Лекция 1. Основы проектирования информационных технологий

1.1. Общие положения

Всякая система управления с точки зрения технологии ее функционирования решает три основные задачи:

- сбор и передача информации об управляемом объекте;

- переработка информации;

- выдача управляющих воздействий на объект управления.

В зависимости от автоматизации перечисленных этапов системы могут быть подразделены на:

- информационно-справочные (автоматизирован только первый этап);

- информационно-аналитические или системы поддержки принятия решений (автоматизированы первые два этапа);

- управляющие (автоматизированы все этапы).

1.2. Этапы проектирования информационных технологий и создания автоматизированных систем

Выделяют несколько этапов проектирования:

- анализ предметной области, разработка технического задания;

- разработка программного обеспечения системы;

- разработка рабочей документации на систему;

- внедрение системы: ввод в опытную эксплуатацию, проведение опытной эксплуатации, ввод в постоянную эксплуатацию).

Проектирование системы может сопровождаться и другими предпроектными и проектными документами, например, технорабочим проектом, но они используется значительно реже.

Разработка технического задания должна происходить с активным участием технологов и непосредственно сотрудников автоматизируемых предприятий.

В зависимости от того как спроектирована система, она либо будет удобной и полезной, либо бессмысленной, неудобной, никому не нужной. Поэтому в настоящем учебном пособии уделяется внимание описанию первого этапа проектирования автоматизированных систем.

1.3. Техническое задание

Состав, содержание и правила оформления Технического задания на создание автоматизированной системы регламентируется ГОСТом 34.602-89.

Техническое задание – это основной документ, определяющий требования к автоматизированной системе. Техническое задание можно охарактеризовать как документ, отвечающий за постановку задачи, отвечающий на вопрос «Что надо сделать?».

Техническое задание должно содержать следующие основные разделы:

- общие сведения;

- назначение и цели создания (развития) системы;

- характеристика объектов автоматизации;

- требования к системе;

- состав и содержание работ по созданию системы;

- порядок контроля и приемки системы;

- требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие;

- требования к документированию;

- источники разработки.

В разделе «Общие сведения» указывают:

- полное наименование системы и ее условное обозначение;

- шифр темы или шифр (номер) договора;

- наименование предприятий разработчика и заказчика системы и их реквизиты;

- перечень документов, на основании которых создается система, кем и когда утверждены эти документы;

- плановые сроки начала и окончания работы по созданию системы;

- сведения об источниках и порядке финансирования работ;

- порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы (ее частей), по изготовлению и наладке отдельных средств (технических, программных, информационных) и программно-технических (программно-методических) комплексов системы.

В разделе «Назначение и цели создания (развития) системы» указывают соответственно назначение и цели создания.

Проектирование системы должно основываться на системном анализе как объекта, так и системы управления им. Это означает, что должны быть определены цели и критерии для функционирования объекта и проведена структуризация, вскрывающая весь комплекс вопросов, которые необходимо решить для того, чтобы проектируемая система наилучшим образом соответствовала установленным целям и критериям. В том числе и вопросы экономического и организационного порядка.

Разрабатывая трудоемкие и дорогостоящие системы, необходимо стремиться к тому, чтобы предлагаемые решения можно было бы распространить на подобные объекты управления. При этом типизация должна быть разумной, не сильно замедляющей процесс разработки и сам процесс установки, настройки и работы системы.

В разделе «Характеристики объекта автоматизации» указываются сведения об объекте автоматизации или ссылки на документы, содержащие такую информацию, а также, при необходимости, сведения об условиях эксплуатации объекта автоматизации и характеристиках окружающей среды.

Раздел «Требования к системе» состоит из следующих подразделов:

- требования к системе в целом;

- требования к функциональностям;

- требования к видам обеспечения.

В подразделе «Требования к системе в целом» указываются:

- требования к структуре и функционированию системы (перечень и основные характеристики подсистем (компонентов), взаимодействие между компонентами системы, взаимодействие с внешними системами, режимы функционирования, диагностирование);

- требования к численности и квалификации персонала системы и режиму его работы;

- показатели назначения (степень приспособляемости системы к изменяющимся технологическим условиям);

- требования к надежности;

- требования безопасности;

- требования к эргономике и технической эстетике;

- требования к транспортабельности для подвижных АС;

- требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению компонентов системы;

- требования к защите информации от несанкционированного доступа;

- требования по сохранности информации при авариях;

- требования к защите от влияния внешних воздействий;

- требования к патентной чистоте;

- требования по стандартизации и унификации;

- дополнительные требования.

В подразделе «Требования к функциональностям системы» указываются:

- перечень функций, автоматизируемых в системе;

- требования к форме представления выходной информации, характеристики необходимой точности и времени выполнения, требования одновременности выполнения группы функций, достоверности выдачи результатов;

- перечень и критерии отказов для каждой функции, по которой задаются требования по надежности.

В подразделе «Требования к видам обеспечения» в зависимости от вида системы приводят требования к математическому, информационному, лингвистическому, программному, техническому, метрологическому, организационному, методическому и другие видам обеспечения системы.

В разделе «Состав и содержание работ по созданию (развитию) системы» указывают соответственно перечень этапов работ по созданию системы, при этом по каждому этапу определяются:

- исполнители работ – Заказчик или Разработчик;

- срок выполнения работ;

- перечень отчетных документов;

- вид и порядок проведения экспертизы технической документации.

В разделе «Порядок контроля и приемки системы» указывают:

- программа и методика проведения испытаний системы;

- общие требования к приемке работ по стадиям (перечень участвующих предприятий и организаций, место и сроки проведения), порядок согласования и утверждения приемочной документации;

- статус приемочной комиссии (государственная, межведомственная, ведомственная).

В разделе «Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие» указывают перечень основных мероприятий и их исполнителей, которые следует выполнить при подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие.

В перечень основных мероприятий включают:

- адаптация входной информации к использованию в системе;

- изменения, которые необходимо осуществить в объекте автоматизации;

- создание условий функционирования объекта автоматизации, при которых гарантируется соответствие создаваемой системы требованиям, содержащимся в Техническом задании;

- создание необходимых для функционирования системы подразделений и служб;

- сроки и порядок комплектования штатов и обучения персонала.

В разделе «Требования к документированию» указывают согласованный Разработчиком и Заказчиком системы перечень видов документов, разрабатываемых при разработке системы; при необходимости могут быть указаны требования к составу и содержанию таких документов.

В разделе «Источники разработки» должны быть перечислены документы и информационные материалы, на основании которых разрабатывалось Техническое задание.

В состав Технического задания в качестве приложений могут быть добавлены расчет ожидаемой эффективности системы и оценка научно-технического уровня системы.

1.4. Принципы информатизации

Основными концептуальными принципами информатизации железнодорожного транспорта на современном этапе являются:

1. Полнота и пригодность информации для пользователя. Пользователи должны иметь в наличии необходимую и полную (достаточную) информацию для принятия решений, причем информация должна быть представлена в необходимом им виде.

2. Точность. Точность исходной информации имеет принципиальное значение для принятия правильных решений. Неправильные данные могут привести к ошибочным решениям.

3. Своевременность. Информация в системе должна отражаться по возможности оперативно.

4. Ориентированность. Информация в системе должна быть ориентирована на выполняемые функции автоматизируемого объекта.

5. Гибкость. Информация, циркулирующая в системе, приспособлена для конкретных пользователей и имеет наиболее удобный для них вид. Все входные и выходные формы, отчеты, справки, режимы работы системы максимально приспособлены к требованиям пользователей.

Удобство.

Система должна обладать дружественным интерфейсом:

- в любом месте работы системы пользователю предоставляется возможность возврата на шаг назад; существует различные уровни помощи: по “горячим” клавишам, краткая смысловая – подсвечивается на экране, при подведении мышки к конкретному пункту меню, а также подробная смысловая помощь, которая появляется только при нажатии клавиши F1;

- предусмотрен логический контроль за непротиворечивостью вводимых данных,

- по возможности, предусматривается защита от ошибочного ввода информации;

- иногда закладывают возможность настройки цветовой гаммы на каждом рабочем месте;

- для удобства ввода информации и для сохранения целостности базы данных возможно обращение к словарям, созданным на такие поля базы данных, значения которых поддаются перечислению.

7. Контроль целостности базы данных.

8. Сохранность и конфиденциальность данных, санкционирование доступа к базам данных, защиту коммерческой и специальной информации.

9. Адаптируемость системы к изменяющимся условиям. В системах обычно предусматривается настройка шаблонов документов, нормативно-справочной информации, иногда разрабатывается гибкий запрос к базе данных системы.

10. Преемственность новых и существующих версий системы. При установке новых версий системы предусматривается возможность сохранения всех предыдущих наработок и данных, с которыми работали предыдущие версии системы.

11. Подходящий формат данных. Форматы данных и сообщений, используемые в компьютерных и телекоммуникационных сетях системы максимально эффективно используют производительность технических средств (объем памяти, быстродействие, пропускную способность и т.д.).

12. Готовность к предоставлению требуемой информационной услуги (“доступность”), реализуемая с минимальными затратами. В системах реализован гибкий запрос, позволяющий пользователям получать множество разнообразных справок по различным срезам данных.

13. Полная информационная совместимость между автоматизированными системами различных уровней.

14. Взаимодействие с внешними автоматизированными системами.