обратном направлении (см. рис.12).

Директивная информация порождается управленческим аппаратом в соответствии с целями управления и информацией о сложившейся экономической ситуации, об окружающей среде. Отчетная информация формируется объектом управления и отражает внутреннюю экономическую ситуацию, а также степень влияния на неё внешней среды (задержки платежей, нарушения подачи энергии, погодные условия, общественно - политическая ситуация в регионе и т.д.). Таким образом, внешняя среда влияет не только на объект управления: она поставляет информацию и управленческому аппарату, решения которого зависят от внешних факторов (состояние рынка, наличие конкуренции, величина процентных ставок, уровень инфляции, налоговая и таможенная политика).

Взаимосвязь информационных потоков (П и О), средств обработки, передачи и хранения данных, а также сотрудников управленческого аппарата, выполняющих операции по переработке данных, и составляет информационную систему экономического объекта.

Потребность в управлении возникает при необходимости координации деятельности членов трудового коллектива, объединенных для достижения поставленных перед ними локальных и глобальных целей. Первоначально любая цель носит обобщенный характер и лишь в процессе уточнения она формализуется управленческим аппаратом в виде целевых функций.

В процессе управления экономическим объектом принимаются оперативные , тактические и стратегические решения. В соответствии с этим, обычно говорят, что управленческий аппарат состоит из трех уровней управления: оперативного , среднего ивысшего .

На высшем уровне управления экономическим объектом находятся менеджеры-руководители. Они определяют цели управления, внешнюю политику, материальные, финансовые и трудовые ресурсы, разрабатывает долгосрочные планы и стратегию их выполнения. В их компетенцию обычно входит проведение анализа рынка, уровня конкуренции, конъюнктуры и поиск альтернативных стратегий развития предприятия на случай выявления угрожающих тенденций в сфере его интересов.

На среднем уровне управления экономическим объектом находятся менеджеры-исполнители. На этом уровне основное внимание сосредоточено на составлении тактических планов, контроле за их выполнением, слежении за ресурсами и разработке управляющих директив для вывода предприятия на требуемый планами уровень.

На оперативном уровне управления экономическим объектом находятся менеджеры структурных подразделений (отделов, служб, цехов и т.д.). На данном уровне происходит реализация планов и составляются отчеты о ходе их выполнения. Основная задача оперативного управления заключается в согласовании всех элементов производственного процесса во времени и пространстве с необходимой степенью его детализации.

На каждом из уровней управления экономическим объектом выполняются работы, в комплексе обеспечивающие управление. Эти работы принято называть функциями. В зависимости от целей можно выделить функции различной степени общности. Типичными являются следующие функции: планирование , учет и контроль , анализ и регулирование .

Планирование - функция, посредством которой в идеальной форме реализуется цель управления. Планирование занимает значительное место в деятельности высшего руководства, меньшее - на среднем и минимальное - на оперативном уровне. Планирование на высшем уровне управления касается будущих проблем и ориентировано на длительный срок. На среднем уровне планирование осуществляется на более короткий срок, при этом план высшего уровня управления детализируется. Показатели на этом уровне более точные. Оперативное управление предполагает самую детальную проработку плана.

Учет и контроль - функции, направленные на получение информации о ходе работы предприятия проверки соответствия достигнутых результатов с плановыми. Учет принято подразделять на оперативный , бухгалтерский и статистический . Бухгалтерский учет в свою очередь может подразделяться на финансовый и управленческий . Учет в основном осуществляется на оперативном и среднем уровнях управления. На высшем уровне управления учет отсутствует, однако на его основе в полной мере выполняются анализ результатов производства и регулирование его ходом.

Анализ и регулирование - это сопоставление фактических показателей с нормативными (директивными, плановыми), определение отклонений, выходящих за пределы допустимых параметров, установление причин отклонений, выявление резервов, нахождение путей исправления создавшейся ситуации и принятие решения по выводу объекта управления на плановую траекторию. Действенным инструментом для выявления причин отклонений является факторный анализ, а для поиска путей выхода из создавшейся ситуации -э кспертные системы.

Взаимосвязь между уровнями управления и осуществляемыми ими функциями по объему выполняемых работ представлена в табл.7.

Н а рис. 12 представлена взаимосвязь основных этапов процесса управления экономическим объектом.

Каноническое проектирование АИС


Разработка и проектирование АИС начинается с создания концептуальной модели использования системы. Прежде всего должна быть определена целесообразность создания системы, ее конкретные функции и подлежащие автоматизации задачи. Должна быть выполнена оценка не только целей, но и возможностей создания системы. Далее проводится анализ требований к АИС, детальное проектирование, взаимосвязь этапов, программирование и тестирование, минимизация потерь при переходе от одного уровня представления информации к другому, интеграция в существующую систему, внедрение и поддержка.

Существует три класса методологий проектирования АИС :
· концептуальное моделирование предметной области;
· выявление требований и спецификация информационной системы через ее макетирование;
· системная архитектура программных средств, поддерживаемая инструментальными средствами CASE-технологии (CASE -- Computer Aided Software Engineering -- технология создания и сопровождения ПО различных систем).

Стадия создания автоматизированной системы — часть процесса создания АС, установленная нормативными документами и заканчивающаяся выпуском документации наАС, которая должна содержать модель системы на уровне данной стадии, изготовление несерийных компонентов или приемку АС в эксплуатацию.
Каждая стадия выделена по соображениям рационального планирования и организации работ и обязательно должна заканчиваться определенным результатом. Содержание документации на каждой стадии определяется составом и спецификой работ.
В ГОСТ 34.601-90 определено восемь стадий создания автоматизированных систем:

  1. Формирование требований к АС.
  2. Разработка концепции АС.
  3. Техническое задание.
  4. Эскизный проект.
  5. Технический проект.
  6. Рабочая документация.
  7. Ввод в действие.
  8. Сопровождение АС.
Можно выделить три периода создания системы: предпроектный, проектирование, ввод в эксплуатацию.
Стадии 1, 2, 3 относятся к первому периоду, стадии 4, 5, 6 — ко второму периоду, стадии 7, 8 — к третьему.
В предпроектный период разрабатывают технико-экономическое обоснование (ТЭО) и техническое задание (ТЗ) на проектирование системы. В этот период на стадии формирования требований к АС проводят три этапа работ:
  • обследование объекта предметной области и обоснование необходимости создания системы;
  • формирование требований пользователей к системе;
  • составление отчета о выполненной работе и заявки на разработку системы.
На стадии разработки концепции АС проводят четыре этапа работ:
  • изучение объекта;
  • проведение научно-исследовательских работ;
  • выбор варианта концепции системы из нескольких разработанных;
  • составление отчета о выполненной работе.
На 3-й стадии разрабатывают и утверждают техническое задание на создание АС.
Техническое задание (ТЗ) — это перечень основных эксплуатационных, технологических экономических и других требований, которым должен удовлетворять проектируемый объект на всех этапах его существования.После утверждения ТЗ начинается второй период создания АС — период проектирования системы.
Проектирование — процесс обоснованного выбора характеристик системы, формирования логико-математических и экономико-математических моделей, разработки документации.
На стадии создания эскизного проекта на 1-м этапе разрабатывают предварительные проектные решения по системе и ее частям, на 2-м — документацию наАС и ее части.
На 5-й стадии при создании технического проекта в четыре этапа проводят разработку:
  • проектных решений по системе и ее частям;
  • документации наАС и ее части;
  • документации на поставку изделий для комплектования АС и ТЗ на их разработку;
  • заданий н# проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации.
Третий период — ввод в эксплуатацию АС. Обеспечивают разработку нестандартного оборудования, комплектацию оборудования, материалов, покупных изделий, монтаж, наладку, внедрение.
На 7-й стадии система вводится в эксплуатацию в восемь этапов:
  • подготовка объекта автоматизации к вводу АС;
  • подготовка персонала;
  • комплектация АС программными, техническими, информационными средствами и изделиями;
  • строительно-монтажные работы;
  • пусконаладочные работы;
  • предварительные испытания;
  • опытная эксплуатация;
  • приемочные испытания.
Содержание этапов создания АС на различных стадиях
С целью улучшения управления ходом проектирования каждая стадия детализируется, т. е. разбивается на этапы.
Этап создания автоматизированной системы — часть стадии создания АС, определяемая по характеру работ, его результату или специализации исполнителей.
Современные методологии проектирования систем должны обеспечивать описание объектов автоматизации, описание функциональных возможностей АИС, спецификацию проекта, гарантирующую достижение заданных характеристик системы, детальный план создания системы с оценкой сроков разработки, описание реализации конкретной системы.

Жизненный цикл АИС
В основе создания и использования АИС лежит понятие жизненного цикла (ЖЦ).
Жизненный цикл является моделью создания и использования АИС, которая отражает различные состояния системы с момента возникновения в данном комплексе средств до момента его полного выхода из употребления.

Для АИС условно выделяют следующие основные этапы их жизненного цикла:
1. анализ -- определение того, что должна делать система;
2. проектирование -- определение того, как система будет функционировать: прежде всего спецификация подсистем, функциональных компонентов и способов их взаимодействия в системе;
3. разработку -- создание функциональных компонентов и отдельных подсистем, соединение подсистем в единое целое;
4. тестирование -- проверку функционального и параметрического соответствия системы показателям, определенным на этапе анализа;
5. внедрение -- установку и ввод системы в действие;
6. сопровождение -- обеспечение штатного процесса эксплуатации системы на предприятии заказчика.

Этапы разработки, тестирования и внедрения АИС обозначаются единым термином -- реализация.
На каждом этапе жизненного цикла порождается определенный набор технических решений и отражающих их документов, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, принятые на предыдущем этапе.
Существующие модели жизненного цикла определяют порядок исполнения этапов в процессе создания системы, а также критерии перехода от этапа к этапу. Наибольшее распространение получили следующие модели.

Каскадная модель предполагает переход на следующий этап после полного завершения работ предыдущего этапа. Эта модель используется при построении АИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. Это дает разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и другие. Однако, этот подход имеет ряд недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания системы никогда полностью не укладывается в жесткую схему. Например, в процессе создания программного обеспечения возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений.

Спиральная модель опирается на начальные этапы жизненного цикла: анализ, предварительное и детальное проектирование.
Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Основная проблема - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов ЖЦ. Переход осуществляется в соответствии с планом, который составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков. Недостатком этого подхода являются нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования. Они могут привести на последующих этапах к проблемам и даже к неуспеху всего проекта. По этой причине анализ и проектирование должны выполняться особенно тщательной

I. Блоки построения АИС. Методы и средства проектирования Проектирование - процесс создания проекта-прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, его состояния. Современная технология создания АИС - совокупность эффективных средств и методов проектирования, позволяющих упростить данный процесс, уменьшить стоимостные затраты, сократить календарные сроки проектирования системы и, в конечном итоге, за счет возможности более широкого выбора проверенных прогрессивных проектных решений, повысить качество разработки. Основные средства проектирования : -стандартные средства операционных систем, обеспечивающих автоматическое прохождение на ЭВМ определенного класса задач; -процедуры, реализующие типовые процессы обработки данных, например контроль выходной информации и ее сортировку; -инструментальные средства, к которым относится совокупность взаимосвязанных специальных программных средств, предназначенных для инструментальной поддержки отдельных элементов процесса проектирования АИС. Это создание и актуализация словаря данных, документирование проекта, автоматизация контроля проектирования и др.; -типовые компоненты, представленные в виде типовых проектных решений (ТПР) и пакетов прикладных программ (ППП). ТПР - совокупность алгоритмических, программных, инструктивно-методических элементов, обеспечивающих машинную реализацию задач или комплекса с помощью соответствующих технических средств. ТПР - основа создания ППП, к которым относятся комплексы программ, обеспечивающих работу типовых конфигураций вычислительной техники, диалоговых систем при решении типовых функциональных задач; -системы автоматизированного проектирования (САПР), предполагающие использование ЭВМ на всех этапах создания АИС и занимающие высшую ступень в эволюции средств проектирования системы. В методах проектирования различают классы и подклассы: Классы: -оригинальное проектирование . Средства, используемые при этом методе: - стандартные средства операционных систем; - процедуры, реализующие типовые процессы обработки данных. -типовое проектирование . Подклассы: элементы, подсистемы, объектное, групповое. Средства: стандартные средства операционных систем; типовые компоненты (ТПР, ППП); некоторые инструментальные средства. -автоматизированное проектирование . Подклассы: модульное; др. Средства: стандартные средства операционных систем САПР; взаимосвязанный комплекс инструментальных средств. Средства проектирования подразделяются на: -комплексные - это ТПР, ППП, типовые проекты автоматизированных систем, САПР. -локальные - большое разнообразие, в их состав входят системы управления базами данных, телеобработки, инструментальные средства и др. Общие требования к средствам проектирования : -полный охват всего процесса создания АИС; -совместимость, требующая согласованных решений как в процессе создания системы и ее обеспечивающих подсистем, так и в процессе их функционирования; -универсальность в своем классе, допускающем возможность применения одних и тех же средств для различных объектов; -д.б. легко доступными, не требующими особых усилий в освоении и просты в реализации; -возможность организации процесса проектирования в режиме интерактивного взаимодействия разработчика системы, проектировщика и ЭВМ; -д.б. адаптированными и экономически эффективными. Методы оригинального проектирования являются традиционными и ориентированы на одно предприятие. Характерная черта - разработка оригинальных методик обследования объекта, его внедрения, создания необходимой проектной документации в виде индивидуального проекта. Достоинство - отражение в проекте АИС специфических особенностей объекта автоматизации. Недостатки: сравнительно высокая 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. При его реализации используются в настоящее время различные средства проектирования и лишь для отдельных частей проекта требуются оригинальные проектные решения. Так, общесистемные проектные решения по разработке информационного обеспечения включают методы сбора, контроля и передачи данных, создание нормативно- справочных массивов информации, по программному обеспечению, определяют версию операционной системы, типовые процедуры обработки информации и т.д. Это несколько сглаживает его недостатки. Этот метод особенно актуален при автоматизации сложных, неординарных объектов. Типовое проектирование - индустриальный метод создания АИС, использующий ТПР и ППП, характеризуется наличием апробированных, типовых организационно-экономических, технических, информационных, математических и программных средств автоматизации управления. Достоинства: уменьшает трудоемкость, снижает стоимость и сокращает сроки проектирования, повышая его качество путем более полного охвата задач функциональных подсистем, строгого соблюдения требований нормативных документов, применения передовых технических решений. Типовое проектирование призвано устранить дублирование проектов, создать основу для расширения обмена готовыми типовыми компонентами, облегчить разработку рекомендаций по изменению организационной структуры и методов управления с учетом отраслевых и внутрихозяйственных особенностей. Процесс типового проектирования заключается в выборе и привязке указанных средств в соответствии с треб-ми конкретной системы. Типовая часть АИС представляет собой комплекс информационного, программного и технического обеспечения. Типовой характер первого достигается путем строгого соблюдения единства структуры информационной базы, состава массивов, форм входных и выходных документов; второго- на использовании ППП, и последнего в результате применения ЭВМ одного или совместных типов. Основами элементного проектирования являются ТПР - результат выполнения нескольких взаимосвязанных технологических операций проектирования, при разработке проекта используется уже готовое решение с небольшими модификациями, а не разрабатывается новое. Комплекс типовых проектных решений подразделяется на три группы: “Техника”, “ Задача”, “ Персонал”. Первая группа служит для выбора и комплектации всех видов технических средств вычислительных центров или др. организационных форм их применения. Вторая - содержит документацию по организационно-экономической сущности каждой задачи, алгоритмы их решения, описание входной и выходной информации, соответствующие программные модули с их описаниями и инструкциями по применению. Третья - должностные инструкции всех категорий работников, определяющие их права и обязанности. 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. При использовании подсистемного метода проектирования предполагается более высокая степень интеграции типовых элементов системы, когда для каждой подсистемы создаются проекты решений и пакеты прикладных программ. Выделение подсистем- в зависимости от объекта хозяйственно-производственного процесса. Для каждой из подсистем разрабатывается свое автоматизированное проектное решение и ППП, которые могут быть общесистемного или функционального назначения. К первой группе относятся ППП управления данными, типовых процедур их обработки, методовматематической статистики и дискретного программирования, решения непрерывных задач, например дифференциальных уравнений. Во вторую группу входят 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. Достоинства: менее трудоемкий процесс, занимает меньше времени по сравнению с оригинальным проектированием, реализует прогрессивные методы обработки данных, упрощает документирование проекта, т.к. используется документация пакетов, повышается надежность проектируемых систем. Метод объектного проектирования базируется на применении типовых проектов автоматизированных систем управления. Применяется недостаточно широко, т.к. слишком много разнообразных объектов, а модификация типового проекта системы в соответствии с конкретными условиями объекта автоматизации требует больших трудовых и материальных затрат. Отдельной группой выделяется метод группового проектирования . Его сущность: предварительно подбирается группа объектов, однотипных по характеристикам их информационных систем, среди них выбирается базовый объект, для которого и разрабатывается проект, причем могут использоваться различные методы и способы проектирования, главное- это обеспечение его высокой адаптивности. Основная сфера применения этого метода- непромышленные объекты (например склады), т.к. они более устойчивы с позиции экономической информационной системы. Среди автоматизированных методов особое место занимают методы модульного 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 - отображение информационных компонентов объекта автоматизации и отношение между ними, заданные 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 модульного 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. Разработкой, внедрением, сопровождением и эксплуатацией корпоративных информационных систем (или сокращенно КИС) занимаются специалисты по информационным технологиям (ИТ). Информационные технологии являются очень широким понятием, поскольку они определяют методы и средства создания, сбора, регистрации, передачи, обработки, хранения и выдачи информации в информационных системах. В настоящее время наряду с названием Корпоративные информационные системы (КИС) употребляются, например, следующие названия: · Автоматизированные системы управления (АСУ); · Интегрированные системы управления (ИСУ); · Интегрированные информационные системы (ИИС); · Информационные системы управления предприятием (ИСУП). Основные стадии проектирования автоматизированных информационных систем · Перед началом проектирования АИС необходимо детально обосновать необходимость ее создания, подробно описать цели и задачи проекта, ожидаемую прибыль, временные затраты, доступные ресурсы, ограничения и т. д. Такие работы часто называют стратегическим планированием информационной системы, и для их осуществления назначается менеджер проекта. Необходимость разработки любой АИС может быть обусловлена следующими факторами: ростом значимости информационной среды предприятия; комплексностью системы управления предприятием; необходимостью анализа потенциальных возможностей и опасностей предприятия; необходимостью систематизации деятельности предприятия; необходимостью постоянного повышения эффективности использования основных фондов предприятия, улучшения соотношения цены и качества; повышением роли капиталовложений в сферу информатизации предприятия; необходимостью кадрового планирования для адекватного обеспечения развития предприятия; ростом сложности и комплектности существующих ИС, влекущим за собой усложнение функциональных требований к ИС и их развитию. Главная особенность стратегического планирования информационной системы состоит в том, что именно в этот период уточняются потребности организации в информации, что и определяет возможные варианты структуры информационной системы. В зависимости от интенсивности функционирования информационно-технологического комплекса выделяют следующие группы организаций: организации, развитие которых зависит от использования информационных технологий для ежедневной деятельности (банки, страховые компании и т. д.); организации, не зависящие от информационных технологий, но способные в будущем широко их использовать для достижения конкурентных преимуществ; организации, в деятельности которых информационные технологии не могут стать источником конкурентного преимущества; организации, использующие информационные технологии для поддержки деятельности, не являющейся основной. Для каждой из описанных групп разрабатываются информационные системы, автоматизирующие соответствующие участки деятельности организации . Разработка и внедрение любой АИС осуществляется в определенной последовательности в соответствии с техническим заданием. Содержание первой очереди управленческой системы определяется составом задач учета, анализа, планирования и оперативного управления, наиболее поддающихся автоматизации и имеющих существенное значение для принятия управленческих решений в организации. В процессе разработки последующих очередей системы происходит расширение и интеграция информационного, программного и математического обеспечения, модернизация технических средств. Жизненный цикл АИС позволяет выделить четыре основных периода: предпроектный, проектный, внедрение, эксплуатация и сопровождение . Технология проектирования автоматизированных информационных систем в настоящее время определяется действующим ГОСТ 34.601-90, согласно которому весь процесс разбит на стадии и этапы . 1. Стадия «Формирование требований к АИС»: определение объема обоснования, необходимого для создания АИС (сбор данных об объекте автоматизации и осуществляемых видах деятельности, оценка качества его функционирования, выявление проблем, решение которых возможно средствами автоматизации, оценка целесообразности создания АИС); формирование требований пользователя к АИС; оформление отчета о выполненных работах и подача заявки на разработку АИС. 2. Стадия «Разработка концепции АИС»: изучение объекта АИС; проведение необходимых исследовательских и проектных работ; разработка вариантной концепции АИС и выбор варианта, который удовлетворяет требованиям пользователя, оценка преимуществ и недостатков альтернативных вариантов; оформление отчета о выполненной работе. 3. Стадия «Техническое задание»: разработка и оформление технического задания на создание АИС (общие сведения, назначение и цели создаваемой системы, характеристика объекта автоматизации, требования к системе в целом, ее функциям и задачам, видам обеспечения, планам работ по созданию, вводу в действие и приемке). 4. Стадия «Эскизный проект»: разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям (функции АИС, ее подсистемы, состав задач, концепция и структура информационной базы, состав и основные характеристики технических средств); разработка документации на АИС и ее элементы. 5. Стадия «Технический проект»: разработка проекта решений по системе и ее элементам, по функциональной, алгоритмической и организационной структуре системы, структуре технических средств, организации и ведения базы данных, по системе классификации и кодирования информации, алгоритму решения задач, используемым языкам программирования и программному обеспечению; разработка документов АИС; разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АИС и технических требований на их разработку; разработка заданий на проектирование. 6. Стадия «Рабочее проектирование»: разработка рабочей документации на систему и ее части; разработка или адаптация программ. 7. Стадия «Ввод в действие»: подготовка АИС к внедрению; сдача задач и подсистем в опытную эксплуатацию; составление отчета о вводе в действие. 8. Стадия «Сопровождение АИС»: анализ функционирования системы; авторский надзор. Особенность разработки АИС заключается в концентрации сложности и трудоемкости на стадиях предпроектного обследования, так как ошибки, допущенные на этапах обследования, анализа и проектирования, порождают на этапах внедрения и эксплуатации часто неразрешимые проблемы достижения поставленных целей и эффективности использования АИС. Формирование требований к системе подразумевает определение ее функциональных возможностей, пользовательских требований, требований к надежности и безопасности, к внешним интерфейсам и т. д. Планирование работ включает предварительную экономическую оценку проекта, построение плана-графика выполнения работ, создание и обучение совместной рабочей группы. На этом этапе осуществляется системный анализ рассматриваемой системы, который включает в себя описание структуры элементов системы и проведение обследования деятельности автоматизируемого объекта; анализ распределения функций по подразделениям и сотрудникам, информационных потоков внутри подразделений и между ними, внешних по отношению к организации объектов и внешних информационных взаимодействий. Fuckyeah. Анализ завершается построением моделей деятельности организации, предусматривающих обработку материалов обследования и построения функциональных и информационных моделей двух видов: модели «as is» («как есть»), отражающей существующее положение дел в организации; модели «to be» («как должно быть»), отражающей представление о новых технологиях и бизнес-процессах организации. По результатам обследования определяется перечень задач, решение которых целесообразно автоматизировать, и очередность их разработки (рис. 8.2). Рис. Результаты обследования Техническое задание - это документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки АИС и определения уровня экономической эффективности ее внедрения. Содержание и оформление технического задания регламентируются требованиями ГОСТ 34.602-89. Стадия эскизного проектирования предполагает предварительный выбор методов проектирования и оценку ожидаемых результатов, однако зачастую эта стадия вводится в состав технического проектирования . Технический проект разрабатывается в целях определения основных проектных решений по созданию системы. На этом этапе осуществляется комплекс исследовательских работ для выбора наилучших вариантов решений, провіодятся эксперименталь ная оценка проектных решений и расчет экономической эффективности системы. Для каждой задачи, включенной в комплекс первоочередных задач, выполняется детальная постановка задачи и разработка алгоритма ее решения. Целью этой стадии является формирование новой структуры системы и логических взаимосвязей ее элементов, которые будут функционировать на выбранной технологической основе. Построение системной архитектуры предполагает выделение элементов и модулей информационного, технического, программного обеспечения и других обеспечивающих подсистем, определение связей по информации и управлению между выделенными элементами и разработку технологии обработки информации . Рабочее проектирование включает разработку спецификаций каждого компонента и материалов, обеспечивающих эффективную эксплуатацию АИС, которые содержат уточненные данные и детализированные общесистемные проектные решения, программы и инструкции по решению задач, а также уточненную оценку экономической эффективности АИС. Техническая часть рабочего проекта предусматривает определение технических средств, описание технологического процесса обработки данных, расчет и составление графика загрузки комплекса технических средств, описание режима функционирования АИС . Внедрение разработанного проекта предполагает выполнение следующих этапов : подготовка объекта управления к внедрению АИС, опытное внедрение, т. е. проверка работоспособности элементов и модулей проекта и устранение выявленных ошибок, и промышленное внедрение - этап сдачи в эксплуатацию и проверки на уровне функций, контроль соответствия требованиям, сформулированным на стадии системного анализа (рис. 8.3). На стадии эксплуатации и сопровождения собирается статистика о качестве работы каждого из компонентов системы, исправляются обнаруженные недостатки, в некоторых случаях принимается решение о необходимости расширения функциональности системы (рис. 8.4) . В целом процесс проектирования АИС условно включает в свой состав только основные стадии, а реальный набор этапов и технологических операций в значительной степени зависит от выбранного подхода проектирования. Рис. Основные работы, выполняемые на стадии внедрения АИС Рис. Работы, выполняемые на стадии эксплуатации и сопровождения