Классификация ИС. Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков

Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков. В основу рассматриваемой классификации положены наиболее существенные признаки, определяющие функциональные возможности и особенности построения современных систем. В зависимости от объема решаемых задач, используемых технических средств, организации функционирования, информационные системы делятся на ряд групп (классов).

Рис. 2. Классификация информационных систем

По типу хранимых данных ИС делятся на фактографические и документальные.

Фактографические системы предназначены для хранения и обработки структурированных данных в виде чисел и текстов. Над такими данными можно выполнять различные операции.

В документальных системах информация представлена в виде документов, состоящих из наименований, описаний, рефератов и текстов. Поиск по неструктурированным данным осуществляется с использованием семантических признаков. Отобранные документы предоставляются пользователю, а обработка данных в таких системах практически не производится.

По степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой, информационные системы делятся на ручные, автоматические и автоматизированные.

Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.

В автоматических ИС все операции по переработке информации выполняются без участия человека.

Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль в выполнении рутинных операций обработки данных отводится компьютеру. Именно этот класс систем соответствует современному представлению понятия " информационная система".

По характеру обработки данных ИС делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие.

Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. (Например, ИС библиотечного обслуживания, резервирования и продажи билетов на транспорте, бронирования мест в гостиницах и пр.)

Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информации по определенному алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие.

Результирующая информация управляющих ИС непосредственно трансформируется в принимаемые человеком решения. Для этих систем характерны задачи расчетного характера и обработка больших объемов данных. (Например, ИС планирования производства или заказов, бухгалтерского учета.)

Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и учитывается при формировании управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных. (Например, экспертные системы.)

В зависимости от сферы применения различают следующие классы ИС:

1. Информационные системы организационного управления.

2. ИС управления технологическими процессами (ТП).

3. ИС автоматизированного проектирования (САПР).

4. Интегрированные (корпоративные) ИС.

Информационные системы организационного управления - предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.).

Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи.

ИС управления технологическими процессами (ТП) - служат для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.

ИС автоматизированного проектирования (САПР) - предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

Интегрированные (корпоративные) ИС - используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки соответствующих направлений деятельности.

Типовые модули корпоративной системы:

1. Подсистема маркетинга.

2. Производственные подсистемы.

3. Финансовые и учетные подсистемы.

4. Подсистема кадров (человеческих ресурсов).

5. Прочие подсистемы (например, ИС руководства).

В зависимости от уровня управления, на котором система используется, выделяют:

1. Информационные системы оперативного уровня (Системы обработки данных - СОД).

2. Информационные системы тактического уровня (Информационные системы управления - ИСУ).

3. Информационные системы стратегического уровня (Системы поддержки принятия решений - СППР).

Системы обработки данных (СОД) предназначены для учета и оперативного регулирования хозяйственных операций, подготовки стандартных документов для внешней среды (счетов, накладных, платежных поручений). Горизонт оперативного управ­ления хозяйственными процессами составляет от одного до не­скольких дней. Эти задачи имеют регулярный характер, выполняются непосредственными испол­нителями хозяйственных процессов (рабочими, кладовщиками, администраторами и т.д.). Результаты вводятся в базу данных (формируют ее).

Информационные системы управления (ИСУ) ориентированы на тактический уровень управления: среднесрочное плани­рование, анализ и организацию работ в течение нескольких недель (месяцев), например анализ и планирование поставок, сбыта, составление производственных программ. Для данного класса задач характерны регламентированность (периодическая повторяемость) формирования результатных документов и чет­ко определенный алгоритм решения. Решение подобных задач пред­назначено для руководителей различных служб предприятий. Задачи решаются на основе накопленной оперативной информации.

Системы поддержки принятия решений (СППР) используют­ся в основном на верхнем уровне управления (руководства фирм, предприятий, организаций), имеющего стратегическое долгосрочное значение в течение года или нескольких лет. К таким задачам относятся формирование стратегических целей, планирование привлечения ресурсов, источников финансирования, выбор мес­та размещения предприятий и т.д. Задачи СППР имеют, как правило, нерегулярный характер.

2. Функциональные и обеспечивающие подсистемы

Одним из основных свойств ИС является делимость на под­системы, которая имеет ряд достоинств с точки зрения разработ­ки и эксплуатации ИС, к которым относятся:

ü упрощение разработки и модернизации ИС в результате спе­циализации групп проектировщиков по подсистемам;

ü упрощение внедрения и поставки готовых подсистем в соот­ветствии с очередностью выполнения работ;

ü упрощение эксплуатации ИС вследствие специализации ра­ботников предметной области.

Обычно выделяют функциональные и обеспечивающие подси­стемы. Функциональные подсистемы ИС информационно обслу­живают определенные виды деятельности экономической системы (предприятия). Работа функциональных подсистем обеспечивается за счет наличия обеспечивающих подси­стем, таких, как информационная, программная, математическая, техническая, технологическая, организационная и правовая подсистемы.

2.1. Функциональные подсистемы ИС

Функциональная подсистема ИС представляет собой комп­лекс экономических задач с высокой степенью информационных обменов (связей) между задачами. При этом под задачей будем понимать некоторый процесс обработки информации с четко определенным множеством входной и выходной информации (на­пример, начисление сдельной заработной платы, учет прихода материалов, оформление заказа на закупку и т.д.).

Состав функциональных подсистем во многом определяется особенностями экономической системы, ее отраслевой принад­лежностью, формой собственности, размером, характером дея­тельности предприятия.

Функциональные подсистемы ИС могут строиться по раз­личным принципам:

· предметному;

· функциональному;

· проблемному;

· смешанному (предметно-функциональному).

Так, с учетом предметной направленности использования ИС в хозяйственных процессах промышленного предприятия выделяют подсистемы, соответствующие управлению отдельны­ми ресурсами:

· управление сбытом готовой продукции;

· управление производством;

· управление материально-техническим снабжением;

· управление финансами;

· управление персоналом.

По функциональному признаку выделяют подсистемы реализующие функции управления: планирование, регулирование (оперативное управление), учет, анализ.

Например, контур анализа включает подсистемы:

· Анализ выполнения планов.

· Финансовый анализ.

· Анализ оборотных средств.

· Анализ себестоимости.

· Маркетинговый анализ.

· Анализ качества и рекламаций.

Проблемный принцип формирования подсистем отражает необходимость гибкого и оперативного принятия управленчес­ких решений по отдельным проблемам в рамках СППР. Например, решение задач бизнес-планирования, управления проектами и т.д.

На практике чаще всего применяется смешанный предметно-функциональный подход, согласно которому построение функ­циональной структуры ИС - это разделение ее на подсистемы по характеру хозяйственной деятельности.

При этом разделение должно со­ответствовать:

1) структуре объекта;

2) системе управления объекта;

3) характеру выполняемых функций управления.

Используя этот подход, можно выделить следующий типовой набор функцио­нальных подсистем в общей структуре ИС предприятия.

Функциональный принцип:

· перспективное развитие (ПР);

· технико-экономическое планирование (ТЭП);

· бухгалтерский учет и анализ хозяйственной деятельности (БУ и АХД).

Предметный принцип (подсистемы управления ресурсами):

· техническая подготовка производства (ТПП);

· управление основным производством (УОП);

· управление вспомогательным производством (УВП);

· управление качеством продукции (УКП);

· управление материально-техническим снабжением (УМТС);

· управление реализацией и сбытом готовой продукции (УС);

· управление кадрами (УК).

Подсистемы, построенные по функциональному принципу, охватывают все виды хозяйственной деятельности предприятия (производство, снабжение, сбыт, персонал, финансы). Подсисте­мы, построенные по предметному принципу, относятся в основ­ном к оперативному уровню управления ресурсами (рис. 3).

Рис. 3. Структура функциональных подсистем ИС, выделенных по функционально-предметному принципу

2.2. Обеспечивающие подсистемы ИС

Обеспечивающие подсистемы ИС являются общими для всей ИС независимо от конкретных функциональных подсистем, в которых применяются те или иные виды обеспечения. Состав обеспечивающих подсистем не зависит от выбранной предмет­ной области. В состав обеспечивающих подсистем входят подси­стемы организационного, правового, технического, математичес­кого, программного, информационного, лингвистического и тех­нологического обеспечения.

Подсистема «Организационное обеспечение» (ОО) является од­ной из важнейших подсистем ИС, от которой зависит успешная реализация целей и функций системы. В составе организационно­го обеспечения можно выделить четыре группы компонентов.

Первая группа включает важнейшие методические матери­алы, регламентирующие процесс создания и функционирования системы:

· общеотраслевые руководящие методические материалы по со­зданию ИС;

· типовые проектные решения;

· методические материалы по организации и проведению предпроектного обследования на предприятии;

· методические материалы по вопросам создания и внедрения проектной документации.

Вторым компонентом в структуре организационного обес­печения ИС является совокупность средств, необходимых для эффективного проектирования и функционирования ИС:

· ком­плексы задач управления, включая типовые пакеты прикладных программ;

· типовые структуры управления предприятием;

· унифи­цированные системы документов;

· общесистемные и отраслевые классификаторы;

· и т.п.

Третьим компонентом подсистемы организационного обеспечения является техническая документация, получаемая в процессе обследования, проектирования и внедрения системы:

· технико-экономическое обоснование;

· техническое задание;

· тех­нический и рабочий проекты;

· документы, оформляющие поэтап­ную сдачу системы в эксплуатацию.

Четвертым компонентом подсистемы организационного обеспечения является «Персонал», где представлена организационно-штатная структура проекта, определяющая, в частности, состав главных конструкторов системы и специалистов по функ­циональным подсистемам управления.

Подсистема «Правовое обеспечение» (ПРО) предназначена для регламентации процесса создания и эксплуатации ИС, которая включает совокупность юридических документов с констатаци­ей регламентных отношений по формированию, хранению, об­работке промежуточной и результатной информации системы.

К правовым документам, действующим на этапе создания системы, относятся:

· договор между разработчиком и заказчиком;

· документы, регламентирующие отношения между участниками процесса создания системы.

К правовым документам, создаваемым на этапе внедрения, относятся:

· характеристика статуса создаваемой системы;

· право­вые полномочия подразделений ИС;

· правовые полномочия от­дельных видов процессов обработки информации;

· правовые от­ношения пользователей в применении технических средств.

Подсистема «Техническое обеспечение» (ТО) представляет комплекс технических средств, предназначенных для обработки данных в ИС. В состав комплекса входят электронные вычис­лительные машины, осуществляющие обработку экономической информации, средства подготовки данных на машинных носите­лях, средства сбора и регистрации информации, средства пере­дачи данных по каналам связи, средства накопления и хранения данных и выдачи результатной информации, вспомогательное оборудование и организационная техника.

Подсистема «Математическое обеспечение» (МО) - это со­вокупность математических моделей и алгоритмов для решения задач и обработки информации с применением вычислительной техники, а также комплекс средств и методов, позволяющих стро­ить экономико-математические модели задач управления.

В со­став МО входят:

· средства МО (средства моделирования типовых задач управления, методы многокритериальной оптимизации, математической статистики, теории массового обслуживания и др.);

· техническая документация (описание задач, алгоритмы ре­шения задач, экономико-математические модели);

· методы выбо­ра МО (методы определения типов задач, методы оценки вычис­лительной сложности алгоритмов, методы оценки достовернос­ти результатов).

Подсистема «Программное обеспечение» (ПО) включает сово­купность компьютерных программ, описаний и инструкций по их применению на ЭВМ.

В состав программного обеспечения ИС входят три компонента:

Первый компонент:

· Описание ПО;

· Текст программы;

· Описание настройки программ.

Второй компонент:

· ТЗ на програм­мирование;

· Пояснитель­ная записка;

· Общее описание программы;

· Спецификация программ.

Третий компонент:

· Руководство программиста;

· Руководство пользователя;

· Описание контрольного примера.

ПО делится на два комплекса:

1. общее (операционные систе­мы, операционные оболочки, компиляторы, интерпретаторы, программные среды для разработки прикладных программ, СУБД, сетевые программы и т.д.);

2. специальное (совокупность прикладных программ, разработанных для конкретных задач в рамках функциональных подсистем, и контрольные примеры).

Подсистема «Информационное обеспечение» (ИО) - это сово­купность единой системы классификации и кодирования техни­ко-экономической информации, унифицированной системы до­кументации и информационной базы.

В состав подсистемы «Информационное обеспечение ИС» входит:

· Описание ИО

· Описание технологических процессов

· Описание организации ИБ

· Описание входных сообщений

· Описание систем классификации и кодирования

· Описание выходных сообщений

· Формы документов

· Описание структуры массивов

В состав ИО включаются два комплекса:

1. компоненты внемашинного информационного обеспечения (классификаторы тех­нико-экономической информации и документы)

2. компоненты внутримашинного информационного обеспечения (макеты/экранные формы для ввода первичных данных в ЭВМ или вывода результатной информации, структура информационной базы: входных, выход­ных файлов, базы данных).

Центральным компонентом информационного обеспечения является база данных, через которую осуществляется обмен дан­ными различных задач. База данных обеспечивает интегрирован­ное использование различных информационных объектов в функ­циональных подсистемах.

Подсистема «Лингвистическое обеспечение» (ЛО) включает совокупность научно-технических терминов и других языковых средств, используемых в информационных системах, а также пра­вил формализации естественного языка. Языковые средства, вклю­ченные в подсистему ЛО, делятся на две группы:

· традиционные языки (естественные, математические, алгоритмические языки, язы­ки моделирования);

· языки, предназначенные для диалога с ЭВМ (информационно-поисковые языки, языки СУБД, языки опера­ционных сред, входные языки пакетов прикладных программ).

Подсистема «Технологическое обеспечение» (ТО) ИС содержит описания технологии обработки различных видов информации:

· первичной и результатной информации (этапы технологичес­кого процесса сбора, передачи, накопления, хранения, обра­ботки первичной информации, получения и выдачи резуль­татной информации);

· организационно-распорядительной документации (этапы по­лучения входящей документации, передачи на исполнение, этапы формирования и хранения дел, составления и размно­жения внутренних документов и отчетов);

· технологической документации и чертежей (этапы ввода в сис­тему и актуализации шаблонов изделий, ввода исходных дан­ных и формирования проектной документации для новых ви­дов изделий, выдачи на плоттер чертежей, актуализации банка ГОСТов, ОСТов, технических условий, нормативных данных, подготовки и выдачи технологической документации по но­вым видам изделий);

· баз данных и знаний (этапы формирования баз данных и зна­ний, ввода и обработки запросов на поиск решения, выдачи варианта решения и объяснения к нему);

· научно-технической информации, ГОСТов и технических ус­ловий, правовых документов и дел (этапы формирования по­исковых образов документов, формирования информацион­ного фонда, ведения тезауруса справочника ключевых слов и их кодов, кодирования запроса на поиск, выполнения поиска и выдачи документа или адреса хранения документа).

3. Технология проектирования ИС

Под проектом ИС будем понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ИС в конкретной программно-технической среде.

Под проектированием ИС понимается процесс преобразо­вания входной информации об объекте проектирования, о мето­дах проектирования и об опыте проектирования объектов ана­логичного назначения в проект ИС. (С этой точки зрения проектирование ИС сводится к последова­тельной формализации проектных решений на различных стади­ях жизненного цикла ИС: планирования и анализа требований, технического и рабочего проектирования, внедрения и эксплуа­тации ИС.)

Объектами проектирования ИС являются отдельные элемен­ты или их комплексы функциональных и обеспечивающих частей. Так, функциональными элементами выступают задачи, комплексы задач и функ­ции управления. В составе обеспечивающей части ИС объекта­ми проектирования служат элементы и их комплексы информаци­онного, программного и технического обеспечения системы.

В качестве субъекта проектирования ИС выступают коллек­тивы специалистов, которые осуществляют проектную деятель­ность, как правило, в составе специализированной (проектной) организации, и организация-заказчик, для которой необходимо разработать ИС.

Масштабы разрабатываемых систем опреде­ляют состав и количество участников процесса проектирования. При большом объеме и жестких сроках выполнения проектных работ в разработке системы может принимать участие несколько проектных коллективов (организаций-разработчиков). В этом случае выделяется головная организация, которая координирует деятельность всех организаций-соисполнителей.

Осуществление проектирования ИС предполагает исполь­зование проектировщиками определенной технологии проекти­рования, соответствующей масштабу и особенностям разрабаты­ваемого проекта.

Технология проектирования ИС - это совокупность методо­логии и средств проектирования ИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта ИС) – рис 4.

Рис.4. Состав компонентов технологии проектирования

В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выпол­нения этих действий.

Технология проектирования задается регла­ментированной последовательностью технологических операций, выполняемых в процессе создания проекта на основе того или иного метода, в результате чего стало бы ясно, не только ЧТО должно быть сделано для создания проекта, но и КАК, КОМУ и в КАКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ это должно быть сделано.

К основным требованиям, предъявляемым к выбираемой тех­нологии проектирования, относятся следующие:

· созданный с помощью этой технологии проект должен отве­чать требованиям заказчика;

· выбранная технология должна максимально отражать все эта­пы цикла жизни проекта;

· выбираемая технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопро­вождение проекта;

· технология должна быть основой связи между проектирова­нием и сопровождением проекта;

· технология должна способствовать росту производительнос­ти труда проектировщика;

· технология должна обеспечивать надежность процесса про­ектирования и эксплуатации проекта;

· технология должна способствовать простому ведению проект­ной документации.

Основу технологии проектирования ИС составляет методо­логия, которая определяет сущность, основные отличительные тех­нологические особенности. Методология проектирования предпо­лагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования, реализуемых набором методов проектирования, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами проек­тирования.

Организация проектирования предполагает определение мето­дов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта ИС.

Методы проектирования ИС можно классифицировать по степени использования средств автоматизации, типовых проект­ных решений, адаптивности к предполагаемым изменениям.

Так, по степени автоматизации методы проектирования раз­деляются на методы:

· ручного проектирования, при котором проектирование ком­понентов ИС осуществляется без использования специаль­ных инструментальных программных средств, а программи­рование - на алгоритмических языках;

· компьютерного проектирования, которое производит генера­цию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных про­граммных средств.

По степени использования типовых проектных решений разли­чают следующие методы проектирования:

· оригинального (индивидуального) проектирования, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к ИС;

· типового проектирования, предполагающего конфигурацию ИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

Оригинальное (индивидуальное) проектирование ИС харак­теризуется тем, что все виды проектных работ ориентированы на создание индивидуальных для каждого объекта проектов, кото­рые в максимальной степени отражают все его особенности.

Типовое проектирование выполняется на основе опыта, по­лученного при разработке индивидуальных проектов. Типовые проекты как обобщение опыта для некоторых групп организаци­онно-экономических систем или видов работ в каждом конкрет­ном случае связаны со множеством специфических особенностей и различаются по степени охвата функций управления, выполняе­мым работам и разрабатываемой проектной документации.

По степени адаптивности проектных решений методы проек­тирования классифицируются на методы:

· реконструкции, когда адаптация проектных решений выпол­няется путем переработки соответствующих компонентов (пе­репрограммирования программных модулей);

· параметризации, когда проектные решения настраиваются (пе­регенерируются) в соответствии с изменяемыми параметрами;

· реструктуризации модели, когда изменяется модель проблем­ной области, на основе которой автоматически перегенери­руются проектные решения.

Сочетание различных признаков классификации методов про­ектирования обусловливает характер используемой технологии проектирования ИС, среди которых выделяются два основных класса: каноническая и индустриальная технологии (табл. 1).

Таблица 1. Характеристики классов технологий проектирования

Для конкретных видов технологий проектирования свойствен­но применение определенных средств разработки ИС, которые поддерживают выполнение как отдельных проектных работ, эта­пов, так и их совокупностей. Поэтому перед разработчиками ИС, как правило, стоит задача выбора средств проектирования, которые по своим характеристикам в наибольшей степени соот­ветствуют требованиям конкретного предприятия.

Средства проектирования должны быть:

· в своем классе инвариантными к объекту проектирования;

· охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла ИС;

· технически, программно и информационно совместимыми;

· простыми в освоении и применении;

· экономически целесообразными.

Средства проектирования ИС можно разделить на два клас­са: без использования ЭВМ и с использованием ЭВМ.

Средства проектирования без использования ЭВМ применя­ются на всех стадиях и этапах проектирования ИС. Как прави­ло, это средства организационно-методического обеспечения операций проектирования и в первую очередь различные стан­дарты, регламентирующие процесс проектирования систем. Сюда же относятся единая система классификации и кодирования ин­формации, унифицированная система документации, модели опи­сания и анализа потоков информации и т.п.

Средства проектирования с использованием ЭВМ могут при­меняться как на отдельных, так и на всех стадиях и этапах про­цесса проектирования ИС и соответственно поддерживают раз­работку элементов проекта системы, разделов проекта системы, проекта системы в целом. Все множество средств проектирова­ния с использованием ЭВМ делят на четыре подкласса.

К первому подклассу относятся операционные сред­ства, которые поддерживают проектирование операций обработ­ки информации. К данному подклассу средств относятся алго­ритмические языки, библиотеки стандартных подпрограмм и классов объектов, макрогенераторы, генераторы программ ти­повых операций обработки данных и т.п., а также средства рас­ширения функций операционных систем (утилиты). В данный класс включаются также такие простейшие инструментальные средства проектирования, как средства для тестирования и от­ладки программ, поддержки процесса документирования проек­та и т.п. Особенность последних программ заключается в том, что с их помощью повышается производительность труда проек­тировщиков, но не разрабатывается законченное проектное ре­шение.

Ко второму подклассу относят средства, поддержи­вающие проектирование отдельных компонентов проекта ИС. К данному подклассу относятся средства общесистемного назна­чения:

· системы управления базами данными (СУБД);

· методоориентированные пакеты прикладных программ (ре­шение задач дискретного программирования, математичес­кой статистики и т.п.);

· табличные процессоры;

· статистические ППП;

· оболочки экспертных систем;

· графические редакторы;

· текстовые редакторы;

· интегрированные ППП (интерактивная среда с встроенными диалоговыми возможностями, позволяющая интегрировать вышеперечисленные программные средства).

Для перечисленных средств проектирования характерно их использование для разработки технологических подсистем ИС: ввода информации, организации хранения и доступа к данным, вычислений, анализа и отображения данных, приня­тия решений.

К третьему подклассу относятся средства, поддержи­вающие проектирование разделов проекта ИС. В этом подклассе выделяют функциональные средства проектирования.

Функциональные средства направлены на разработку автома­тизированных систем, реализующих функции, комплексы задач и задачи управления. Разнообразие предметных областей порож­дает многообразие средств данного подкласса, ориентированных на тип организационной системы (промышленная, непромыш­ленная сферы), уровень управления (например, предприятие, цех, отдел, участок, рабочее место), функцию управления (планиро­вание, учет и т.п.).

К функциональным средствам проектирования систем обра­ботки информации относятся типовые проектные решения, фун­кциональные пакеты прикладных программ, типовые проекты.

К четвертому подклассу средств проектирования ИС относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования. К данному классу относится подкласс средств автоматизации проектирования ИС (CASE-средства).

Современные CASE-средства, в свою очередь, классифициру­ются в основном по двум признакам:

1) по охватываемым этапам процесса разработки ИС;

2) по степени интегрированности: отдельные локальные сред­ства (tools), набор неинтегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ИС (toolkit) и полностью ин­тегрированные средства, связанные общей базой проектных дан­ных - репозиторием (workbench).

4. Жизненный цикл ИС

Согласно статистическим данным в отчете «The Chaos Report», собранным Standish Group (США), из всех проектов, обследованных в США в 1994 году, неудачными оказались более 30% проектов, общая стоимость которых превышала 80 миллиардов долларов. При этом оказались выполненными в срок лишь 16% от общего числа проектов, а перерасход средств составил 189% от запланированного бюджета.

В то же время, заказчики ИС стали выдвигать все больше требований, направленных на обеспечение возможности комплексного использования корпоративных данных в управлении и планировании своей деятельности.

Таким образом, возникла насущная необходимость формирования новой методологии построения информационных систем.

Уже в 2004г. неудачными оказались только 18% проектов. При этом оказались выполненными в срок и в рамках бюджета уже 28% от общего числа проектов.

Цель методологии построения информационных систем заключается в регламентации процесса проектирования ИС и обеспечении управления этим процессом с тем, чтобы гарантировать выполнение требований, как к самой ИС, так и к характеристикам процесса разработки.

Основными задачами, решению которых должна способствовать методология проектирования корпоративных ИС, являются следующие:

· обеспечивать создание корпоративных ИС, отвечающих целям и задачам организации, а также предъявляемым требованиям по автоматизации деловых процессов заказчика;

· гарантировать создание системы с заданным качеством в заданные сроки и в рамках установленного бюджета проекта;

· поддерживать удобную дисциплину сопровождения, модификации и наращивания системы;

· обеспечивать преемственность разработки, т.е. использование в разрабатываемой ИС существующей информационной инфраструктуры организации (задела в области информационных технологий).

Внедрение методологии должно приводить к снижению сложности процесса создания ИС за счет полного и точного описания этого процесса, а также применения современных методов и технологий создания ИС на всем жизненном цикле.

Сово­купность стадий и этапов, которые проходит ИС в своем разви­тии от момента принятия решения о создании системы до момен­та прекращения функционирования системы, называется жизнен­ным циклом ИС.

Проектирование ИС охватывает три основные области:

· проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных;

· проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;

· учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т.п.

Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта. Цель проекта - решение ряда взаимосвязанных задач, включающих в себя обеспечение на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации следующих параметров:

· требуемой функциональности системы и уровня ее адаптивности к изменяющимся условиям функционирования;

· требуемой пропускной способности системы;

· требуемого времени реакции системы на запрос;

· безотказной работы системы;

· необходимого уровня безопасности;

· простоты эксплуатации и поддержки системы.

Процесс создания ИС делится на ряд этапов (стадий), ограниченных некоторыми временными рамками и заканчивающихся выпуском конкретного продукта (моделей, программных продуктов, документации и пр.).

Рис. 5. Стадии жизненного цикла ИС

Обычно выделяют следующие этапы создания ИС:

1. формирование требований к системе (планирование и анализ),

2. проектирование,

3. реализация,

4. тестирование,

5. ввод в действие,

6. эксплуатация и сопровождение.

На стадии анализа деятельности организации формируются требования к ИС, корректно и точно отражающие цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в требования к разработке проекта ИС.

Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки.

Современные инструментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям. Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочисленных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа.

На стадии проектирования проектируются модели данных и процессы обработки данных.

Проектировщики в качестве исходной информации используют результаты анализа. Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных.

Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, для спецификации (описания) всех модулей ИС. Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню, вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы.

Конечными продуктами этапа проектирования являются:

· схема базы данных (на основании ER-модели, разработанной на этапе анализа) - требования к информационному обеспечению;

· набор спецификаций модулей системы (они строятся на базе моделей функций) - требования к программному обеспечению;

· модель архитектуры ИС.

Разработка архитектуры ИС включает в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем), а так же следующих характеристик:

· будет ли это архитектура " файл-сервер" или " клиент-сервер";

· будет ли это 3-уровневая архитектура со следующими слоями: сервер, ПО промежуточного слоя (сервер приложений), клиентское ПО;

· будет ли база данных централизованной или распределенной. Если база данных будет распределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться;

· будет ли база данных однородной, то есть, будут ли все серверы баз данных продуктами одного и того же производителя (например, все серверы только Oracle или все серверы только DB2 UDB). Если база данных не будет однородной, то какое ПО будет использовано для обмена данными между СУБД разных производителей (уже существующее или разработанное специально как часть проекта);.

· будут ли для достижения должной производительности использоваться параллельные серверы баз данных (например, Oracle Parallel Server, DB2 UDB и т.п.).

Стадия проектирования завершается разработкой технического проекта ИС.

На стадии реализации осуществляется создание программного обеспечения системы, установка технических средств, разработка эксплуатационной документации.

Стадия тестирования обычно оказывается распределенной во времени.

1 этап.

После завершения разработки отдельного модуля системы выполняют автономный тест, который преследует две основные цели:

· обнаружение отказов модуля (жестких сбоев);

· соответствие модуля спецификации (наличие всех необходимых функций, отсутствие лишних функций).

2 этап.

Модуль включается в состав разработанной части системы и группа сгенерированных модулей проходит тесты связей, которые должны отследить их взаимное влияние.

3 этап.

Далее группа модулей тестируется на надежность работы:

а) тесты имитации отказов системы (насколько хорошо система восстанавливается после сбоев программного обеспечения, отказов аппаратного обеспечения).

б) тесты наработки на отказ (определяет степень устойчивости системы при штатной работе и позволяет оценить время безотказной работы системы). В комплект тестов устойчивости должны входить тесты, имитирующие пиковую нагрузку на систему.

4 этап.

Весь комплект модулей проходит системный тест - тест внутренней приемки продукта, показывающий уровень его качества. Сюда входят тесты функциональности и тесты надежности системы.

5 этап.

Приемо-сдаточные испытания. Тест предусматривает показ информационной системы заказчику и должен содержать группу тестов (контрольный пример), моделирующих реальные бизнес-процессы, чтобы показать соответствие реализации требованиям заказчика.

С точки зрения реализации перечисленных аспектов в тех­нологиях проектирования ИС модели жизненного цикла, опре­деляющие порядок выполнения стадий и этапов, претерпевали существенные изменения. Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:

· каскадная модель (до 70-х годов) - последовательный переход на следующий этап после завершения предыдущего;

· итерационная модель (70 - 80-е годы) - с итерационными воз­вратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа;

· спиральная модель (80 - 90-е годы) - прототипная модель, пред­полагающая постепенное расширение прототипа ИС.

Каскадная модель. Для этой модели жизненного цикла 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 надежности оправдывала себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приво­дит к их практической нереализуемости.

Итерационная модель. Создание комплексных ИС предпо­лагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу-вверх» обусловливает необходимость таких итерационных возвра­тов, когда проектные решения по отдельным задачам комплекту­ются в общие системные решения и при этом возникает потреб­ность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассог­ласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры создан­ной ИС, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходи­мость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки ИС заканчивается этапом внедрения, за кото­рым начинается жизненный цикл создания новой ИС.

Спиральная модель. Используется подход к организации про­ектирования ИС «сверху-вниз», когда сначала определяется со­став функциональных подсистем, а затем постановка отдельных задач. Соответственно сначала разрабатываются такие общесис­темные вопросы, как организация интегрированной базы данных, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов за­дач программирование осуществляется по направлению от голов­ных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы взаимодей­ствия интерфейсов программных модулей между собой и с базой данных, а на второй план - реализация алгоритмов.

В основе спиральной модели жизненного цикла лежит при­менение прототипной технологии или RAD-технологии (rapid application development - технологии быстрой разработки приложений) - J. Martin. Rapid Application Development. New York: Macmillan, 1991.

Согласно этой технологии ИС разрабатывает­ся путем расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода. Естественно, что при прототипной технологии сокращается чис­ло итераций и меньше возникает ошибок и несоответствий, ко­торые необходимо исправлять на последующих итерациях, а само проектирование ИС осуществляется более быстрыми темпами, упрощается создание проектной документации. Для более точ­ного соответствия проектной документации разработанной ИС все большее значение придается ведению общесистемного репозитория и использованию CASE-технологий.

Жизненный цикл при использовании RAD-технологии пред­полагает активное участие на всех этапах разработки конечных пользователей будущей системы и включает четыре основные стадии информационного инжиниринга:

· анализ и планирование информационной стратегии. Пользова­тели вместе со специалистами-разработчиками участвуют в идентификации проблемной области;

· проектирование. Пользователи принимают участие в техничес­ком проектировании под руководством специалистов-разра­ботчиков;

· конструирование. Специалисты-разработчики проектируют ра­бочую версию ИС с использованием языков 4-го поколения;

· внедрение. Специалисты-разработчики обучают пользователей работе в среде новой ИС.

5. Каноническое проектирование ИС

Состав стадий и этапов канонического проектирования 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.

В основе канонического проектирования лежит каскадная модель жизненного цикла ИС.

Каноническое проектирование делится на четыре стадии в соответствии с жизненным циклом ИС:

1. Предпроектная стадия.

2. Стадия проектирования.

3. Стадия внедрения.

4. Стадия эксплуатации и сопровождения.

I. Предпроектная ста­дия

Основное назначение «Предпроектной ста­дии» заключается в обосновании экономической целесообразно­сти создания ИС и формулировании требований к ней.

На «Предпроектной стадии» принято выделять два основных этапа:

· сбор материалов обследования;

· анализ материалов обследования и разработка технико-экономического обосно­вания (ТЭО) и технического задания (ТЗ).

В результате выполнения первого этапа проектировщи­ки получают материалы обследования, которые должны со­держать полную и достоверную информацию, описывающую изу­чаемую предметную область - предприятие, в том числе:

· цель функ­ционирования;

· организационную структуру системы и объекта управления, т.е. его управленческие отделы, цехи, склады и хозяй­ственные службы;

· функции управления, выполняемые в этих под­разделениях;

· протекающие в под­разделениях технологические процессы обра­ботки управленческой и экономической информации;

· описание мате­риальных потоков и процессов их обработки;

· ресурсные ограничения.

После выполнения второго этапа проектировщики получают количественные и качественные характеристики информационных потоков, описание их структуры и мест обработки, объемов выполняемых операций и трудоемкости их обработки.

На основе этих материалов разрабатываются два документа: «Тех­нико-экономическое обоснование проектных решений» (ТЭО), со­держащее расчеты и обоснование необходимости разработки ИС для предприятия и выбираемых технологических и проектных ре­шений, и «Техническое задание» (ТЗ), в состав которого вхо­дят требования к создаваемой системе и ее отдельным компонен­там: программному, техническому и информационному обеспече­нию и целевая установка на проектирование новой системы.

Для сложных ИС иногда на этой стадии включают третий этап - разработку «Эскизного проекта». На этапе «Эскизного проекта» сформулированные ранее требования служат основой для разработки предварительных решений по ИС в целом и от­дельным видам обеспечения.

II. Стадия проектирования

Вторая стадия «Техно-рабочее проектирование» выпол­няется в два этапа:

· техническое проектирование

· рабочее про­ектирование.

На этапе «Техническое проектирование» выполняются рабо­ты по логической разработке и выбору наилучших вариантов про­ектных решений, в результате чего создается «Технический про­ект». Этап «Рабочее проектирование» связан с физической реали­зацией выбранного варианта проекта и получением документации «Рабочего проекта».

При наличии опыта проектирования эти этапы иногда объединяются в один, в результате выполнения которого получают «Техно-рабочий проект» (ТРП).

III. Внедрение проекта

Третья стадия «Внедрение проекта» включает в себя три этапа:

· подготовка объекта к внедрению проекта;

· опытное вне­дрение проекта;

· сдача проекта в промышленную эксплуатацию.

На этапе «Подготовка объекта к внедрению проекта» осуще­ствляется комплекс работ по подготовке предприятия к внедре­нию разработанного проекта ИС. На этапе «Опытное внедре­ние» осуществляют проверку правильности работы некоторых частей проекта и получают исправленную проектную докумен­тацию и «Акт о проведении опытного внедрения». На этапе «Сда­ча проекта в промышленную эксплуатацию» осуществляют комп­лексную системную проверку всех частей проекта, в результате которой получают доработанный «Техно-рабочий проект» и «Акт приемки проекта в промышленную эксплуатацию».

Внедрение может осуществляться с использованием следую­щих методов:

· последовательный метод, когда последовательно внедряется одна подсистема за другой и одна задача следует за другой задачей;

· параллельный метод, при котором все задачи внедряются во всех подсистемах одновременно;

· смешанный подход, согласно которому проектировщики, вне­дрив несколько подсистем первым методом и накопив опыт, приступают к параллельному внедрению остальных.

Недостатком первого подхода является увеличение длитель­ности внедрения, что ведет за собой рост стоимости проекта. При использовании второго подхода сокращается время внедрения, но возникает возможность пропуска ошибок в проектной доку­ментации, поэтому чаще всего используют смешанный метод вне­дрения проекта ИС.

Для планирования проведения всех видов испытаний разрабатывается документ " Программа и методика испытаний". Разработчик документа устанавливается в договоре или ТЗ. В качестве приложения в документ могут включаться тесты или контрольные примеры.

IV. Эксплуатация и сопровождение проекта

Четвертая стадия - «Эксплуатация и сопровождение проекта» включает этапы:

· эксплуатация проекта;

· сопровождение;

· модернизация проекта.

На этапе «Эксплуатация проекта» получают информацию о работе всей системы в целом и отдельных ее компонентов и соби­рают статистику о сбоях системы в виде рекламаций и замечаний, которые накапливаются для выполнения следующего этапа.

На этапе «Сопровождение проекта» выполняются два вида работ: лик­видируются последствия сбоев в работе системы и исправляются ошибки, не выявленные при внедрении проекта, а также осуще­ствляется модернизация проекта.

В процессе модернизации проект либо дорабатывается, т.е. расширяется по составу подсистем и за­дач, либо производится перенос системы на другую программную или техническую платформу с целью адаптации ее к изменяющим­ся внешним и внутренним условиям функционирования, в резуль­тате чего получают документы модернизированного «Техно-ра­бочего проекта».

Основные документы ЖЦ