Тема 5. Жизненный цикл (ЖЦ) информационной системы, типовые этапы. Сущность системного подхода

Жизненный цикл (ЖЦ) - ряд событий, происходящих с системой в процессе ее создания и использования.

На каждом из этапов ЖЦ необходимо учитывать множество факторов и условий, чтобы осуществить эффективно без применения системного применения системного подхода невозможно.

Сущность системного подхода состоит в учете взаимосвязей между элементами системы, между системой и внешней средой, в учёте развития подсистемы в настоящем и перспектив развития в будущем. Рассматривая работу одного элемента системы, нельзя забывать о связях, существующих между различными элементами системы, а также между системой и внешней средой.

Системный подход заключается в нескольких этапов.

1. Планирование и анализ требований (предпроектная стадия) – системный анализ – исследование и анализ существующей ИС, определение требований к создаваемой ИС, оформление технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на разработку ИС.

2. Проектирование – разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций и состава обеспечивающих подсистем.

3. Реализация – разработка и настройка программ, наполнение БД, создание рабочих инструкций, формирование рабочего проекта.

4. Внедрение – ведётся отладка систем.

5. Эксплуатация, сопровождение и модернизация – сбор статистики о функционировании ИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации ИС и её выполнение. Важной чертой ЖЦ является его повторяемость.

В настоящее время известны и используются следующие модели жизненного цикла:

Каскадная модель (рис. 5.1) предусматривает последовательное выполнение всех этапов проекта в строго фиксированном порядке. Переход на следующий этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе.

Поэтапная модель с промежуточным контролем (рис. 5.2). Разработка ИС ведется итерациями с циклами обратной связи между этапами. Межэтапные корректировки позволяют учитывать реально существующее взаимовлияние результатов разработки на различных этапах; время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.

Спиральная модель (рис. 5.3). На каждом витке спирали выполняется создание очередной версии продукта, уточняются требования проекта, определяется его качество, и планируются работы следующего витка. Особое внимание уделяется начальным этапам разработки - анализу и проектированию, где реализуемость тех или иных технических решений проверяется и обосновывается посредством создания прототипов (макетирования).

Рис. 5.1. Каскадная модель ЖЦ ИС

Рис. 5.2. Поэтапная модель с промежуточным контролем

Рис. 5.3. Спиральная модель ЖЦ ИС

Каскадная модель жизненного цикла АИС. Достоинства и недостатки

Каскадная модель- это модель демонстрирует классический подход к разработке различных систем в любых областях.

Каскадная модель предусматривает последовательную организацию работ, причем основной особенностью является разбиение всей разработки на этапы и переход с одного этапа на следующий происходит только после того как полностью завершены все работы на предыдущем этапе. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, для того чтобы иметь возможность при необходимости продолжить разработку других команды разработчиков.

Основные этапы разработки по каскадной модели:

1.Анализ требований заказчика.

2.Проектирование.

3.Разработка.

4.Тестирование.

5.Сдача готового продукта.

Достоинства:

1. На каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, на заключительных этапах разрабатывается также пользовательская документация, охватывающая предусмотренные стандартами видов обеспечения.

2. Выполнение в логической последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения и соответствующих затрат.

Недостатки:

1. Существуют задержки в получении результатов, проявляется в том, что из-за последовательного подхода к разработке согласования результатов с заинтересованными сторонами производится после завершения предыдущего этапа.

2. Ошибки и недоработки на любом из этапов, проявляющихся как правило на последующих этапах работ, что производит к необходимости возврата назад.

Спиральная модель жизненного цикла АИС. Достоинства и недостатки

В отличие от каскадной модели предполагает итерационный процесс разработки ИС, при этом возрастает значение начальных этапов, таких как анализ и проектирование.

Каждая итерация представляет собой законченный цикл разработки, приводящий к выпуску внутренней или внешней версии изделия, которая совершенствуется от итерации к итерации.

Итерация – это один виток спирали.

Таким образом, каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии программного продукта, на нем уточняются цели и характеристики проекта, планируются работы на следующем витке спирали.

Использование спиральной модели позволяет осуществить переход на следующий этап, не дожидаясь полного завершения текущего, - недоделанную работу можно выполнить на следующей итерации.

Достоинства:

1. Итерационная разработка упрощает внесение изменений в проект при изменении требований заказчика.

2. Отдельные элементы ИС постепенно объединяются в одно целое.

3. Уменьшение уровня риска.

4. Итерационная разработка обеспечивает наибольшую гибкость управления проектом.

5. Более устойчивая и надежная система.

Недостатки:

Основная проблема спиральной модели определение перехода на следующий этап. Для этого необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов.

Требования, предъявляемые к ИС

Мобильность – независимость системы от среды, в которой она работает.

Масштабируемость – возможность увеличения количества пользователей.

Распределенность – возможность географического расширения использования АИС, при сохранении данных на одном сервере.

Сетевые возможности – использование широкого диапазона сетевых протоколов и служб для работы и администрирования.

Процессы, протекающие на протяжении жизненного цикла АИС

1. Основные процессы (разработка, эксплуатация, сопровождение, приобретение, поставка)

2. Вспомогательные – обеспечивают выполнение основных процессов (документирование, оценка качества, аудит, разрешение проблем). Среди них одно из главных мест занимает управление конфигурацией, оно позволяет организовать и систематически учитывать и контролировать внесения изменений в различные компоненты ИС.

3. Организационные процессы (управление разработкой, создание инфраструктуры проекта, обучение персонала, контроль за сроками и качеством выполнения работы).

Тема 6. Стадии создания автоматизированной системы (АС) (ГОСТ 34.602-89)

Таблица 6.1

Содержание (этапы) стадий «Формирование требований к автоматизированной системе» и «Разработка концепции системы».

Стадия	Этапы работы
1. Формирование требований к АИС	1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС 2. Формирование требований пользователя к АС 3. Оформление отчёта о выполненной работе и заявки на разработку АС (тактико-техническое задание)
2. Разработка концепций АС	1. Изучение объекта 2. Поведение необходимых научно-исследовательских работ 3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователя 4. Оформление счёта о выполненной работе
3. Техническое задание	1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС
4. Эскизный проект	1. Разработка предварительных проектных решений по системе и её частям 2. Разработка документации на АС и её части
5. Технический проект	1. Разработка проектных решений по системе и её частям 2. Разработка документации на АС и её части 3. Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и (или) технических требований (технических заданий) на их разработку
6. Рабочая документация (проект)	1. Разработка рабочей документации на систему и её части 2. Разработка и адаптация программ
7. Ввод в действие	1. Подготовка объекта автоматизации к вводу в действие 2. Подготовка персонала 3. Комплектующие АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплектами, информационными изделиями) 4. Строительно-монтажные работы 5. Пусконаладочные работы 6. Проведение предварительных испытаний 7. Проведение опытной эксплуатации 8. Проведение приёмочных испытаний
8. Сопровождение АИС	1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами 2. Послегарантийное обслуживание

Суть технического задания на создание АС. Разделы ТЗ

Суть ТЗ: Проработка выборок и утверждения основных технических, организационных, информационных и других решений.

Разделы:

1. Общие (Сведения о проекте)

2. Назначение и цель создания

Назначение системы - вид автоматизированной деятельности и перечень объектов автоматизации.

Цели создания - наименование и требуемые значения технических, технологических и др. характеристик объектов автоматизации.

3. Характеристика объектов автоматизации (Приводятся краткие сведения об объектах)

4. Требование к системе

- требование к системе в целом указывают требования к структуре функционирования системы, к численности и квалификации раб., надежности и безопасности, к защите.

- требования к функциям выполняемые системой – приводят перечень функций и решаемых задач подлежащих автоматизации.

- требования к видам обеспечения – в зависимости от вида системы требуется и определяется обеспечение.

5. Состав и содержание работ по созданию систем (Должен содержать перечень стадий и этапов работ.)

6. Порядок контроля системы – виды, состав метода испытания системы

7. Требование к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие

8. Требование к документированию

9. Источники разработки (документы и информационные материалы)

Содержание раздела технического задания «Требования к системе»

Требования к системе состоит из подразделов:

1. требование к системе в целом указывает требование к структуре и функционированию систем, требования к численности и квалификации работников, к надёжности и безопасности работников системы, к защите информации от несанкционированного использования

2. требования к функциям (задачам) выполняемым системой - приводится перечень функций, подлежащих автоматизации, и решаемых задач по обеспечению данных функций.

Содержание стадии «Технический проект»

Стадия	Этапы работы
Пояснительная записка	Основание для разработки, перечень разработчиков и краткая характеристика и объекта
Функциональная и организационная структура системы	Обоснование выделяемых подсистем, их перечень и назначение. Перечень задач в каждой подсистеме и связи между ними.
Постановка задач и алгоритмы решения	Организационно-экономическая сущность задачи, математическая модель решения задачи, входная и выходная информация, алгоритм решения задачи.
Организация информационной базы	Совокупность унифицированных документов обработки.
Система математического обеспечения	Обоснованность выбора системы программирования.
Принцип построения комплекса технических средств	Описание и обоснование схемы технологического процесса обработки данных
Расчет экономической эффективности	Сводная смета затрат, связанных с эксплуатацией системы
Мероприятия по подготовке объекта к внедрению системы	Перечень организационных мероприятий по совершенствованию бизнес-процессов.

Тема 7. АСУ. Определение, классификация по различным признакам

АСУ – это комплекс технических и программных средств совместимых с организационными структурами, обеспечивающими управление объекта производства научно-производственной среде.

АСУ – это человеко-машинный система обеспечивающий автоматизацию, сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности. При этом оптимизация управления состоит в выборе такого управления, при котором достигается экстремальное значение некоторого критерия характеристик качества управления.

Классификация АСУ по признакам

1. По типу объекта управления:

- Автоматизированные системы управления техническими процессами имеет дело с технологическими процессами, сложными техническими устройствами, различными установками и оборудованием. Основной системой передачи является различные сигналы (электрические, механические, звуковые, оптические

- АИС организационного управления – имеют дело с объектами экономической и социальной природы – основной формой информационного обмена между объектом и органом управления является документ.

- Интегрированные – объединение функции АСУ в различных комбинациях.

2. По уровню иерархии: общегосударственные, отраслевые, региональные, АСУ, объединяющие несколько предприятий, АСУ предприятия или организации.

3. По степени автоматизации и степени управления:

- Информационно-справочная система – (технические средства исполняются главным образом для автоматического сбора, передачи и обработки информации)

- Система обработки данных (АСОД)

- Собственно АСУ – советующие, управляющие

Цель разработки и внедрения АСУ: улучшение качества управления системами различных видов, которое достигается:

- своевременным предоставлением в помощь АСУ полной и достоверной информации управлением персоналом для принятия решений

- применение математических методов и моделей для принятия оптимальных решений

Принципы разработки АСУ.

1. Принцип новых задач – он гласит, что при автоматизации не следует переводить на ПК уже сложившиеся методы управления, а необходимо пересмотреть эти методы в соответствии с теми требованиями (возможностями), которые предоставляет вычислительная техника.

2. Принцип системного подхода (принцип узких мест) – он гласит, что проект АСУ должно основываться на полном анализе объекта и системного управления и лишь после такого анализа определяем степень и этапность автоматизированного решения задачи управления.

3. Принцип первого руководителя – руководство должно личным примером поддерживать процесс изменения в управлении и учить этому своих сотрудников.

4. Принцип нелинейного развития системы – в системе должно постоянно находиться отражение развития экономики, науки и техники.

Тема 8. Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ)

АСНИ представляют собой программно-аппаратные комплексы, обрабатывающие данные, поступающие от различного рода экспериментальных установок и измерительных приборов, и на основе их анализа облегчающие обнаружение новых эффектов и закономерностей.

Типовая структура АСНИ

Блок связи с измерительной аппаратурой преобразует к нужному виду информацию, поступающую от измерительной аппаратуры. В базе данных хранится информация, поступившая из блока связи, а также заранее введенная с целью обеспечения работоспособности системы.

Расчётный блок, выполняя программы из ГГПП, производит все математические расчёты, в которых может возникнуть потребность в ходе научных исследований. Расчёты могут выполняться по требованию самого исследователя, или блока имитационного моделирования, при этом на основе математических моделей воспроизводится процесс, происходящий во внешней среде.

Экспертная система моделирует рассуждения специалистов данной предметной области. С её помощью исследователь может классифицировать наблюдаемые явления, диагностировать течение исследуемых процессов.

АСНИ получили широкое распространение в тех современных областях науки и техники, которые имеют дело с использованием больших объёмов информации. К ним прежде всего относятся:

-физика плазмы и твёрдого тела;

-радиофизика, электроника;

- астрономия, космические исследования (обработка информации, получаемой с искусственных спутников для нужд НХ);

-геология, геофизика, исследование Мирового океана, экологические исследования;

-биология, медицина; - химическая технология;

- экономика, социальные исследования, право и языкознание.

АСНИ отличаются от других типов АС (АСУ, САПР) характером информации, получаемой на выходе системы. Прежде всего, это обработанные или обобщённые экспериментальные данные, но главное - полученные на основе этих данных математической модели исследуемых объектов, явлений или процессов. Адекватность и точность таких моделей обеспечивается всем комплексом методических, программных и др. средств системы.

В АСНИ могут использоваться также готовые математической модели для изучения поведения тех или иных объектов и процессов, а также для уточнения самих этих моделей.

Тема 9. Системы автоматизированного проектирования (САПР)

Близкими по своей структуре и функциям к АСНИ являются САПР.

Проектирование новых изделий - основная задача изобретателей и конструкторов -протекает в несколько этапов, таких как формирование замысла, поиск физических принципов, обеспечивающих реализацию замыслов и требуемые значения параметров

конструкции, поиск конструктивных решений, их расчёт, обоснование, создание опытного образца, разработка технологий промышленного изготовления.

Если формирование замысла и поиск физических принципов чисто творческие, не поддающиеся автоматизации этапы, то при конструировании и расчётах с успехом могут быть применены САПР.

Вместо блока связи с измерительной аппаратурой в САПР имеется блок формирования заданий. Проектировщик вводит в блок техническое задание на проектирование, в котором указаны цели, которые необходимо достичь при проектировании, и все ограничения, которые нельзя нарушить. Блок подготовки технической документации облегчает создание этой документации для последующего изготовления изделия.

В настоящее время САПР является неотъемлемым атрибутом крупных конструкторских бюро и проектных организаций, работающих в различных предметных областях.

Дата добавления: 2014-01-07