СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Отличительная черта проектирования информационных сис­тем (ИС) — коллективное проектирование. В связи с этим важное значение приобретает методология, основной целью которой яв­ляется уменьшение цикличности и увеличение линейности проек­тирования.

Проектирование можно рассматривать как процесс, который дает начало изменениям в искусственной среде. Такое определение акцентирует внимание на последствиях внедрения. Проектиров­щик должен предвидеть конечный результат осуществления своего проекта и определять меры, необходимые для достижения этого ре­зультата. Важной чертой современного проектирования является усиление аспекта, отражающего изменения, которые должны про­изойти в среде использования результатов проектирования (произ­водстве, экономике, управлении, образовании и т.п.). Основные принципы и закономерности проектирования определяются систе­мотехникой.

Системотехника — направление в кибернетике, изучающее во­просы планирования, проектирования, конструирования и поведе­ния сложных информационных систем, основу которых составля­ют универсальные средства преобразования информации — элек­тронные вычислительные машины (ЭВМ).

Проектирование можно представить как цикл, каждая итерация которого отличается большей детализацией и меньшей общностью (рис. 7.2.)

Основными свойствами процесса проектирования являются ди­вергенция, трансформация, конвергенция.

Дивергенция— расширение границ проектной ситуации с целью обеспечения более обширного пространства поиска решения.

Трансформация— стадия создания принципов и концепций (исследование структуры проблемы).

Конвергенцияохватывает традиционное проектирование (про­граммирование, отладка, проработка деталей).

Учитывая сложность проектирования ИС следует заострить внимание на трудностях этого процесса:

• предположение о конечном результате проектирования при­ходится делать еще до того, как исследованы средства его достиже­ния;

• часто случается, что в ходе исследования событий в обратном порядке (от конечного результата) обнаруживаются непредвиден­ные трудности или открываются новые, более благоприятные воз­можности;

Рис. 7.2. Процесс проектирования

• самая интересная и самая сложная часть разработки — это как раз поиск решения путем изменения формулировки задачи.

Основными особенностями исходных данных для проектирова­ния ИС являются следующие:

• большое число действий, подлежащих реализации (много­функциональность) ;

• значительный объем и сложность ограничений на взаимосвя­зи проектируемой системы с окружением и трудности их формаль­ного описания;

• распределенный и асинхронный режим обработки данных;

• многообразие используемых информационных объектов и их свойств;

• нечеткость требований, их субъективный характер;

• неполнота требований, их расширение в процессе проектиро­вания, необходимость учета развития системы.

Перечисленные особенности исходных данных обосновыва­ют необходимость развития такого направления в проектирова­нии информационных систем как функциональные специфика­ции (ФС).

Функциональные спецификации— это часть исходных данных для проектирования информационно-управляющей системы, определяющая, что должна сделать система и как она должна быть взаимосвязана с окружением. Разработка ФС тесно связа­на с обоснованием включения тех или иных действий в функ­циональные требования, но не заменяет его. Для математиче­ски определенного действия достаточно включить его наимено­вание с указанием типов исходных данных. Однако при проек­тировании ИС именно выявление сущности выполняемого дей­ствия составляет один из важнейших элементов проектирова­ния.

Процесс проектирования ИС требует больших временных, тру­довых и материальных затрат, а ошибки при реализации проекта приводят к значительным экономическим потерям. Поэтому важна оценка риска проекта, при этом рассматривают характеристики трех составляющих:

• заказчика;

• исполнителя;

• проекта.

Характеристики заказчика, влияющие на оценку риска проекта:

• стабильность организационной структуры;

• удовлетворенность заказчика организационной структурой;

• уровень формализации процессов обработки данных в суще­ствующей технологии;

• существующий уровень автоматизации процессов сбора и об­работки данных;

• уровень подготовки кадров в области автоматизированной технологии обработки данных.

Характеристики исполнителя, влияющие на оценку риска про­екта:

• опыт разработки прикладного программного обеспечения (ПО);

• опыт работы с системным ПО;

• опыт работы с техническими средствами;

• предполагаемая смена технической и программной среды;

• наличие в группе специалистов в данной предметной области. Общие показатели проекта, влияющие на оценку его риска:

• уровень охвата автоматизацией процессов обработки данных;

• наличие территориально разнесенных подразделений;

• объем обрабатываемых данных;

• наличие прототипов;

• требования к времени ответа;

• требования к достоверности данных;

• требования к надежности;

• требования к обслуживающему персоналу;

• характер обработки данных (сбор, поиск, представление, оп­тимизация).

Проектирование информационных систем будем рассматривать в следующих трех аспектах:

• стадии разработки;

• модели представления;

• уровни детализации.

Стадии разработки определяют в наиболее общей форме со­став действий по проектированию ИС, их последовательность и требования к составу и содержанию проектной документации. Стадии разработки регламентируются ГОСТами и отраслевыми стандартами.

Модели представления определяют совокупность понятий (ви­дов элементов и отношений между ними), привлекаемых для опи­сания проектных решений в рамках конкретной предметной облас­ти на определенной стадии разработки, выбранной методики про­ектирования.

Уровни детализации определяют иерархическую декомпозицию компонентов проектируемой системы. Они могут регламентиро­ваться в рамках определенной методики проектирования.

Модель представления — это синтаксически и семантически оп­ределенная средствами ядра совокупность конфигураций, позво­ляющая описывать, анализировать и документировать заданные ас­пекты проектируемой системы на заданных стадиях разработки с различными уровнями детализации ее элементов.

Предлагается ввести пять основных моделей представления для проектирования информационных систем:

• функциональная модель;

• модель данных;

• модель пользовательского интерфейса;

• структура программных модулей;

• логика.

Первые две модели представления в качестве основных исполь­зуют следующие виды элементов:

• действие;

• данное;

• систему;

• объект;

• атрибут.

Функциональная модель ориентирована на описание систем, способных выполнять действия над данными.

Модель данных ориентирована на описание структуры инфор­мационных объектов, их функциональных взаимосвязей, необхо­димых для поддержания заданных действий.

Указанные две модели взаимно дополняют друг друга, разраба­тываются совместно и не требуют привлечения понятий языков программирования высокого уровня.

Модель пользовательского интерфейса ориентирована на опи­сание взаимодействий пользователей с проектируемой системой, состава форм представления и команд управления заданиями.

Структура программных модулей ориентирована на описание статической структуры программой системы и опирается на поня­тия языков программирования высокого уровня.

Логика ориентирована на описание потока управления (после­довательности выполнения) операторов программной системы и действий пользователей.

Для представления структуры ИС может быть использована ин­формационно-логическая модель, основу описания которой пред­ставляет граф, отражающий типизированные связи между типизи­рованными компонентами. Каждый компонент представляется па­рой: <имя типаХимя компонента>

Каждая связь представляется совокупностью элементов:

<имя типа>

<имя исходного компонента>

<имя вида отношения>

<имя типа>

<имя связанного компонента>

Метаобъекты— это базовые компоненты для конструирования модели предметной области.

Виды элементов— это экземпляры конкретного метаобъекта.

Модель представления конкретной предметной области есть описание совокупности видов элементов и их взаимосвязей.

Элемент — это экземпляр вида элемента.

Конкретные проектные данные представляются в виде совокуп­ности элементов и их разнообразных взаимосвязей.

Используется три вида цепочек связей:

метаобъект.<имя метаобъекта> — описание структуры метаобъектов;

<имя метаобъекта.<имя вида элемента> — описание структуры видов элементов;

<имя вида элемента>.<имя элемента> — описание связей эле­ментов.

Важным элементом проектирования ИС является ядро моделей представления функциональных спецификаций, опирающееся на следующие компоненты: конфигурацию и структуру.

Конфигурацияопределяется как граф, представляющий интере­сующий разработчика аспект проектируемой системы. Вершинам этого графа ставятся в соответствие элементы различных видов системы. Дугам графа ставятся в соответствие интересующие отно­шения между элементами.

С дугами и вершинами могут быть связаны разнообразные ко­личественные меры, задаваемые соответствующими функциями принадлежности.

Структура— это совокупность конфигураций. Таким образом, структура системы определяется через множество выбранных видов элементов, множество элементов, множество рассматриваемых ви­дов отношений и множество функций принадлежности, характери­зующих количественно связи элементов.

Структура(лат. structure) — прочная, относительно устойчивая связь (отношение) и взаимодействие элементов, сторон, частей предмета, явления, процесса как целого.

Ядро— это система понятий, посредством которой можно оп­ределять интересующие разработчика конфигурации и структуры проектируемой системы. Основными понятиями ядра являются:

вид_элемента — определяет устойчивый для конкретной пред­метной области набор свойств, объединяющий конкретные проек­тируемые компоненты в группы;

вид_отношения — определяет устойчивые для конкретной предметной области группы связей между проектируемыми компо­нентами;

отношение — определяется видами элементов, вступающими во взаимосвязь и видом отношения, задающим семантику связей.

Ядро позволяет описывать требуемые виды отношений, виды элементов и отношения.

На рис. 7.3 показана схема ядра моделей представления функ­циональных спецификаций ИС.

Синтаксис языка функциональных спецификаций представлен в виде синтаксических диаграмм на рис. 7.4.

Рис. 7.3. Схема ядра моделей представления функциональных спецификаций ИС

Рис. 7.4. Синтаксис языка функциональных спецификаций ПО

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: