Технологія створення інформаційної системи

Технологія структурного аналізу проекту SАDТ основана на структурному аналізі. SА - графічна мова, що використовується для ясного вираження ієрархічних і функціональних зв'язків між будь-якими об'єктами та діями. Структура системи, представлена графічно, виділяє інтерфейси між компонентами структурно, модульне й ієрархічно. SADT - включає процедури планування управління розробкою і управління конфігурацією, засоби організації працюючих спеціалістів у бригади та зв'язки між ними. SADT успішно застосовується у різних сферах. Метод особливо ефективний на раннніх і пізніх стадіях розвитку системи і менш ефективний при деталізації. У той самий час, дозволяючи кожному проектувальнику створювати незалежні діаграми, можна дістати додаткові труднощі у процесі їх перегляду.

НІРО (Ієрархія плюс Вхід, Обробка, Вихід) - метод ієрархічних діаграм, розвинений фірмою ІВМ. Основні ха­рактеристики:

1) здатність надавати зв'язок між вхідними/вихідними даними та процесом обробки;

2) можливість декомпозувати систему ієрархічно, не залучаючи надмірно дрібні деталі;

3) використання трьох елементів — входу, обробки, виходу. Об­робка (процес) специфікується як центральний блок діаграми і з'єд­наний з елементами, що складають вхід і вихід.

Основна процедура проектування з використанням НІРО:

1) почати з найвищого рівня абстракції;

2) ідентифікувати вхід, обробку і вихід;

3) з`єднати кожний елемент входу й виходу з відповідною оброб­кою;

4) документувати кожний елемент системи, використовуючи НІРО діаграми;

5) деталізувати діаграму, використовуючи кроки І—4.

У методологіях орієнтованих на дані виділяються компоненти проекту, основані на даних. Це так звана об'єктно-орієнтована методологія проектування і методологія проектування концептуальних баз даних. Оскільки обидві технології відносяться до методу формалізації специфікацій, спочатку розглянемо концепцію методів формальних специфікацій.

Програми можуть бути побудовані методично (систематично) ви­ходячи з формальних специфікацій на дані, а якими вони працюють. Базуючись на формальних специфікаціях, можна розробити прийоми автоматичного програмування і доведення правильності програм. Особлива увага приділяється абстракціям даних.

Об'єктно-оріентсвана методологія проектування о снована на концепціях приховування інформації і абстрактних типів даних. Такий підхід розглядає всі ресурси (дані, модулі та сис­теми), що виступають як об'єкти. Кожен об'єкт містить деяку струк­туру даних (або тип даних), обрамлену набором процедур, які знають, як маніпулювати з цими даними. Використовуючи цю методологію, розробник може створити свій власний абстрактний тип і відобразити проблемну сфера у ці створені ним абстракції замість традиційного відображення проблемної сфери у передбачені структури, що управ­ляють, і структури даних мови реалізації. Подібний підхід рекла­мується як більш натуральний, ніж методології, орієнтовані на оброб­ку (на процес), через змогу створювати у процесі проектування різні види абстракції типів даних. На цьому шляху розробник може скон­центруватися на проектні системи, не хвилюючись про деталі інформаційних об'єктів, які використовуються у системі,

Основні дії, що реалізуються методологією:

1) визначити проблему;

2) розвинути неформальну стратегію, що являє собою загальну послідовність кроків, яка задовольняє вимоги до системи;

3) формалізувати стратегію;

а) ідентифікувати об'єкти та їхні атрибути;

б) ідентифікувати операції над об'єктами;

в) встановити інтерфейси;

г) реалізувати операції.

Методологія, основана на проектуванні концептуальних баз даних належить до класу методологій, орієнтованих на дані, і покликана дати проектувальнику методичні вказівки у процесі трансформації специфікацій у концептуальну схему бази даних. Цей підхід ставить за мету установити уніфіковану концептуальну модель з багатшим се­мантичним значенням і використовувати концепцію абстракцій даних для спрощення проектування. У дійсності це різновид подання знань, який простягається від проблем реального світу до коду, який виконує ЕОМ. Процес проектування розглядається як процес побудови моделі. Відомі методи конструювання концептуальної моделі, основані на прийомах узагальнення/специфікації. Передбачається, що проектант починає з визначення найбільш загальних, натурально виникаючих класів об'єктів і подій проблемної сфери. Далі деталі програмної си­стеми вводяться послідовними ітераціями описання підкласів уже по­даних класів і специфікацій взаємодій у цих класах.

Попередньо розглянуті методи працюють на модульному рівні. Метод, який використовується на кодовому рівні проектування, відомий під назвою “Структурне програмування”. Метод оснований на передбаченні, що код у модулі легче читається, пишеться і супровод­жується, якщо він сконструйований з фіксованого набору базових структур, які не виключають оператор ООТО. Доведено, що будь-яка складна система може бути подана з використанням трьох базових структур: прямування, ітерація і вибір. Структурне програмування охоплює чотири тісно пов'язані проблеми: методологію програмування, нотацію, коректність, верифікацію. Практика показала, що структурне програмування саме собою не дуже ефективне під час проектування великих систем. Для досягнення максимальної надійності і зни-кення вартості слід об'єднати прийоми структурного програмування з методологією проектування архітектури, включаючи бригаду головного програміста, проектування зверху - вниз, бібліотеки, що підтримує процес розвитку проекту і т. ін.

Відомо три передумови інформаційної технології. Перша передумова полягає в тому, що в центрі сучасної обробки даних містяться самі дані (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Модель даних

Дані створюються, зберігаються та супроводжуються за допомогою програмного забезпечення. Процеси зліва створюють і модифікують дані, справа – використовують їх у відповідях на запити, в процесі пошуку необхідних даних, аналізу та прийняття рішень. Дані можуть представляти багато систем даних.

Друга передумова – типи даних не змінюються.

Об’єкт – це щось, про що ми зберігаємо дані. Наприклад: працюючі, замовники, обладнання тощо. Типи об’єктів не змінюються протягом терміну існування виробництва, за винятком поодиночних доповнень нових типів об’єктів. Типи атрибутів, які ми зберігаємо для цих об’єктів, також змінюються рідко. Значення даних змінюються постійно, але їх структура дуже рідко, якщо дані були добре спроектовані.

Третя передумова – кожне виробництво є динамічним, а отже, процедури обробки даних змінюються швидко і часто. Бажано, щоб системні аналітики та кінцеві користувачі могли їх часто змінювати, максимально пристосовуючи до конкретних вимог.

Висновок: основні типи даних відносно стабільні; процедури обробки даних швидко змінюються; програми, процеси, мережі й апаратура ЕОМ також змінюються. Тому методи, орієнтовані на дані, якщо їх правильно використовувати, мають успіх там, де методи, орієнтовані на процедури, його не мають. Коли необхідну інфраструктуру даних визначено, то можна швидко отримати результати, користуючись високорівневими мовами баз даних чи іншими. Тому важливим є перший крок з тріади модель – алгоритм – програма, тобто створення моделі об’єкта та побудова стратегічного плану чи структури даних (будемо розглядати в інших темах).

Методи створення інформаційної системи також можемо класифікувати за ступенем автоматизації проектних робіт: оригінальний, типовий, автоматизований.

За допомогою оригінального (індивідуального, немашинного, одиничного) методу створюються індивідуальні проектні рішення, специфічні для кожного окремого об’єкта. Переваги його в тому, що в результаті отримуємо оригінальний проект, який повною мірою відбиває всі особливості відповідного об’єкта. Але є й недоліки: висока трудомісткість і великі терміни проектування інформаційної системи, низький показник функціо­нальної надійності, погана модернізованість і супроводження інформа­ційної системи. Тривалість сталого функціонування становить близько року, а потім потрібно модернізувати проектні рішення.

Методи типового проектування припускають поділ системи, яку створюємо, на багато складових компонентів (функцій, алгоритмів і т.п.) і створення для кожного з них закінченого проектного рішення, яке потім з деякими модифікаціями, якщо вони потрібні, будуть використані при проектуванні інформаційної системи. Залежно від рівня декомпозиції системи їх поділяють на:

елементний – використання типових проектних рішень;

компонентний – використання пакетів прикладних програм;

об’єктний – використання типових проектів інформаційної системи.

Суть елементного проектування полягає в тому, що декомпозиція інформаційної системи виконується на рівні задач і окремих проектних рішень з інформаційного, технічного, програмного та інших видів забез-печення. Для кожного такого елемента створюються типові проектні рішення.

Переваги: модульний принцип побудови; спрощення документування, оскільки оформлена у вигляді проектної документації ТПР може вся чи з деякими модифікаціями використовуватись у проекті інформаційної системи; наявність готових програмних продуктів і можливість їх використання.

Недоліки: значне зниження трудомісткості (на 30 %) порівняно з оригінальним; тривалі терміни розробки інформаційної системи; низька функціональна надійність (до двох років); погана модернізованість; відсутність засобів автоматизованого ведення бібліотеки ТПР, комплексування та інформаційна погодженість ТПР.

Даним методом були розроблені ТПР АСУП (СССР), PROSPRO i BICEPS (США).

Суть компонентного проектування полягає в більш високій інтег­рації типових елементів на рівні функцій.

Переваги: модульна побудова засобів проектування; можливість використання одних і тих самих компонентів для різних об’єктів; наявність опробованих програмних засобів.

Недоліки: відсутність засобів модернізації та супроводження інфор­маційної системи, що функціонує; відсутність автоматизованої системи комплектування компонентів; недостатність засобів, які забезпечують функціональну надійність до трьох років; висока трудомісткість проектування порівняно з елементним скороченням на 25 %.

Цим методом були розроблені ІСУВ (інформаційна система управління виробництвом) (СССР), SOSP (ГДР), PICS I COPICS (США).

Суть об’єктного проектування полягає в тому, що типовим елементом виступає система керування об’єктом в цілому, тобто створюється типовий проект інформаційної системи для узагальненого об’єкта із деякого класу об’єктів керування.

Переваги: проектування інформаційної системи зводиться до підго­товки та впровадження типового проекту; трудомісткість порівняно з елементним скорочується в 2 – 3 рази.

Недоліки: кількість об’єктів, для яких може бути ефективно використаний відповідний проект, незначна, і тому потрібна велика кількість типових проектів; низький рівень адаптації та функціонально нестійкі, слабкі засоби модернізації та супроводження; дуже високі вимоги щодо кваліфікації розробників; розроблений типовий проект швидко морально старіє внаслідок зміни методів господарювання та вдосконалення КТЗ.

Цим методом були розроблені АСУ: «Львів», «Кунцево», «Барнаул», «Сігма», LAMBDA (Італія), MARS 3 (США).

Основні положення методу автоматизованого проектування (САПР) ще остаточно не встановлено, але є незначний досвід. Суть САПР ІС полягає в можливості побудови та підтримки в системі проектування деякої глобальної інформаційної моделі об’єкта керування. Модель містить у формалізованому вигляді опис сукупностей інформаційних компонентів і відношень між ними, включаючи їх зв’язки та алгоритмічні взаємодії.

Переваги: наявність актуальної моделі об’єкта; комплексне охоплення проектування засобами, включеними до САПР; можливість інтер­активної взаємодії з ЕОМ на всіх етапах проектування та функціонування системи; зниження трудомісткості проектування в 2 – 10 разів порівняно із ППП; досить високий рівень функціональної і адаптивної надійності.

Недоліки: відпрацьована загальна теорія САПР ІС; малий досвід практичного використання САПР ІС; складність експлуатації САПР ІС; висока вартість розробки САПР ІС.

Цим методом були розроблені САПР МАРС, АРІУС та ін.

Засоби створення ІС поділяються на інструментальні та об’єктні.

Інструментальні засоби створення ІС орієнтовані безпосередньо на процес проектування та призначені для підвищення продуктивності праці розробника (наприклад, документатор програм, генератор програм і т.п.).

Об’єктні засоби створення ІС також знижують трудомісткість проектних робіт, але головним результатом їх застосування є проектні рішення (наприклад, ППП, ТП).

Низку засобів можна віднести до тієї чи іншої групи; крім того, вони можуть дублювати один одного, тому однією із задач, яку ми розв’язуємо при плануванні робіт по створенню інформаційної системи, є правильний вибір засобів проектування щодо конкретних умов застосування.

Засоби створення ІС повинні:

комплексно охоплювати процес створення ІС;

бути сумісними;

бути легкими в освоєнні та простими в користуванні;

бути універсальними у своєму класі;

мати можливість організувати процес проектування в режимі інтерактивної взаємодії розробника з ЕОМ;

давати змогу створювати адаптивні ІС;

бути економічно ефективними.

Засоби створення ІС розглянемо в рамках методів створення ІС.

Для оригінального методу характерні: стандартні засоби операційних систем; процедури, що реалізують типові процеси обробки даних; окремі інструментальні засоби створення ІС.

Для типового методу характерним є те, що й для попереднього, а також типові компоненти, оформлені у вигляді типових проектних рішень, пакетів прикладних програм і типових ІС.

Для автоматизованого проектування характерні: стандартні засоби операційних систем, взаємопов’язаний комплекс інструментальних засобів створення ІС, засоби модернізації ІС, що функціонує.

Технологією проектування інформаційної системи є сукупність методів і засобів створення ІС, використовуваних організаційних прийомів і технічних засобів, орієнтованих на створення чи модернізацію проекту ІС.

Основою технології створення ІС є технологічний процес, під яким розуміємо діяльність колективу спеціалістів, спрямовану на розробку проекту інформаційної системи, який задовольняє необхідні споживчі якості, за умови використання відповідних засобів проектування та виділених ресурсів.

Технологічний процес визначає дії, їх послідовність, виконавців, засоби та ресурси, необхідні для виконання цих дій. Технологія створення інформаційної системи має поширюватися на весь життєвий цикл відповідної системи.

Технологічний процес поділяється на окремі стадії, етапи чи складові частини.

1. За стадіями та етапами створення системи, які закінчуються складанням конкретної проектної документації. Сам процес створення може бути розірваним у часі чи виконуватись іншим колективом. На кожному із цих етапів існує своя технологія його здійснення з відповідними технологічними операціями, які враховують особливості виконання робіт на даному етапі.

2. Технологічні процеси проектування окремих складових частин системи: компоненти, функції, комплекси задач, задачі, процеси, програми чи за окремими видами забезпечення системи.

Технологія створення інформаційної системи має формуватися зважаючи на те, що засобів проектування багато, їх кількість постійно збільшується і для кожного з них потрібно створювати свою технологію застосування. Велика кількість різних технологічних процесів створення інформаційної системи зумовлена різноманіттям засобів і методів проектування, специфікою економічних об’єктів, кваліфікаційним складом і рівнем професійної підготовки проектних колективів, орієнтацією на різні комплекси технічних засобів. Тому технологічний процес потрібно поділити на технологічні операції (модулі), під якими розуміємо самостійну частину технологічного процесу, в якій визначено вхід, вихід, перетворювач, ресурси та засоби.

Входом і виходом можуть бути документи, параметри, дані чи знання про технологічну операцію чи об’єкт. Перетворювач – це методика, формалізований алгоритм чи машинний алгоритм перетворення входу технологічної операції в її вихід. Перетворювачі можуть бути ручні, людино-машинні та автоматичні (машинні). Ресурси – це нормоване значення трудових, матеріальних, фінансових і технічних ресурсів. Засоби ми розглядали раніше.

Дата добавления: 2014-12-16