 |
Формализация технологии проектирования ИС
|
|
|
|
Сложность, высокие затраты и трудоемкость процесса проектирования ИС на протяжении всего жизненного цикла вызывают необходимость, с одной стороны, выбора адекватной экономическому объекту технологии проектирования, с другой - наличие эффективного инструмента управления процессом ее применения. С этой точки зрения возникает потребность в построении такой формализованной модели технологии проектирования, на основе которой можно было бы оценить необходимость и возможность применения определенной технологии проектирования с учетом сформулированных требований к ИС и выделенных на экономическом объекте ресурсов, а в последующем контролировать ход и результаты проектирования.
В наибольшей степени задаче формализации технологии проектирования ИС соответствует аппарат технологических сетей проектирования.
Технологическая сеть проектирования (ТСП) строится на основе отдельных технологических операции. Под ТСП понимается взаимосвязанная по входам и выходам последовательность технологических операций проектирования, выполнение которых приводит достижению требуемого результата - созданию проекта ИС.
Технологические сети проектирования могут строиться с различной степенью детализации. Наиболее детализированная ТСП, в которой каждая технологическая операция является ручной, называется канонической. Каноническая ТСП наиболее пригодна для проектировщиков-исполнителей, так как является руководством по проектированию ИС. Вместо с тем каноническая ТСП всего проекта редко используется в полном объеме, скорее различные категории проектировщиков-исполнителей пользуются относящимися к их компетенции фрагментами канонической сети.
|
|
|
Для укрупнения ТСП применяются технологические операции-агрегаты, которым соответствуют фрагменты канонической ТСП. Например, ТО «Проектирование схемы базы данных» декомпозируется на ряд взаимосвязанных ТО: «Нормализация таблиц», «Установление связей», «Отображение в схеме DDL СУБД» и т.д.
При использовании средства автоматизированного проектирования проектировщик-исполнитель может пользоваться технологическими операциями-агрегатами, объединяющими фрагменты канонической ТСП. Для таких ТО обязательно задается ссылка на используемое средство проектирования. Причем если средство проектирования является комплексным, то указываются конкретный компонент (функция, модуль, опция и т, д.) или компоненты этого средства.
Технологические сети проектирования могут иметь вариантный характер построения. Например, ТСП проектирования выходных форм отчетов зависит от средства проектирования, выбор которого в свою очередь, определяется их сложностью. Для правильного выбора средства проектирования вводится специальная технологическая операция, которая сопоставляет параметры требований (например, итоги отчетов, число таблиц формы, число файлов базы данных и др.) с аналогичными параметрами средства проектирования. В зависимости от выбранного средства проектирования далее определяется конкретная ветка ТСП. Например, если в совокупности средств проектирования есть только генератор отчетов, работающий с одним файлом, то в технологическую сеть потребуется ввести операцию проектирования выходного файла. Если ни одно из средств не подходит, то проектирование осуществляется в соответствии с канонической сетью проектирования.
Каноническое проектирование ИС
Каноническое проектирование ИС отражает особенности ручной технологии индивидуального (оригинального) проектирования, осуществляемого на уровне исполнителей без использования каких-либо инструментальных средств, позволяющих интегрировать выполнение элементарных операций. Как правило, каноническое проектирование применяется для небольших локальных ИС.
|
|
|
Организация канонического проектирования ИС ориентирована на использование главным образом каскадной модели жизненного никла ИС. Стадии и этапы работы 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 даже исключать некоторые из них на любой стадии проекта. Допускается 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:
1) исследование и обоснование создания системы;
2) разработка технического задания;
3) создание эскизного проекта;
4) техническое проектирование;
5) рабочее проектирование;
6) ввод в действие;
7) функционирование, сопровождение, модернизация.
В целях изучения взаимосвязанных приемов и методов канонического проектирования ИС перечисленные семь стадий можно сгруппировать в часто используемые на практике четыре стадии процесса разработки ИС (табл. 6.)
Таблица 6. Содержание и результаты основных стадий канонического проектирования АИС
Состав и содержание работ на предпроектной стадии создания ИС.
При исследовании существующего экономического объекта (системы) разработчики должны уточнить границы изучения, определить круг пользователей будущей ИС различных уровней и выделить классы и типы объектов, подлежащих последующей автоматизации.
Важнейшими объектами обследования могут валяться:
• структурно-организационные звенья предприятия (например, отделы управления, цехи, участки, рабочие места);
• функциональная структура, состав хозяйственных процессов и процедур;
• стадии (техническая подготовка, снабжение, производство, сбыт) и элементы хозяйственного процесса (средства труда, предметы труда, ресурсы, продукция, финансы).
|
|
|
При каноническом проектировании основной единицей обработки данных является задача. Поэтому функциональная структура проблемной области на стадии предпроектного обследования изучается в разрезе решаемых задач и комплексов задач. При этом задача в содержательном аспекте рассматривается как совокупность операций преобразования некоторого набора исходных данных для получения результатной информации, необходимой для выполнения функции управления или принятия управленческого решения. В большинстве случаев исходные данные и результаты их преобразований представляются в форме экономических документов. Поэтому к числу объектов обследования относятся компоненты потоков информации (документы, показатели, файлы, сообщения). Кроме того, объектами обследования служат:
• технологии, методы и технические средства преобразования информации;
• материальные потоки и процессы их обработки.
Основной целью выполнения первого этапа предпроектного обследования «Сбор материалов» является:
• выявление основных параметров предметной области (например, предприятия или его части);
• установление условий, в которых будет функционировать проект ИС;
• выявление стоимостных и временных ограничений на процесс
проектирования.
На этом этапе проектировщиками выполняется ряд технологических операций и решаются следующие задачи: предварительное изучение предметной области; выбор технологии проектирования; выбор метода проведения обследования; выбор метода сбора материалов обследования; разработка программы обследования; разработка плана-графика сбора материалов обследования; сбор и формализация материалов обследования.
В операции, связанной с комплексом технических средств, на выбор ЭВМ оказывает влияние большое число факторов, которые принято объединять в следующие группы:
1. Факторы, связанные с параметрами входных информационных потоков, поступающих на обработку ЭВМ: объем информации, тип носителя информации, характер представления информации.
|
|
|
2. Факторы, зависящие от характера задач, которые должны решаться на ЭВМ, и их алгоритмов: срочность решения, возможность разделения задачи на подзадачи, выполняемые на другой ЭВМ, количество файлов с условно-постоянной информацией.
3. Факторы, определяемые техническими характеристиками ЭВМ: производительность процессора, емкость оперативной памяти, поддерживаемая операционная система, возможность подключения различных устройств ввода-вывода.
4. Факторы, относящиеся к эксплуатационным характеристикам ЭВМ: требуемые условия эксплуатации.
5. Факторы, учитывающие стоимостные оценки затрат на приобретение, на содержание обслуживающего персонала, на проведение ремонтных работ.
Далее следует выполнить операции «Выбор типа операционных систем». Операционные системы осуществляют управление работой ЭВМ, ее ресурсами, запускают на выполнение различные прикладные программы, выполняют всевозможные вспомогательные действия по запросу пользователя.
К факторам, определяющим выбор конкретного класса ОС и его версии, относятся:
* необходимое множество поддерживаемых программных продуктов;
* требования к аппаратным средствам;
* возможность использования различных устройств ввода-вывода;
* требование поддержки сетевой технологии;
* наличие справочной службы для пользователя;
* наличие дружественного интерфейса и простота использования и др.
Следующей операцией является операция «Выбор способа организации информационной базы (ИБ) и программного средства ведения ИБ. Информационная база имеет несколько способов организации как совокупность локальных файлов и интегрированную организацию в виде баз данных.
Локальная (файловая) организация подразумевает под собой хранение данных в виде совокупности не зависимых между собой локальных файлов, создаваемых для документа, задачи или комплекса задач.
Интегрированная база данных представляет собой совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, используемых для одного или нескольких приложений. Данные, организованные в виде БД, могут быть организованы как централизованно (размещены на одной ЭВМ), так и в виде распределенных БД (размещенных на нескольких ЭВМ).
Программные средства веления ИБ выбираются, исходя из класса систем хранения данных: системы управления файлами либо системы управления базами данных (СУБД). К основным факторам, определяющим выбор типа СУБД, относятся следующие:
• масштаб применения СУБД. По этому признаку выделяют персональные - настольные СУБД (например, FохРго или Access) или промышленные - сетевые СУБД (например, Oracle);
|
|
|
• язык общения. Разделяют СУБД с открытыми языками, замкнутыми или смешанными;
• число уровней в архитектуре. Существуют одноуровневые: двухуровневые, трехуровневые СУБД;
• выполняемые СУБД функции: информационные - организация хранения информации и доступа к ней и операционные функции, связанные с обработкой информации;
• сфера возможного применении СУБД: универсальное использование и специализированное.
При выполнении следующей операции осуществляется «Выбор методов и средств проектирования программного обеспечения системы», который напрямую зависит от выбранной технологии проектирования. В совокупность методов проектирования, используемых при каноническом подходе, входят такие, как метод структурного проектирования, модульного проектирования и др. Основными факторами, оказывающими влияние на выбор методов, являются их совместимость, сокращение времени и стоимостных затрат на проектирование, получение качественного продукта, который был бы удобен для последующей эксплуатации и сопровождения.
Выполнение всех этих операций завершается составлением технико-экономического обоснования (ТЭО) и формированием технического задания (ТЗ). Целью разработки ТЭИ проекта ИС являются оценка основных параметров ограничивающих проект ИС, обоснование выбора и оценка основных проектных решений по отдельным компонентам проекта. При этом различают организационные параметры, характеризующие способы организации процессов преобразования информации в системе, информационные и экономические параметры, характеризующие затраты на создание и эксплуатацию системы, экономию её эксплуатации.
К информационным параметрам относятся такие, как достоверность, периодичность сбора, форма представления, периодичность обработки информации и т. д.
К экономическим параметрам ИС относятся: показатели годового экономического эффекта, коэффициента эффективности затрат и т.п.
Параметризация позволяет определить требования к разрабатываемой системе, оценить существующую ИС, пригодность типовых решений, выбрать проектные решения в соответствии с требованиями, предъявленными к ИС. К основным компонентам ТЭО относятся:
• характеристика исходных данных о предметной области;
• обоснование цели создания ИС;
• обоснование автоматизируемых подразделений, комплекса автоматизируемых задач, выбора комплекса технических средств, программного и информационного обеспечения;
• разработка перечня организационно-технических мероприятий по проектированию системы;
• расчет и обоснование эффективности выбранного проекта;
• выводы о техническом уровне проекта и возможности дальнейших разработок.
В предметной области, как правило, рассматривается модели исходной системы (объекта). Например, модели деятельности организации создаются в двух видах:
• модель «как есть» («as-is»)-отражает существующие в организации бизнес-процессы;
• модель «как должно быть» («to-be»)-отражает необходимые изменения бизнес-процессов с учетом внедрения ИС.
На основе ТЭО разрабатываются основные требования к будущему проекту ЭИС и составляется «Техническое задание» согласно ГОСТ 34.602 - 89 «Техническое задание на создание автоматизированной системы», в состав которого входят следующие основные разделы.
1. В разделе «Общие сведения о проекте» указывают: полное наименование системы, код системы, код договора, наименование предприятия-разработчика.
2. Раздел описания «Назначение, цели создания системы» состоит из двух подразделов:
в подразделе «Назначение системы» даются вид автоматизируемой деятельности и перечень объектов автоматизации, на которых предполагается ее использовать;
в подразделе «Цели создания системы» указываются наименования и требуемые значения технических и других показателей объекта автоматизации ИС.
Ограничившись этим перечнем, отметим что в состав ТЗ при наличии утвержденных методик включают приложения, содержащие расчеты экономической эффективности системы и оценку научно-технического уровня системы.
Т.О. в результате предпроектного обследования разрабатывается такие документы как ТЭО, ТЗ и эскизный проект (в случае необходимости).
В ТЭО четко сформулировано, что будет иметь заказчик, если согласится финансировать проект, когда он получит готовый продукт (или график выполнения работ) и сколько это будет стоить (для крупных проектов должен быть составлен график финансирования на различных этапах работ). В документе желательно отразить не только затраты, но и выгоды проекта, например, время окупаемости проекта, ожидаемый экономический эффект (если его удается оценить).
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:
• 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 предусматривает разработку предварительных проектных решений по системе и ее частям.
Выполнение стадии эскизного проектирования не является строго 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. Как правило, 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.
По результатам проделанной работы оформляется, согласовывается и утверждается документация в объеме, необходимом для описания полной совокупности проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию системы.
Состав и содержание работ на стадии техно-рабочего проектирования
Работы на стадии «Техно-рабочего проектирования» выполняются на основе утвержденного «Технического задания». Разрабатываются основные положения проектируемой системы, принципы ее функционирования и взаимодействия с другими системами; определяется структура системы; разрабатываются проектные решения по обеспечивающим частям системы.
На стадии «Техно-рабочего» проектирования» выполняются два этапа работ: техническое и рабочее проектирование. На первом из них - «Техническое проектирование» осуществляется логическая проработка функциональной и системной архитектуры ЭИС, в процессе которой строится несколько вариантов всех компонентов системы; проводится оценка вариантов по показателям: стоимости, трудоемкости, достоверности получаемых результатов, и составляется «Технический проект» системы.
Все работы первого этапа можно разбить на две группы. К первой группе относится разработка общесистемных проектных решений, в том числе:
• разработка общесистемных положений по ЭИС;
• изменение организационной структуры;
• определение функциональной структуры;
• разработка проектно-сметной документации и расчет экономической эффективности системы;
• разработка плана мероприятий по внедрению ИС.
Наиболее принципиальной в данном комплексе работ является разработка функциональной архитектуры ИС на базе принципов выделения функциональных подсистем (модулей, контуров): предметного, функционального, смешанного (предметно-функционального и проблемного.
Ко второй группе работ, выполняемых на этапе технического проектирования, относятся разработки локальных проектных решений, к числу которых относят следующие операции:
• разработка «Постановки задачи» для задач, входящих в состав каждой функциональной подсистемы, включающей основные компоненты описания задачи и служащей основанием для разработки проектных решений по задаче;
• проектирование форм входных и выходных документов, системы ведения документов и макетов экранных форм документов;
• проектирование классификаторов экономической информации и системы ведения классификаторов;
• разработка структуры входных и выходных сообщений;
• проектирование состава и структур файлов информационной базы;
• проектирование внемашинной и внутримашинной технологии решения каждой задачи;
• уточнение состава технических средств.
Основным компонентом локальных проектных решений, являющимся базой для разработки информационного, программного и технологического обеспечения для каждой задачи, является «Постановка задачи». Этот документ содержит три составные части:
• характеристику задачи;
• описание выходной информации;
• описание входной информации.
В состав раздела «Характеристика задачи» входят следующие компоненты: описание цели; назначение решения конкретной задачи перечень функций и процессов, реализуемых решаемой задачей характеристика организационной и технико-экономической сущности задачи; обоснование целесообразности автоматизации решения задачи; указание перечня объектов, для которых решается задача; описание процедур решения задачи; указание периодичности решения задачи и требований к организации сбора первичных данных; описание связей с другими задачами.
Под целью автоматизации решения задачи подразумевается получение определенных значений экономического эффекта в сфере управления какими-либо процессами системы или снижение стоимостных и трудовых затрат на обработку информации, улучшение качества и достоверности получаемой информации, повышение оперативности ее обработки и т.д., т.е. получение косвенного и прямого эффекта от внедрения данной задачи.
Описание алгоритма решения задачи включает формализованное описание входных и результатных показателей и перечень формул расчета результатных показателей в случае решения задачи прямым методом счета или описание математической модели, экономико-математического метода, применяемого для ее реализации, и перечня последовательных шагов выполнения расчетов и т.д.
Далее для каждой задачи разрабатываются все компоненты информационного, технического, математического и лингвистического обеспечения, а также некоторые компоненты программного обеспечения.
Результатом работ на данной стадии является утвержденный «Технический проект», состав и содержание которого регламентируются стандартом (ГОСТ 34.201-89).
Таким образом на основе ТЗ (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 автоматизированной системы управления и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.
На втором этапе - «Рабочем проектировании» осуществляется техническая реализация выбранных наилучших вариантов и разрабатывается документация «Рабочий проект». Наиболее ответственной работой, выполняемой на этом этапе, являются «Кодирование и составление программной документации. В ее состав входят следующие компоненты:
• описание программ;
• спецификация программ;
• тексты программ;
• контрольные примеры;
• инструкции для системного программиста, оператора и пользователя.
Большую роль в деле эффективного использования разработанного проекта ЭИС играет качественная технологическая документация, входящая в состав «Рабочего проекта». Эта часть проекта предназначена для использования специалистами в своей деятельности на каждом автоматизированном рабочем месте.
Таким образом, на стадии «рабочая документация» осуществляется создание программного продукта и разработка всей сопровождающей документации.
Состав и содержание работ на стадиях внедрения, эксплуатации и сопровождения проекта
На стадиях «Внедрение проекта» проводится подготовка и постепенное освоение разработанной проектной документации ИС заказчиками системы. В процессе выполнения работ на этой стадии осуществляется выявление частных и системных принципиальных недоработок в предлагаемом проектном решении.
Внедрение может осуществляться с использованием следующих методов:
• последовательного метода, когда постепенно внедряется одна подсистема за другой и задачи следуют одна за другой;
• параллельного метода, при котором все задачи внедряются во всех подсистемах одновременно;
• смешанного подхода, согласно которому проектировщики, внедрив несколько подсистем первым методом и накопив опыт, приступают к параллельному внедрению остальных.
Недостатком первого подхода является увеличение длительности внедрения, что приводит к росту стоимости проекта. При использовании второго подхода сокращается время внедрения, но возникает возможность пропуска ошибок в проектной документации поэтому чаше всего используют смешанный метод внедрения проекта ИС. Внедрение проекта осуществляется в течение трех этапов которыми являются:
• подготовка объекта к внедрению;
• опытное внедрение;
• сдача проекта в промышленную эксплуатацию.
Первый этап- "Подготовка объекта к внедрению». На этом этапе осуществляются следующие операции;
• изменяется организационная структура объекта (предприятия);
• набираются кадры соответствующей квалификации в областях обработки информации, эксплуатации системы и сопровождения проектной документации;
• осуществляется установка каналов связи: проводится разработка новых документов и классификаторов;
• осуществляется создание файлов информационной базы с нормативно-справочной информацией и др.
На вход этого этапа поступают компоненты «Технического проекта» в части «Плана мероприятий по внедрению», решения по техническому и информационному обеспечению, технологические и инструкционные материалы «Рабочего проекта». В результате выполнения этапа составляется «Акт готовности объекта к внедрению» проекта ИС. Затем формируется состав приемной комиссии, разрабатывается «Программа проведения опытного внедрения» и издается «Приказ о начале опытного внедрения».
Второй этап – «Опытное внедрение». На этом этапе внедряются проекты нескольких задач о нескольких подсистемах. В процессе опытного внедрения выполняются следующие работы:
• подготовка исходных оперативных данных для задач, которые
проходят опытную эксплуатацию;
• ввод исходных данных в ЭВМ и выполнение запланированного числа реализации;
• анализ выходных данных на предмет наличия ошибок.
В случае обнаружения ошибок осуществляются поиск их причин и источников, внесение коррективов в программы, в технологию обработки информации, в работу технических средств, в исходные оперативные данные и в файлы с условно-постоянной информацией. Кроме того, выявляется неквалифицированная работа операторов, что служит основанием для проведения комплекса мер по улучшению подготовки кадров.
После устранения ошибок получают «Акт о проведении опытного внедрения», который служит сигналом для начала выполнения следующего этапа.
На третьем этапе - «Сдача проекта в промышленную эксплуатацию» - используют следующую совокупность документов:
• договорную документацию;
• приказ на разработку ИС;
• ТЭО и ТЗ;
• исправленный техно-рабочий проект;
• приказ о начале промышленного внедрения;
• программу проведения испытаний;
• требования к научно-техническому уровню проекта системы.
В процессе сдачи проекта в промышленную эксплуатацию осуществляются следующие работы:
• проверка соответствия выполненной работы договорной документации по времени выполнения, объему проделанной работы и затратам денежных средств;
• проверка соответствия проектных решений по ИС требованиям ТЗ;
• проверка соответствия проектной документации ГОСТам и ОСТам;
• проверка технологических процессов обработки данных по всем задачам и подсистемам;
• проверка качеств функционирования информационной базы, оперативности и полноты ответов на запросы;
• выявление локальных и системных ошибок и их исправление.
Кроме того, приемная комиссия определяет научно-технический уровень проекта и возможности расширения проектных решений за счет включения новых компонентов. В результате выполнения работ на данном этапе осуществляется доработка «Технорабочего проекта» за счет выявления системных и локальных ошибок и составляется «Акт сдачи проекта в промышленную эксплуатацию».
На четвертой стадии – «Эксплуатация и сопровождение проекта» - выполняются следующие процессы:
• эксплуатация проекта;
• сопровождение и модернизация проекта.
На этой стадии решается вопрос о том, какими силами (персоналом объекта-заказчика или организации-разработчика) будут осуществляться эксплуатация и сопровождение проекта, и в случае выбора второго варианта заключается «Договор о сопровождении проекта».
В процессе выполнения этапа «Эксплуатация проекта» осуществляются исправления в работе всех частей системы при возникновении сбоев, регистрация этих случаев в журналах, отслеживание технико-экономических характеристик работы системы и накопление статистики о качестве работы всех компонентов системы.
На этапе «Сопровождение и модернизация проекта» выполняется анализ собранного статистическою материала, а также соответствия параметров работы системы требованиям окружающей среды посредством создаваемой для этих целей комиссии. Полученные результаты позволяют:
• сделать заключение о необходимости модернизации всего проекта или его частей;
• определить объемы доработок, сроки и стоимость выполнения этих работ с целью получения «Техно- рабочего проекта», прошедшего модернизацию.
В случае выявления факта морального старения проекта комиссией принимается решение о целесообразности проведения его утилизации или разработки нового проекта.
|
|
|
