Проектирование корпоративных информационных систем

При проектировании АИС должны быть обеспечены:

• эффективная поддержка принятия проектных решений на основе действующих нормативно-правовых документов, стандартов, методик и технологий проектирования;

• высокий уровень проектных решений, реализующий необходимый срок эксплуатации до модернизации и реконструкции системы;

• дружественные и технологичные проектные интерфейсы с разработчиками, учитывающие возможности обучения и повышения квалификации;

• эффективные средства управления проектированием и обеспечения информационной безопасности проектных работ.

В узкоспециальном плане системное проектирование рассматривается как набор методов и организационная дисциплина, предназначенные для проектирования информационных систем определенных видов. Пояснение предмета представлено перечислением основных классов тех ИС, к проектированию которых относятся рассматриваемые методы:

• общеуправленческие ИС (MIS — management information system и EIS — executive information system);

• специализированные ИС по отраслям производства, например банковские учетные и управленческие системы, управление дискретным промышленным производством, системы профилактической и режимной деятельности органов МВД и др.;

• специализированные ИС по видам деятельности, например управление работой склада, система маркетинговых исследований, аналитическая система для работы на фондовом рынке и др.;

• адаптивные универсальные ИС по применяемым методам обработки информации, например электронный архив, корпоративная система управления процессом выполнения офисных работ, система статистических расчетов и др.

В современных информационных технологиях важное место отводится инструментальным средствам и средам разработки АИС, в частности системам разработки и сопровождения их программного обеспечения. Эти технологии и среды образуют системы, называемые CASE-системами.

Используется двоякое толкование аббревиатуры CASE, соответствующее двум направлениям использования CASE-систем.

Первое из них — Computer Aided Software Engineering — переводится как автоматизированное проектирование программного обеспечения, соответствующие CASE-системы часто называют инструментальными средами разработки ПО (RAD — Rapid Application Development). Второе — Computer Aided System Engineering — подчеркивает направленность на поддержку концептуального проектирования сложных систем, преимущественно слабоструктурированных. Такие CASE-системы часто называют системами BPR (Business Process Reengineering

Проектирование ПО с помощью CASE-систем. Оно включает несколько этапов. Начальный этап — предварительное изучение проблемы. Результат представляется в виде исходной диаграммы потоков данных и согласуется с заказчиком. На следующем этапе выполняется детализация ограничений и функций программной системы, и полученная логическая модель вновь согласуется с заказчиком. Далее разрабатывается физическая модель, т.е. определяется модульная структура программы, выполняется инфологическое проектирование базы данных, детализируются граф-схемы программной системы и ее модулей, проектируется пользовательский интерфейс.

Примерами широко известных инструментальных сред RAD служат VB (Visual Basic), Delphi, PowerBuilder соответственно фирм Microsoft, Borland, PowerSoft. Применение инструментальных сред существенно сокращает объем ручной работы программистов (особенно при разработке интерфейсных частей программ).

Взаимосвязанная совокупность методик концептуального проектирования IDEF {Integrated Definition) разработана по программе Integrated Computer-Aided Manufacturing в США. В этой совокупности имеются методики функционального, информационного и поведенческого моделирования и проектирования, в ее состав в настоящее время входят IDEF-методики, отмеченные в табл.

IDEF-методики

Назначение

Функциональное моделирование (Function Modeling Method)

Информационное моделирование (Information and Data Modeling Methods)

Поведенческое моделирование (Simulation Modeling Method)

Моделирование процессов (Process Flow and Object State Description Capture Method)

Объектно-ориентированное проектирование (Object-Oriented Design Method)

Систематизации объектов приложения (Ontology Description Capture Method)

Использование рационального опыта проектирования (Design Rationale Capture Method)

Взаимодействие человека и системы (Human-System Interaction Design)

Учет условий и ограничений (Business Constraint Discovery)

Моделирование вычислительных сетей (Network Design)

Наиболее известная методика функционального моделирования сложных систем — методика SADT (Structured Analysis and Design Technique). Эта методика рекомендуется для начальных стадий проектирования сложных искусственных систем управления, производства, бизнеса, включающих людей, оборудование, программное обеспечение.

Разработка SADT-модели начинается с формулировки вопросов, на которые модель должна давать ответы, т.е. формулируется цель моделирования. Далее выполняются этапы:

1) сбор информации. Источниками информации могут быть документы, наблюдение, анкетирование и т.п. Существуют специальные методики выбора экспертов и анкетирования;

2) создание модели. Используется нисходящий стиль: сначала разрабатываются верхние уровни, затем нижние;

3) рецензирование модели. Реализуется в итерационной процедуре рассылки модели на отзыв и ее доработки по замечаниям рецензентов, в завершение собирается согласительное совещание.

Классические методы проектирования

В конце 70-х — середине 80-х годов XX в. и в нашей стране большое количество разработчиков успешно применяли методы разработки ИС и БД не только на интуитивно-ремесленном уровне, но и как элементы сложившейся дисциплины. Укажем на наиболее популярные из них, применявшиеся на первых стадиях проектирования.

Обследование, общий анализ ситуации на предприятии и разработка общего обоснования целесообразности создания ИС (feasibility stady, scope analysis, strategy stady and planning):

общий системный и ситуационный анализ текущего состояния и целей предприятия, его масштабов, возможности, стоимости и способов разработки ИС, решающей задачи, способствующие достижению целей предприятия; использование методов, структурного анализа [53], ГОСТов на разработку АСУ и САПР.

«Концепция, ТЗ»: исследования требований предприятия и пользователей, выработка вариантов и рекомендаций по разработке ИС, разработка ТЗ на проектирование ИС в целом и ЧТЗ по подсистемам (strategy stady, analysis, requirement specification):

1) анализ критических факторов успеха и риска с использованием системного и ситуационного анализа;

2) обследование предприятия методами анализа документов, интервью, прямых наблюдений, хронометража и др. (большое количество методик: от SADT Д. Росса до ГОСТа по предпроектным исследованиям при разработке САПР);

3) определение соответствия существующей оргструктуры, функций, документов и других целям предприятия;

4) проектирование более целесообразных и учитывающих создаваемую ИС оргструктуры, набора и иерархии функций («задач»), видов документов и правил документооборота, вычленение предметных БД, определение взаимосвязей между ними;

5) разработка предложений по изменениям на предприятии, затрагивающим оргструктуру, документооборот и др.;

6) построение недетализированных моделей БД и функций ИС (с использованием диаграмм данных Ч. Бахмана, модификаций ER-модели П. Чена, функциональных моделей по стандартам IDEF0, по методике ШРО или др.);

7) сбор и описание детальных требований к составу данных и алгоритмам реализации функций (см., например, популярную, а также [58], [61] и требования серий ГОСТ24 и ГОСТ36).

«Эскизный проект»: разработка архитектуры будущей ИС в рамках эскизного проекта (detailed analysis, high level design):

1) построение нормализованной реляционной или сетевой модели БД (методы получения нормальных форм Бойса — Кодда, четвертых и пятых нормальных форм, использование предложений комитета CODASYL);

2) определение принципов организации в ИС интерфейсов конечного пользователя (принципы эргономики, как, впрочем, и влияние компьютерной моды, переход от командного интерфейса к диалоговым режимам «вопрос — ответ», «управление через меню»);

3) определение модульной иерархии (верхние уровни) программного обеспечения ИС (модульное программирование, метод ШРО);

4) определение принципов организации аппаратного компьютерного комплекса, на базе которого должна функционировать ИС (расчеты физических параметров ИС: объемов БД, временных характеристик отдельных операций доступа к данным, целых функций и режимов в целом, организации компьютерных сетей;

5) определение основных оргмероприятий по созданию и вводу в действие ИС;

6) определение совокупности требований к приемке будущей ИС;

7) определение сроков, состава работ и их стоимости для последующих работ по ИС.