Проектирование АИС

НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОЗДАНИЯ АИС.

Основные понятия проектирования АИС

В общем плане АИС включает в себя: пользователя(потребителя), информационные ресурсы, носители информации, средства сбора, хранения обработки информации, средства передачи информации.

В основе проектирования АИС лежат две взаимосвязанные составляющие:

- стандарты проектирования;

- методика проектирования.

Основные понятия, подходы и определения проектирования АИС регламентируются тремя видами конструкторской и программной документации:

1. единой системой конструкторской документации(ЕСКД);
2. единой системой программной документации(ЕСПД);
3. комплексом руководящих документов на АИС.

Состав проектной документации – это комплекс стандартов и руководящих документов на АИС ГОСТ 24.104-85, ГОСТ 34.003-90, ГОСТ 34.201-90 включает в себя методические указания на информационные технологии и автоматизированные системы, а также требования к содержанию документов.

Цель проектирования- выявление относительно простой внутренней структуры, называемой архитектурой системы.

АИС разрабатывается как некоторый проект. Многие особенности управления проектами и фазы разработки проекта(фазы жизненного цикла) являются общими, не зависящими не только от предметной области, но и от характера проекта. Понятие проект является сложным понятием и для него трудно подобрать однозначную формулировку.

Проект – это ограниченное по времени целенаправленное изменение отдельной системы с изначально четко определенными целями, достижение которых определяет завершение проекта, а также с установленными требованиями к срокам, результатам, риску, рамкам расходования средств и ресурсов и к организационной структуре.

Для экономических систем под проектом ЭИС будем понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ЭИС в конкретной программно-технической среде.

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

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

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

Форма участия соисполнителей в разработке проекта системы может быть различной. Наиболее распространенной является фор­ма, при которой каждый соисполнитель выполняет проектные ра­боты от начала до конца для какой-либо части разрабатываемой системы. Обычно это бывает функциональная подсистема или вза­имосвязанный комплекс задач управления. Реже встречается фор­ма участия соисполнителей, при которой отдельные соисполните­ли выполняют работы на отдельных этапах процесса проектирования. Возможен вариант, при котором функции заказчика и разра­ботчика совмещаются, то есть ЭИС проектируется собственными силами.

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

Технология проектирования ЭИС - это совокупность методо­логии и средств проектирования ЭИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта ЭИС)

Методология(концепция + метод)

Инструментальные средства Организация

проектирования проектирования

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

Так, технологический процесс проектирования ЭИС в целом делится на совокупность последовательно-параллельных, связан­ных и соподчиненных цепочек действий, каждое из которых мо­жет иметь свой предмет. Действия, которые выполняются при про­ектировании ЭИС, могут быть определены как неделимые техно­логические операции или как подпроцессы технологических операций. Все действия могут быть собственно проектировочны­ми, которые формируют или модифицируют результаты проекти­рования, и оценочными действиями, которые вырабатывают по установленным критериям оценки результатов проектирования.

Таким образом, 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.

Предметом любой выбираемой технологии проектирования должно служить отражение взаимосвязанных процессов проек­тирования на всех стадиях жизненного цикла ЭИС.

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 ЭИС 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 ЭИС, которые могут также поддер­живаться набором специфических средств.

Методы проектирования ЭИС 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 ЭИС 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 ЭИС;

• типового проектирования, предполагающего конфигурацию ЭИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

Оригинальное (индивидуальное) проектирование ЭИС 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 ЭИС, среди которых выделяются два основных

класса: каноническая и индустриальная технологии (табл. 2.1). Индустриальная технология проектирования, в свою очередь, разбивается на два подкласса: автоматизированное (использова­ние CASE-технологий) и типовое (параметрически-ориентиро­ванное или модельно-ориентированное) проектирование. Ис­пользование индустриальных технологий проектирования не ис­ключает использования в отдельных случаях канонической технологии.

Таблица 2.1 Характеристики классов технологий проектирования

Класс технологии	Степень	Степень	Степень
проектирования	автоматизации	типизации	адаптивности
Каноническое	Ручное	Оригинальное	Реконструкция
проектирование	проектирование	проектирование
Индустриальное	Компьютерное	Оригинальное	Реструктуризация
автоматизирован-	проектирование	проектирование	модели (генерация
ное проектирова-			ЭИС)
ние
Индустриальное	Компьютерное	Типовое	Параметризация и
типовое проекти-	проектирование	сборочное	реструктуризация
рование		проектирование	модели (конфигу-
			рация ЭИС)

Для конкретных видов технологий проектирования свойствен­но применение определенных средств разработки ЭИС, которые поддерживают выполнение как отдельных проектных работ, эта­пов, так и их совокупностей. Поэтому перед разработчиками ЭИС, 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 ЭИС;

• технически, программно и информационно совместимыми;

• простыми в освоении и применении;

• экономически целесообразными.

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

Средства проектирования без использования ЭВМ применя­ются на всех стадиях и этапах проектирования ЭИС. 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 ЭИС 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.

Таким образом, средства данного подкласса поддерживают отдельные операции проектирования ЭИС и могут применяться независимо друг от друга.

Ко второму подклассу относят средства, поддержи­вающие проектирование отдельных компонентов проекта ЭИС. 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 ЭИС: ввода информации, организации хранения и доступа к данным, вычислений, анализа и отображения данных, приня­тия решений.

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

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

1) по охватываемым этапам процесса разработки ЭИС;

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

Проектирование АИС является творческим процессом. Каждый проект проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния, когда «проекта еще нет», до состояния, когда «проекта уже нет». Совокупность ступеней развития от возникновения идеи до полного завершения проекта принято разделять на стадии(фазы, этапы). В определении количества стадий(фаз) и их содержания имеются некоторые отличия, но тем не менее суть содержания жизненного цикла разработки АИС в раз­личных подходах одинакова.