Обученный персонал для ведения проектной деятельности. Проектирование автоматизированной системы складского учета с использованием CASE-средства Rational Rose II. Общая характеристика и основные результаты

Соблюдение приведенных принципов необходимо при выполнении работ на всех стадиях создания и функционирования АИС и АИТ, т.е. в течение всего их жизненного цикла.

Жизненный цикл (ЖЦ) - период создания и использования АИС (АИТ), начиная с момента возникновения необходимости в данной автоматизированной системе и заканчивая моментом ее выхода из употребления.

Жизненный цикл АИС и АИТ позволяет выделить четыре основные стадии, каждая стадия проектирования разделяется на ряд этапов и предусматривает соответствующие работы:

I стадия - предпроектное обследование:

1-й этап - формирование требований, изучение объекта проектирования, разработка и выбор варианта концепции системы;

2-й этап - анализ материалов и формирование документации - создание и утверждение технико-экономического обоснования и технического задания на проектирование системы на основе анализа материалов обследования, собранных на первом этапе.

II стадия - проектирование:

1-й этап - техническое проектирование, где ведется поиск наиболее рациональных проектных решений по всем аспектам разработки, создаются и описываются все компоненты системы, а результаты работы отражаются в техническом проекте;

2-й этап - рабочее проектирование, в процессе которого осуществляется разработка и доводка программ, корректировка структур баз данных, создание документации на поставку, установку технических средств и инструкций по их эксплуатации, подготовка для каждого пользователя должностных инструкций. Технический и рабочий проекты могут объединяться в единый документ - технорабочий проект.

III стадия - ввод системы в действие:

1-й этап - подготовка к внедрению - установка и ввод в эксплуатацию технических средств, загрузка баз данных и опытная эксплуатация программ, обучение персонала;

2-й этап - проведение опытных испытаний всех компонентов системы перед передачей в промышленную эксплуатацию, обучение персонала;

3-й этап (завершающая стадия создания АИС и АИТ) - сдача в промышленную эксплуатацию; оформляется актами приема-сдачи работ.

IV стадия - промышленная эксплуатация - кроме повседневного функционирования включает сопровождение программных средств и всего проекта, оперативное обслуживание и администрирование баз данных.

5. Методы ведения проектировочных работ

Создание автоматизированных информационных систем и технологий может осуществляться по двум вариантам. Первый вариант предполагает, что этой работой занимаются специализированные фирмы, имеющие профессиональный опыт подготовки программных продуктов конкретной ориентации. По второму варианту, проектированием и созданием разработок занимаются проектировщики-программисты, находящиеся в штате предприятий, где создаются новые информационные технологии и системы.

В процессе разработки автоматизированных систем, рабочих мест и технологий проектировщики сталкиваются с рядом взаимосвязанных проблем:

Проектировщику сложно получить исчерпывающую информацию для оценки формулируемых заказчиком (пользователем) требований к новой системе или технологии.

Заказчик нередко не имеет достаточных знаний о проблемах автоматизации, чтобы судить о возможности реализации тех или иных инноваций. В то же время проектировщик сталкивается с чрезмерным количеством подробных сведений о проблемной области, что вызывает трудности моделирования и формализованного описания информационных процессов и решения функциональных задач.

Спецификация проектируемой системы из-за большого объема и технических терминов часто непонятна заказчику, а чрезмерное ее упрощение не может удовлетворить специалистов, создающих систему.

С помощью известных аналитических методов можно разрешить некоторые из перечисленных проблем, однако радикальное решение дают только современные структурные методы, среди которых центральное место занимает методология структурного анализа.

Структурным анализом называется метод исследования системы, который начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру с все большим числом уровней.

Структурный анализ предусматривает разбиение системы на уровни абстракции с ограниченным числом элементов на каждом из уровней (обычно от 3 до 6-7). На каждом уровне выделяются лишь существенные для системы детали.

Методология структурного анализа базируется на принципах декомпозиции и принцип иерархического упорядочивания.

Принцип декомпозиции предполагает решение трудных задач путем разбиения их на задачи легкие для понимания и решения.

Принцип иерархического упорядочивания декларирует, что система может быть понята и построена по уровням, каждый из которых добавляет новые детали.

На предпроектной стадии проводится изучение и анализ всех особенностей объекта проектирования с целью уточнения требований заказчика. В частности, выявляется совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему (аппаратные и программные ресурсы; внешние условия ее функционирования; состав людей и работ, имеющих к ней отношение и участвующих в информационных и управленческих процессах), производится описание выполняемых системой функций и т.п.

На этом этапе определяются:

Архитектура системы, ее функции, внешние условия, распределение функций между аппаратными средствами и программным обеспечением;

Интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;

Требования к программным и информационным компонентам системы, необходимые аппаратные ресурсы, требования к базе данных, физические характеристики компонентов системы, их интерфейсы.

Качество дальнейшего проектирования решающим образом зависит от правильного выбора методов анализа, сформулированных требований к вновь создаваемой технологии.

Методы, используемые на стадии предпроектного обследования, подразделяются на:

- Методы изучения и анализа фактического состояния объекта или технологии. Эти методы позволяют выявить узкие места в исследуемых процессах и включают: устный или письменный опрос; письменное анкетирование; наблюдение, измерение и оценку; групповое обсуждение; анализ задач; анализ производственных и управленческих процессов.

В целом методы изучения и анализа фактического состояния управленческой деятельности и существующей технологии решения задач предназначены для сбора необходимых материалов и формирования основы для проектирования АИС и АИТ.

- Методы формирования заданного состояния . Основываются на обосновании всех составных частей АИС исходя из целей, требований и условий заказчика. К данным методам, представляющим собой рабочие средства проектировщиков, относятся методы: моделирование процесса управления; структурное проектирование; декомпозиция; анализ информационного процесса.

- Метод моделирования процесса управления. В процессе изучения объекта проектирования строятся экономико-организационные и информационно-логические модели. Они отражают хозяйственные и управленческие отношения, а также связанные с ними информационные потоки.

- Метод структурного проектирования позволяет разделить весь комплекс задач на обозримые и поддающиеся анализу подкомплексы (модули).

- Метод декомпозиции модулей предусматривает дальнейшее разбиение подкомплексов задач на отдельные задачи, показатели.

- Анализ информационных процессов предназначен для выявления и представления взаимосвязи между результатом, процессом обработки и вводом данных. Он используется также для анализа и формирования информационных связей между рабочими местами работников управления, специалистов, технического персонала и информационными технологиями. С этой целью описываются входная и выходная информация, а также алгоритм обработки информации применительно к каждому рабочему месту.

- Методы графического представления фактического и заданного состояний предусматривают использование наглядного представления процессов обработки информации. К наиболее известным из них относятся блок-схемный метод, методы стрелочных диаграмм, сетевых графиков, таблиц последовательности операций прохождения процессов.

Если на предпроектной стадии должны быть сформулированы в техническом задании требования к созданию АИС и АИТ, то проектирование должно дать ответ на вопрос: «Как система будет удовлетворять предъявленным к ней требованиям?».

В результате выполнения этапов проектирования должен быть получен проект системы в рамках бюджета выделенных ресурсов.

Этапы проектирования включают следующее основные работы:

Разработку целей и организационных принципов АИС;

Формирование варианта АИС и АИТ;

Отладка программ;

Опытная эксплуатация;

Сдача проекта АИС и АИТ.

В процессе организации проектирования принимаются разнообразные решения, влияющие на динамику и качество выполнения работ. Поэтому для каждого этапа проектирования определяются: ожидаемые результаты и документы; персональные функции руководителя; решения, принимаемые руководителем; функции заказчика и разработчика АИС и АИТ.

В состав проектной и исполнительной документации входят: инструкции рабочих процессов, программы для рабочих мест, инструкции по оформлению документов, рекомендации по использованию информации, методов, таблиц решений и т.д.

В современных условиях АИС, АИТ и АРМ, как правило, не создаются на пустом месте. Потребность в своевременной, качественной, оперативной информации и оценка ее как важнейшего ресурса в управленческих процессах, а также последние достижения научно-технического прогресса вызывают необходимость перестройки функционирующих АИС и создания АИС и АИТ на новой технической и технологической базах.

Автоматизированная информационная система управления проектами

Автоматизированная информационная система управления проектами - это инструмент программного обеспечения, который специально настраивается под требования и нужды компании. Такая система повышает эффективность проектного управления за счет того, что поддерживает практически все процессы управления проектом на протяжении всех его жизненных циклов.

ИСУП может включать в себя следующие функции:

· Автоматизация оборота всех документов внутри компании

· Автоматизация управления задачами по планированию и контролю хода проекта

· Ведение архивов по всей проектной информации

· Программа управления ресурсами проекта

· Эффективный инструмент для коммуникаций между участниками проектной деятельности

На рис.1 можно увидеть обобщенный жизненный цикл проекта и то, какие функции требуются от управленца на разных стадиях проекта. Именно для того, чтобы поддерживать эти функции и используется программное обеспечение

Рисунок 1. Обобщенный цикл проекта и типы ПО для поддержки управленческих функций

Для анализа проекта на прединвестиционной стадии необходимы программы, позволяющие оценить основные показатели проекта и обосновать, насколько эффективны будут капиталовложения. После инициации проекта необходимо использовать программы, обеспечивающие календарное планирование и контроль ведения работ проекта. Не менее важно обеспечить эффективный обмен информацией и использовать программы для поддержки групповой работы участников проекта и документооборота.

Наиболее известными программными решениями для внедрения ИСУП являются такие программы как Microsoft Enterprise Project Management 2010 и Oracle Primavera.

Проектный офис

Любой бизнес-процесс внутри компании становится более эффективным при существовании поддерживающей его структуры - это в полной мере относится и к управлению проектами. Проектный офис - подразделение, деятельность которого направлена в первую очередь на упорядочивание и развитие деятельности по ведению проектов внутри компании. Проектный офис - это организационная структура, которая отвечает за обеспечение организационного и методологического проектного управления .

Состав проектного офиса определяется обычно именно исходя из целей компании и целей, которые будут стоять перед Проектным офисом. Обычно формируется команда из руководителя, методолога и специалиста по планированию и отчетности, дальнейшие должности могут быть добавлены по необходимости. Ими могут быть: аудитор, менеджер по обучению, специалист по портфельному управлению, куратор проектов и т.д. На рис.2 изображен пример организационно-штатной структуры Проектного офиса.

Рисунок 2. Организационно-штатная структура Проектного офиса

Условно функции Проектного офиса можно разделить на базовые и расширенные. Базовыми функциями считаются те, которые используются всеми проектными офисами, расширенные же подбираются индивидуально для каждой компании и зависят от задач, поставленных перед каждым конкретным Проектным офисом.

К базовым функциям относятся: разработка методологии управления проектами и контроль над ее соблюдением; формирование реестра проектов и создание сводной отчетности по ним; помощь в планировании и реализации проектов по запросу от проектной группы или на постоянной основе. К расширенным функциям могут относиться: аудит проектов; развитие ИСУП, обучение проектному управлению; портфельное управление и т.д.

Обученный персонал для ведения проектной деятельности

Для того, чтобы компания могла развиваться и адаптироваться ко всем нововведениям, необходим квалифицированный персонал. Правильно обученные кадры можно привлекать из других организаций или воспитать внутри самой организации.

Методы обучения могут быть пассивными и активными, индивидуальными и групповыми, с отрывом от места работы и без . Практически все названные методы могут дополнять друг друга, так сегодня обучение внутри организации может часто совещаться с обучением в учебном заведении. К наиболее популярным методам обучения персонала относятся: наставничество, чтение лекций, проведение деловых игр, смена рабочего места, конференции и семинары, и разбор конкретных кейсов.

Этапы развития CASE-систем

За последнее десятилетие сформировалось новое направление в проектировании информационных систем - автоматизированное проектирование с помощью CASE-средств. Термин CASE (Computer Aided System/Software Engineering) первоначально относился только к автоматизации разработки программного обеспечения; сейчас он охватывает процесс разработки сложных АИС в целом .

Изначально CASE-технологии развивались с целью преодоления недостатков структурной методологии проектирования (сложности понимания, высокой трудоемкости и стоимости использования, трудности внесения изменений в проектные спецификации и т. д.) за счет автоматизации и интеграции поддерживающих средств.

CASE-технологии не существуют сами по себе, не являются самостоятельными. Они автоматизируют и оптимизируют использование соответствующей методологии, дают возможность повысить эффективность ее применения.

Другими словами, CASE-технологии представляют собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанную комплексом взаимосвязанных средств автоматизации, которые позволяют в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех стадиях разработки и сопровождения АИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей .

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования АИС - от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл АИС. Наибольшая потребность в использовании CASE-систем испытывается на начальных этапах разработки - на этапах анализа и спецификации требований к АИС. Допущенные здесь ошибки практически фатальны, их цена значительно превышает цену ошибок поздних этапов разработки.

Основные задачи CASE-средств состоят в том, чтобы отделить начальные этапы (анализ и проектирование) от последующих и не обременять разработчиков деталями среды разработки и функционирования системы.

В большинстве современных CASE-систем применяются методологии структурного и/или объектно-ориентированного анализа и проектирования, основанные на использовании наглядных диаграмм, графов, таблиц и схем.

При грамотном применении CASE-инструментария достигается значительный рост производительности труда, составляющий (по оценкам зарубежных фирм пользователей CASE-технологий) от 100 до 600 % в зависимости от объема, сложности работ и опыта работы с CASE. При этом изменяются все фазы жизненного цикла АИС, но наибольшие изменения касаются фаз анализа и проектирования (табл. 2.5, 2.6) .

Таблица 2.5. Оценки трудозатрат по фазам жизненного цикла АИС

Таблица 2.6. Сравнение использования CASE и традиционнойразработки

Применение CASE-средств не только автоматизирует структурную методологию и дает возможность использовать современные методы системной и программной инженерии, но и предоставляет другие преимущества (рис. 2.22), в частности:

1. улучшает качество разрабатываемого программного обеспечения за счет средств автоматической генерации и контроля;

2. позволяет уменьшить время создания прототипа АИС, что дает возможность на ранних этапах оценить качество и эффективность проекта;

3. ускоряет процесс проектирования и разработки;

4. позволяет многократно использовать разработанные компоненты;

5. поддерживает сопровождение АИС;

6. освобождает от рутинной работы по документированию проекта, так как использует встроенный документатор;

7. облегчает коллективную работу над проектом.

Рис. 2.22. Преимущества разработки АИС с использованием CASE-технологий: а - коэффициент уменьшения стоимости проекта; б - коэффициент уменьше­ния временных затрат на разработку

В основе большинства CASE-средств лежат четыре главных понятия: методология, метод, нотация, средство [ 11,15, 16].

Методология определяет руководящие указания для оценки и выбора решений при проектировании и разработке АИС, этапы работы, их последовательность, правила распределения и назначения методов.

Методы - процедуры генерации компонентов и их описаний.

Нотации предназначены для описания общей структуры системы, элементов данных, этапов обработки, могут включать графы, диаграммы, таблицы, блок-схемы, формальные и естественные языки.

Средства - инструментарий для поддержки и усиления методов; поддерживает работу пользователей при создании и редактировании проекта в интерактивном режиме, помогает организовать проект в виде иерархии уровней абстракции, осуществляет проверки соответствия компонентов.

Классификация CASE-средств

До сих пор не существует устойчивой классификации CASE-средств, определены только подходы к классификации в зависимости от различных классификационных признаков. Ниже приведены некоторые из них .

Ориентация на технологические этапы и процессы жизненного цикла АИС:

1. средства анализа и проектирования. Используются для создания спецификаций системы и ее проектирования. Они поддерживают широко известные методологии проектирования;

2. средства проектирования баз данных. Обеспечивают логическое моделирование данных, генерацию структур БД;

3. средства управления требованиями;

4. средства управления конфигурацией программного обеспечения. Поддерживают программирование, тестирование, автоматическую генерацию ПО из спецификаций;

5. средства документирования;

6. средства тестирования;

7. средства управления проектом. Поддерживают планирова­ние, контроль, взаимодействие;

8. средства реверсного инжиниринга, предназначенные для переноса существующей системы в новую среду.

Поддерживаемые методологии проектирования [ 11, 12, 15, 16]:

1. функционально-ориентированные (структурно-ориентированные);

2. объектно-ориентированные;

3. комплексно-ориентированные (набор методологий проектирования).

Поддерживаемые графические нотации построения диаграмм:

1. с фиксированной нотацией;

2. с отдельными нотациями;

3. с наиболее распространенными нотациями.

Степень интегрированности:

1. вспомогательные программы (Tools), самостоятельно решающие автономную задачу;

2. пакеты разработки (Toolkit), представляющие собой совокупность средств, обеспечивающих помощь для одного из классов программных задач;

3. наборы интегрированных средств, связанных общей базой проектных данных - репозиторием, автоматизирующие все или часть работ разных этапов создания АИС (Workbench).

Коллективная разработка проекта:

1. без поддержки коллективной разработки;

2. ориентированные на разработку проекта в режиме реального времени;

3. ориентированные на режим объединения подпроектов.

Типы CASE-средств:

1. средства анализа (Upper CASE); среди специалистов называются средствами компьютерного планирования. С помощью этих CASE-средств строят модель, отражающую всю существующую специфику. Она направлена на понимание общего и частного механизмов функционирования, имеющихся возможностей, ресурсов, целей проекта в соответствии с назначением фирмы. Эти средства позволяют проводить анализ различных сценариев, накапливая информацию для принятия оптимальных решений;

2. средства анализа и проектирования (Middle CASE); считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры АИС. Основной результат использования среднего CASE-средства состоит и значительном упрощении проектирования системы, так как проектирование превращается в итеративный процесс работы с требованиями к АИС. Кроме того, средние CASE-средства обеспечивают быстрое документирование требований;

3. средства разработки ПО (Lower); поддерживают системы разработки программного обеспечения АИС. Содержат системные словари и графические средства, исключающие необходимость разработки физических спецификаций - имеются системные спецификации, которые непосредственно переводятся в программные коды разрабатываемой системы (при этом автоматически генерируется до 80 % кодов). Главными преимуществами нижних CASE-средств являются значительное уменьшение времени на разработку, облегчение модификаций, поддержка возможностей работы с прототипами.

CASE-средства, кроме того, классифицируют по типу и архитектуре вычислительной техники, а также по типу операционной системы .

В настоящее время рынок программных продуктов представлен самым разнообразным ПО, в том числе и CASE-средствами практически любого из перечисленных классов.

Характеристики CASE-средств

Silverrun. CASE-средство Silverrun американской фирмы Computer Systems Advisers, Inc. (CSA) используется для анализа и проектирования АИС бизнес-класса и ориентировано вбольшей степени на спиральную модель ЖЦ. Оно применимо для поддержки любой методологии, основанной на раздельном построении функциональной и информационной моделей (диаграмм потоков данных и диаграмм «сущность-связь») .

Настройка на конкретную методологию обеспечивается выбором требуемой графической нотации моделей и набора правил проверки проектных спецификаций. В системе имеются готовые настройки для наиболее распространенных методологий: DATARUN (основная методология, поддерживаемая Silverrun), Gane/Sarson, Yourdon/DeMarco, Merise, Ward/Mellor, Information Engineering. Для каждого понятия, введенного в проекте, имеется возможность добавления собственных описателей. Архитектуpa Silverrun позволяет наращивать среду разработки по мере необходимости.

Silverrun имеет модульную структуру и состоит из четырех модулей, каждый из которых является самостоятельным продуктом и может приобретаться и использоваться отдельно.

1. Модуль построения моделей бизнес-процессов в форме диаграмм потоков данных Business Process Modeler (BPM) позволяет моделировать функционирование автоматизируемой организации или создаваемой АИС. Возможность работы с моделями большой сложности обеспечена функциями автоматической перенумерации, работы с деревом процессов (включая визуальное перетаскивание ветвей), отсоединения и присоединения частей модели для коллективной разработки. Диаграммы могут изображаться в нескольких предопределенных нотациях, включая Yourdon/DeMarco и Gane/Sarson. Имеется также возможность создавать собственные нотации, например в число изображаемых на схеме дескрипторов добавлять определенные пользователем поля.

2. Модуль концептуального моделирования данных Entity-Relationship eXpert (ERX) обеспечивает построение моделей данных «сущность-связь», не привязанных к конкретной реализации. Встроенная экспертная система позволяет создавать корректную нормализованную модель данных посредством ответов на содержательные вопросы о взаимосвязи данных. Предусмотрено автоматическое построение модели данных из описаний структур данных. Анализ функциональных зависимостей атрибутов дает возможность проверить соответствие модели требованиям третьей нормальной формы и обеспечить их выполнение. Проверенная модель передается в модуль Relational Data Modeler.

3. Модуль реляционного моделирования Relational Data Modeler (RDM) позволяет создавать детализированные модели «сущность-связь», предназначенные для реализации в реляционной БД. В этом модуле документируются все конструкции, связанные с построением базы данных: индексы, триггеры, хранимые процедуры и т. д. Гибкая изменяемая нотация и расширяемость репозитория позволяют работать по любой методологии. Возможность создавать подсхемы соответствует подходу ANSI SPARC к представлению схемы БД. На языке подсхем моделируются как узлы распределенной обработки, так и пользовательские представления. Этот модуль обеспечивает проектирование и полное документирование реляционных БД.

4. Менеджер репозитория рабочей группы Workgroup Repository Manager (WRM) применяется как словарь данных для хранения общей для всех моделей информации, а также обеспечивает интеграцию модулей Silverrun в единую среду проектирования.

Достоинством CASE-средства Silverrun являются высокая гибкость и разнообразие изобразительных средств построения моделей, а недостатком - отсутствие жесткого взаимного контроля между компонентами различных моделей (например, возможности автоматического распространения изменений между DFD различных уровней декомпозиции). Следует, однако, отметить, что этот недостаток может иметь существенное значение только в случае использования каскадной модели жизненного цикла .

В Silverrun включены средства:

1. автоматической генерации схем баз данных для наиболее распространенных СУБД: Oracle, Informix, DB2, Ingres, Progress, SQL Server, SQLBase, Sybase;

2. передачи данных средствам разработки приложений: JAM, PowerBuilder, SQL Windows, Uniface, NewEra, Delphi.

Таким образом, можно полностью определить ядро БД с использованием всех возможностей конкретной СУБД: триггеров, хранимых процедур, ограничений ссылочной целостности. При создании приложения данные, перенесенные из репозитория Silverrun, используются либо для автоматической генерации интерфейсных объектов, либо для быстрого их создания вручную.

Для обмена данными с другими средствами автоматизации проектирования, создания специализированных процедур анализа и проверки проектных спецификаций, составления специализированных отчетов в соответствии с различными стандартами в системе Silverrun предусмотрено три способа выдачи проектной информации во внешние файлы.

1. Система отчетов. Отчеты выводятся в текстовые файлы.

2. Система экспорта/импорта. Задается не только содержимое экспортного файла, но и разделители записей, полей в записях, маркеры начала и конца текстовых полей. Такие экспортные файлы можно формировать и загружать в репозиторий. Это дает возможность обмениваться данными с различными системами: другими CASE-средствами, СУБД, текстовыми редакторами и электронными таблицами.

3. Хранение репозитория во внешних файлах с доступом с помощью ODBC-драйверов. Для доступа к данным репозитория из наиболее распространенных СУБД обеспечена возможность хранить всю проектную информацию непосредственно в формате этих СУБД.

Silverrun поддерживает два способа групповой работы:

1) в стандартной однопользовательской версии имеется механизм контролируемого разделения и слияния моделей. Модель может быть разделена на части и распределена между несколькими разработчиками. После детальной проработки части снова собираются в единую модель;

2) сетевая версия Silverrun позволяет вести параллельную групповую работу с моделями, хранящимися в сетевом репози-тории на базе СУБД Oracle, Sybase или Informix. При этом несколько разработчиков могут работать с одной и той же моделью, так как блокировка объектов происходит на уровне отдельных элементов модели.

JAM. Средство разработки приложений JYACC"s Application Manager (JAM) - продукт фирмы JYACC. Главной особенностью является соответствие методологии RAD, так как JAM позволяет достаточно быстро реализовать цикл разработки приложения, заключающийся в формировании очередной версии прототипа приложения с учетом требований, выявленных на предыдущем шаге, и предъявить его пользователю .

JAM имеет модульную структуру и состоит из следующих компонентов:

1. ядра системы;

2. JAM/DBi - специализированных модулей интерфейса к СУБД (JAM/DBi-Oracle, JAM/DBi-Informix, JAM/DBi-ODBC и т. д.);

3. JAM/RW - модуля генератора отчетов;

4. JAM/CASEi - специализированных модулей интерфейса к CASE-средствам (JAM/CASE-TeamWork, JAM/CASE-Inno-vator и т. д.);

5. JAM/TPi - специализированных модулей интерфейса к ме­неджерам транзакций (например, JAM/TPi-Server TUXEDO и т. д.);

6. Jterm - специализированного эмулятора Х-терминала.

Ядро системы является законченным продуктом и может самостоятельно использоваться для разработки приложений. Все остальные модули - дополнительные и самостоятельно использоваться не могут.

Ядро системы включает в себя следующие основные компоненты:

1. редактор экранов. В состав редактора экранов входят среда разработки экранов, визуальный репозиторий объектов, собственная СУБД JAM - JDB, менеджер транзакций, отладчик, редактор стилей;

2. редактор меню;

3. набор вспомогательных утилит;

4. средства изготовления промышленной версии приложения.

При использовании JAM разработка внешнего интерфейса приложения представляет собой визуальное проектирование и сводится к созданию экранных форм путем размещения на них интерфейсных конструкций и определению экранных полей ввода/вывода информации. Проектирование интерфейса в JAM осуществляется с помощью редактора экранов. Приложения, разработанные в JAM, имеют многооконный интерфейс. Разработка экрана заключается в размещении на нем интерфейсных элементов, их группировке, задании значений их свойств.

Редактор меню позволяет разрабатывать и отлаживать системы меню. Реализована возможность построения пиктографических меню. Назначение пунктов меню объектам приложения осуществляется в редакторе экранов.

В ядро JAM встроена однопользовательская реляционная СУБД JDB. Основным назначением JDB является прототипирование приложений в тех случаях, когда работа со штатной СУБД невозможна или нецелесообразна. В JDB реализован необходимый минимум возможностей реляционных СУБД, в который не входят индексы, хранимые процедуры, триггеры и представления. С помощью JDB можно построить БД, идентичную целевой БД (с точностью до отсутствующих в JDB возможностей), и разработать значительную часть приложения.

Отладчик позволяет проводить комплексную отладку разрабатываемого приложения. Осуществляется трассировка всех событий, возникающих в процессе исполнения приложения.

Утилиты JAM включают три группы:

1) конверторы файлов экранов JAM в текстовые. JAM сохра­няет экраны в виде двоичных файлов собственного формата;

2) конфигурирование устройств ввода-вывода. JAM и приложения, построенные с его помощью, не работают непосредственно с устройствами ввода-вывода. Вместо этого JAM обраща ется к логическим устройствам ввода-вывода (клавиатура, терминал, отчет);

3) обслуживание библиотек экранов.

Одним из дополнительных модулей JAM является генератор отчетов. Компоновка отчета осуществляется в редакторе экранов JAM. Описание работы отчета осуществляется с помощью специального языка. Генератор отчетов позволяет определить данные, выводимые в отчет, группировку выводимой информации, форматирование вывода и т. д.

Приложения, разработанные с использованием JAM, могут быть изготовлены в виде исполняемых модулей. Для этого разработчики должны иметь компилятор С и редактор связей.

JAM содержит встроенный язык программирования JPL (JAM Procedural Language), с помощью которого в случае необходимости могут быть написаны модули, реализующие специфические действия. Данный язык является интерпретируемым. Существует возможность обмена информацией между средой визуально построенного приложения и такими модулями. Кроме того, в JAM реализована возможность подключения внешних модулей, написанных на языках, совместимых по вызовам функций с языком С.

JAM является событийно-ориентированной системой, состоящей из набора событий - открытие и закрытие окон, нажатие клавиши клавиатуры, срабатывание системного таймера, получение и передача управления каждым элементом экрана. Разработчик реализует логику приложения путем определения обработчика каждого события.

Обработчиками событий в JAM могут быть как встроенные функции JAM, так и функции, написанные разработчиком на С или JPL. Набор встроенных функций включает более 200 функций различного назначения; они доступны для вызовов из функций, написанных как на JPL, так и на С.

Промышленная версия приложения, разработанного с помощью JAM, состоит из следующих компонентов:

1. исполняемого модуля интерпретатора приложения;

2. экранов, составляющих приложение (поставляются в виде отдельных файлов, в составе библиотек экранов или встраиваются в тело интерпретатора);

3. внешних JPL-модулей (поставляются в виде текстовых файлов или в прекомпилированном виде; прекомпилиро-

4. ванные внешние JPL-модули - в виде отдельных файлов и в составе библиотек экранов);

5. файлов конфигурации приложения - файлов конфигурации клавиатуры и терминала, файла системных сообщений, файла обшей конфигурации.

Непосредственное взаимодействие с СУБД реализуют модули JAM/DBi (Database interface). Способы реализации взаимодействия в JAM разделяются на два класса: ручные и автоматические.

При ручном способе разработчик самостоятельно пишет запросы на SQL, в которых источниками и адресатами приема результатов выполнения запроса могут быть как интерфейсные элементы визуально спроектированного внешнего уровня, так и внутренние, невидимые для конечного пользователя переменные.

Автоматический режим реализуется менеджером транзакций JAM. Он осуществим для типовых распространенных видов операций с БД, так называемых QBE (Query By Example - запросы по образцу), с учетом достаточно сложных взаимосвязей между таблицами БД и автоматическим управлением атрибутами экранных полей ввода-вывода в зависимости от вида транзакции (чтение, запись и т. д.), в которой участвует сгенерированный запрос.

JAM позволяет строить приложения для работы с более чем 20 СУБД: ORACLE, Informix, Sybase, Ingres, InterBase, NetWare SQL Server, Rdb, DB2, ODBC-совместимые СУБД и др.

Отличительной чертой JAM является высокий уровень переносимости приложений между различными платформами (MS DOS/MS Windows, SunOS, Solaris (i80x86, SPARC), HP-UX, AIX, VMS/Open VMS и др.); возможно требование «перерисовать» статические текстовые поля на экранах с русским текстом при переносе между средами DOS-Windows-UNIX. Кроме того, переносимость облегчается тем, что в JAM приложения разрабатываются для виртуальных устройств ввода-вывода, а не для физических. Таким образом, при переносе приложения с платформы на платформу, как правило, требуется лишь определить соответствие между физическими устройствами ввода-вывода и их логическими представлениями для приложения.

Использование SQL в качестве средства взаимодействия с СУБД также помогает обеспечивать переносимость между СУБД. В случае переноса структуры БД приложения могут не требовать никакой модификации, за исключением инициализации сеанса работы. Это возможно, если в приложении не использовались специфические для СУБД расширения SQL.

При росте нагрузки на систему и сложности решаемых задач (распределенность и гетерогенность используемых ресурсов, количество одновременно подключенных пользователей, сложность логики приложения) применяется трехзвенная модель архитектуры «клиент - сервер» с использованием менеджеров транзакций. Компоненты JAM/TPi-Client и JAM/TPi-Server позволяют доста­точно просто перейти на трехзвенную модель. При этом ключевую роль играет модуль JAM/TPi-Server, так как основная трудность внедрения трехзвенной модели заключается в реализации логики приложения в сервисах менеджеров транзакций.

Интерфейс JAM/CASE позволяет осуществлять обмен информацией между репозиторием объектов JAM и репозиторием CASE-средства. Обмен происходит аналогично тому, как структура БД импортируется в репозиторий JAM непосредственно из БД. Отличие заключается в том, что обмен между репозиториями является двунаправленным.

Кроме модулей JAM/CASEi, существует также модуль JAM/CASEi Developer"s Kit. С помощью этого модуля можно самостоятельно разработать интерфейс (т. е. специализированный модуль JAM/CASEi) для конкретного CASE-средства, если готового модуля JAM/CASEi для него не существует.

Существует интерфейс, реализующий взаимодействие между CASE-средством Silverrun и JAM. Он производит перенос схемы БД и экранных форм приложения между CASE-средством Silverrun-RDM и JAM версии 7.0; имеет два режима работы:

1) прямой режим (Silverrun-RDM->JAM) предназначен для создания объектов CASE-словаря и элементов репозитория JAM на основе представления схем в Silverrun-RDM. Исходя из представления моделей данных интерфейса в Silverrun-RDM производится генерация экранов и элементов репозитория JAM. Мост преобразует таблицы и отношения реляционных схем RDM в последовательность объектов JAM соответствующих типов. Методика построения моделей данных интерфейса в Silverrun-RDM предполагает применение механизма подсхем для прототипирования экранов приложения. По описанию каждой из подсхем RDM мост генерирует экранную форму JAM;

2) обратный режим (JAM->Silverrun-RDM) предназначен для переноса модификаций объектов CASE-словаря в реляционную модель Silverrun-RDM.

Режим реинжиниринга позволяет переносить модификации всех свойств экранов JAM, импортированных ранее из RDM, в схему Silvcrrun. Для контроля целостности БД не допускаются изменения схемы в виде добавления или удаления таблиц и полей таблиц.

Ядро JAM имеет встроенный интерфейс к средствам конфигурационного управления (PVCS на платформе Windows и SCCS на платформе UNIX). Под управлением этих систем передаются библиотеки экранов и/или репозитории. При отсутствии таких систем JAM самостоятельно реализует часть функций поддержки групповой разработки.

На платформе MS-Windows JAM имеет встроенный интерфейс к PVCS, и действия по выборке/возврату производятся непосредственно из среды JAM.

Vantage Team Builder (Westmount I-CASE). Vantage Team Builder представляет собой интегрированный программный продукт, ориентированный на реализацию и полную поддержку каскадной модели жизненного цикла .

Vantage Team Builder обеспечивает выполнение следующих функций:

1. проектирование диаграмм потоков данных, диаграмм «сущность-связь», структур данных, структурных схем программ и последовательностей экранных форм;

2. проектирование диаграмм архитектуры системы - SAD (проектирование состава и связи вычислительных средств, распределения задач системы между вычислительными средствами, моделирование отношений типа «клиент - сер­вер», анализ использования менеджеров транзакций и особенностей функционирования систем в реальном времени);

3. генерация кода программ на языке целевой СУБД с полным обеспечением программной среды и генерация SQL-кода для создания таблиц БД, индексов, ограничений целостности и хранимых процедур;

4. программирование на языке С со встроенным SQL;

5. управление версиями и конфигурацией проекта;

6. многопользовательский доступ к репозиторию проекта;

7. генерация проектной документации по стандартным и индивидуальным шаблонам;

8. экспорт и импорт данных проекта в формате CDIF (CASE Data Interchange Format).

Vantage Team Builder поставляется в различных конфигурациях в зависимости от используемых СУБД (ORACLE, Informix, Sybase или Ingres) или средств разработки приложений (Uniface). Конфигурация Vantage Team Builder for Uniface отличается от остальных частичной ориентацией на спиральную модель жизненного цикла за счет возможностей быстрого прототипирования. Для описания проекта АИС используется большой набор диаграмм.

При построении всех типов диаграмм обеспечивается контроль соответствия моделей синтаксису используемых методов, а также контроль соответствия одноименных элементов и их типов для различных типов диаграмм.

При построении диаграмм потоков данных DFD обеспечивается контроль соответствия диаграмм различных уровней декомпозиции. Контроль за правильностью верхнего уровня DFD осуществляется с помощью матрицы списков событий ELM. Для контроля за декомпозицией составных потоков данных используется несколько вариантов их описания: в виде диаграмм структур данных DSD или в нотации БНФ (форма Бэкуса - Наура).

Для построения SAD используется расширенная нотация DFD, дающая возможность вводить понятия процессоров, задач и периферийных устройств, что обеспечивает наглядность проектных решений .

При построении модели данных в виде ERD выполняется ее нормализация и вводится определение физических имен элементов данных и таблиц, которые будут использоваться в процессе генерации физической схемы данных конкретной СУБД. Обеспечивается возможность определения альтернативных ключей сущностей и полей, составляющих дополнительные точки входа в таблицу (поля индексов), и мощности отношений между сущностями.

Наличие универсальной системы генерации кода, основанной на специфицированных средствах доступа к репозиторию проекта, позволяет поддерживать высокий уровень исполнения проектной дисциплины разработчиками: жесткий порядок формирования моделей; жесткую структуру и содержимое докумен­тации; автоматическую генерацию исходных кодов программ и т. д.; все это обеспечивает повышение качества и надежности разрабатываемых ИС.

Для подготовки проектной документации могут использоваться издательские системы FrameMaker, Interleaf или Word Perfect. Структура и состав проектной документации настраиваются в соответствии с заданными стандартами. Настройка выполняется без изменения проектных решений.

При разработке крупных АИС вся система в целом соответствует одному проекту как категории Vantage Team Builder. Проект может быть декомпозирован на ряд систем, каждая из которых соответствует некоторой относительно автономной подсистеме АИС и разрабатывается независимо от других. В дальнейшем системы проекта могут быть интегрированы.

Процесс проектирования АИС с использованием Vantage Team Builder реализуется в виде четырех последовательных фаз (стадий) - анализа, архитектуры, проектирования и реализации, при этом законченные результаты каждой стадии полностью или частично переносятся (импортируются) в следующую фазу. Все диаграммы, кроме ERD, преобразуются в другой тип или изме­няют вид в соответствии с особенностями текущей фазы. Так, DFD преобразуются в фазе архитектуры в SAD, DSD - в DTD. После завершения импорта логическая связь с предыдущей фазой разрывается, т. е. в диаграммы можно вносить все необходимые изменения.

Конфигурация Vantage Team Builder for Uniface обеспечивает совместное использование двух систем в рамках единой технологической среды проектирования, при этом схемы БД (SQL-модели) переносятся в репозиторий Uniface, и наоборот, прикладные модели, сформированные средствами Uniface, могут быть перенесены в репозиторий Vantage Team Builder. Возможные рассогласования между репозиториями двух систем устраняются с помощью специальной утилиты. Разработка экранных форм в среде Uniface выполняется на базе диаграмм последовательностей форм FSD после импорта SQL-модели. Технология разработки АИС на базе данной конфигурации показана на рис. 2.23 .

Структура репозитория, хранящегося в целевой СУБД, и интерфейсы Vantage Team Builder являются открытыми, что в принципе обеспечивает возможность интеграции с любыми другими средствами.

Uniface. Продукт фирмы Compuware представляет собой среду разработки крупномасштабных приложений в архитектуре «клиент-сервер» и имеет следующую компонентную архитектуру :

1. Application Objects Repository (репозиторий объектов приложений) содержит метаданные, автоматически используемыt всеми остальными компонентами на протяжении жизненного цикла АИС (прикладные модели, описания данных, бизнес-правил, экранных форм, глобальных объектов и шаблонов). Репозиторий может храниться в любой из БД, поддерживаемых Uniface;

Рис. 2.23. Взаимодействие Vantage Team Builder и Uniface

2. Application Model Manager поддерживает прикладные модели (E-R-модели), каждая из которых представляет собой подмножество общей схемы БД с точки зрения данного приложения, и включает соответствующий графический редактор;

3. Rapid Application Builder - средство быстрого создания экранных форм и отчетов на базе объектов прикладной модели. Включает графический редактор форм, средства прототипирования, отладки, тестирования и документирования. Реализован интерфейс с разнообразными типами оконных элементов управления Open Widget Interface для существующих графических интерфейсов - MS Windows (включая VBX), Motif, OS/2. Универсальный интерфейс представления Universal Presentation Interface позволяет использовать одну и ту же версию приложения в среде различных графических интерфейсов без изменения программного кода;

4. Developer Services (службы разработчика) используются для поддержки крупных проектов и реализуют контроль версий (Uniface Version Control System), права доступа (разграничение полномочий), глобальные модификации и т. д. Это обеспечивает разработчиков средствами параллельного проектирования, входного и выходного контроля, поиска, просмотра, поддержки и выдачи отчетов по данным системы контроля версий;

5. Deployment Manager (управление распространением приложений) - средства, позволяющие готовить созданное приложение для распространения, устанавливать и сопровождать его (при этом платформа пользователя может отличаться от платформы разработчика). В их состав входят сетевые драйверы и драйверы СУБД, сервер приложений (полисервер), средства распространения приложений и управления БД. Uniface поддерживает интерфейс практически со всеми известными программно-аппаратными платформами, СУБД, CASE-средствами, сетевыми протоколами и менеджерами транзакций;

6. Personal Series (персональные средства) используются для создания сложных запросов и отчетов в графической форме (Personal Query и Personal Access - PQ/PA), а также для переноса данных в такие системы, как WinWord и Excel;

7. Distributed Computing Manager - средство интеграции с менеджерами транзакций Tuxedo, Encina, CICS, OSF DCE.

Версия Uniface 7 полностью поддерживает распределенную модель вычислений и трехзвенную архитектуру «клиент-сервер» (с возможностью изменения схемы декомпозиции приложений на этапе исполнения). Приложения, создаваемые с помощью Uniface 7, могут исполняться в гетерогенных операционных средах, использующих различные сетевые протоколы, одновременно на нескольких разнородных платформах (в том числе и в Internet).

В состав компонент Uniface 7 входят:

1. Uniface Application Server - сервер приложений для распределенных систем;

2. WebEnabler - серверное ПО для эксплуатации приложений в Internet и intranet;

3. Name Server - серверное ПО, обеспечивающее использование распределенных прикладных ресурсов;

4. PolyServer - средство доступа к данным и интеграции различных систем.

В список поддерживаемых СУБД входят DB2, VSAM и IMS; PolyServer обеспечивает также взаимодействие с ОС MVS.

Designer/2000 + Developer/2000. Designer/2000 2.0 фирмы ORACLE является интегрированным CASE-средством, обеспечивающим в совокупности со средствами разработки приложений Developer/2000 поддержку полного ЖЦ ПО для систем, исользующих СУБД ORACLE .

Designer/2000 представляет собой семейство методологий и поддерживающих их программных продуктов. Базовая методология Designer/2000 (CASE*Method) - структурная методология проектирования систем, полностью охватывающая все этапы жизненного цикла АИС. На этапе планирования определяются цели создания системы, приоритеты и ограничения, разрабатывается системная архитектура и план разработки АИС. В процессе анализа строятся: модель информационных потребностей (диаграмма «сущность-связь»), диаграмма функциональной иерархии (на основе функциональной декомпозиции АИС), матрица перекрестных ссылок и диаграмма потоков данных.

На этапе проектирования разрабатывается подробная архитектура АИС, проектируется схема реляционной БД и программные модули, устанавливаются перекрестные ссылки между компонентами АИС для анализа их взаимного влияния и контроля за изменениями.

На этапе реализации создается БД, строятся прикладные системы, производится их тестирование, проверка качества и соответствия требованиям пользователей. Создается системная документация, материалы для обучения и руководства пользовате­лей. На этапах эксплуатации и сопровождения анализируются производительность и целостность системы, выполняется поддержка и, при необходимости, модификация АИС.

Designer/2000 обеспечивает графический интерфейс при разработке различных моделей (диаграмм) предметной области. В процессе построения моделей информация о них заносится в репозиторий. В состав Designer/2000 входят следующие компоненты.

Практически проектирование информационной системы - это процесс определения ее архитектуры. Осуществление проектирования автоматизированной информационной системы предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта.

Технология проектирования ЛИС - это совокупность методов и средств проектирования и организации проектирования (управления процессом создания и модернизации проекта АИС). В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действий.

Технологический процесс проектирования АИС делится на совокупность последовательно-параллельных, связанных и соподчиненных цепочек действий, каждое из которых может иметь свой предмет. Действия, которые выполняются при проектировании АИС, 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. Предметом любой выбираемой технологии проектирования должно служить отражение взаимосвязанных процессов проектирования на всех стадиях жизненного цикла АИС.

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

• проект должен отвечать требованиям заказчика;
• технология должна максимально отражать все этапы цикла жизни проекта;
• технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта;
• технология должна способствовать росту производительности труда проектировщиков;
• технология должна обеспечивать надежность процесса проектирования и эксплуатации проекта;
• технология должна способствовать простому ведению проектной документации.

Основа технологии проектирования АИС - это методология проектирования, которая предполагает наличие некоторой концепции и принципов проектирования. Она реализуется набором методов и средств.

Организация проектирования осуществляет определение методов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта АИС и поддерживается набором специальных средств.

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

Так, по степени автоматизации методы проектирования разделяются на методы: 1) ручного проектирования, при котором проектирование компонентов АИС осуществляется без использования специальных инструментальных программных средств, а программирование - на алгоритмических языках; 2) компьютерного проектирования, которое производит генерацию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных программных средств.

По степени использования типовых проектных решений:

• оригинальное (индивидуальное) проектирование, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к АИС. Этот вид проектирования предполагает максимальный учет особенностей автоматизированного объекта;
• типовое проектирование, предполагающее конфигурацию АИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей). Этот вид проектирования выполняется на основе готовых решений и является обобщением опыта, полученного при создании родственных проектов.

По степени адаптивности проектных решений:

• реконструкция путем переработки соответствующих компонентов (перепрограммирования программных модулей);
• параметризация, когда проектные решения настраиваются в соответствии с заданными и изменяемыми параметрами;
• реструктуризация модели, при которой изменяется модель предметной области, что приводит к автоматическому переформированию проектных решений.

Сочетание различных признаков классификации методов проектирования обусловливает характер используемой технологии проектирования АИС, среди которых выделяются два основных класса: каноническая и индустриальная технологии (табл. 2.4). Индустриальная технология проектирования, в свою очередь, разбивается на два подкласса: автоматизированное (использование САБЕ-технологий) и типовое (параметрически-ори-ентированное или модельно-ориентированное) проектирование. Применение индустриальных технологий проектирования не исключает использования в отдельных случаях канонической технологии.

Таблица 2.4. Характеристики классов технологий проектирования

Технология	Степень автоматизации	Степень типизации	Степень адаптивности
проектирования	проектирования	проектирования	проектирования
Каноническое		Оригинальное	Реконструкция
Индустриальное авто-	Компьютерное		Реструктуризация
матизированное
(САБЕ-технологии)
Индустриальное типо-		Типовое сборочное	Параметризация и ре-
			структуризация

2.5.1. Каноническое проектирование ИС

Каноническое проектирование информационных систем ориентировано на использование главным образом каскадной модели жизненного цикла информационной системы. Стадии и этапы работы такого проектирования описаны в стандарте ГОСТ 34.601-90.

В зависимости от сложности объекта автоматизации и набора задач, требующих решения при создании конкретной ИС, стадии и этапы работ могут иметь различную трудоемкость; допускается объединять последовательные этапы и исключать некоторые из них на любой стадии проекта, а также начинать выполнение работ следующей стадии до окончания предыдущей.

Стадии и этапы создания ИС, выполняемые организациями - участниками, прописываются в договорах и технических заданиях на выполнение работ:

Стадия 1. Формирование требований к ИС:

• обследование объекта и обоснование необходимости создания;
• формирование требований пользователей к ИС;
• оформление отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.

Стадия 2. Разработка концепции ИС:

• изучение объекта автоматизации;
• проведение необходимых научно-исследовательских работ;
• разработка вариантов концепции ИС, удовлетворяющих требованиям пользователей;
• оформление отчета и утверждение концепции.

Стадия 3. Техническое задание:

Разработка и утверждение технического задания на создание ИС.

Стадия 4. Эскизный проект:

• разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям;
• разработка эскизной документации на ИС и ее части.

Стадия 5. Технический проект на И С:

• разработка проектных решений по системе и ее частям;
• разработка документации на ИС и ее части;
• разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий;
• разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта.

Стадия 6. Рабочая документация на И С:

• разработка рабочей документации на ИС и се части;
• разработка и адаптация программ.

Стадия 7. Ввод в действие И С:

• подготовка объекта автоматизации;
• подготовка персонала;
• комплектация ИС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями);
• строительно-монтажные работы;
• пусконаладочные работы;
• проведение предварительных испытаний;
• проведение опытной эксплуатации;
• проведение приемочных испытаний.

Стадия 8. Сопровождение ИС:

• выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами;
• послегарантийное обслуживание.

Обследование - это изучение и анализ организационной структуры предприятия, его деятельности и существующей системы обработки информации. Материалы, полученные в результате обследования, используются для следующих целей:

• обоснования разработки и поэтапного внедрения систем;
• составления технического задания на разработку систем;
• разработки технического и рабочего проектов систем.

На этапе обследования целесообразно выделить две составляющие: определение стратегии внедрения ИС и детальный анализ деятельности организации.

Важнейшая задача первого этапа обследования - оценка реального объема проекта, его целей и задач на основе выявленных функций и информационных элементов автоматизируемого объекта высокого уровня. Эти задачи могут быть реализованы или заказчиком ИС самостоятельно, или с привлечением консалтинговых организаций. Этап предполагает тесное взаимодействие с основными потенциальными пользователями системы и бизнес-экспертами. Главная задача взаимодействия - получить полное и однозначное понимание требований заказчика. Как правило, нужная информация может быть получена в результате интервью, бесед или семинаров с руководством, экспертами и пользователями. По завершении стадии обследования появляется возможность определить вероятные технические подходы к созданию системы и оценить затраты на ее реализацию (на аппаратное обеспечение, на закупаемое программное обеспечение и на разработку нового программного обеспечения).

Результатом этапа определения стратегии является документ (технико-экономическое обоснование проекта), где четко сформулировано, что получит заказчик, если согласится финансировать проект, когда он получит готовый продукт (график выполнения работ) и сколько это будет стоить (для крупных проектов должен быть составлен график финансирования на разных этапах работ).

В документе желательно отразить не только затраты, но и выгоду проекта, например время окупаемости и ожидаемый экономический эффект (если его удается оценить).

• ограничения, риски, критические факторы, которые могут повлиять на успешность проекта;
• совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему: архитектура системы, аппаратные и программные ресурсы, условия функционирования, обслуживающий персонал и пользователи системы;
• сроки завершения отдельных этапов, форма приемки/сдачи работ, привлекаемые ресурсы, меры по защите информации;
• описание выполняемых системой функций;
• возможности развития и модернизации системы;
• интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;
• требования к ПО и СУБД.

На этапе детального анализа деятельности организации изучаются задачи, обеспечивающие реализацию функций управления, организационная структура, штаты и содержание работ по управлению предприятием, а также характер подчиненности вышестоящим органам управления. На этом этапе должны быть определены инструктивно-методические и директивные материалы, на основе которых определяются состав подсистем и перечень задач, а также возможности применения новых методов решения задач.

Аналитики собирают и фиксируют информацию, находящуюся в двух связанных формах: 1) функции - информация о событиях и процессах, которые происходят в автоматизируемой организации; 2) сущности - информация о классах объектов, имеющих значение для организации и о которых собираются данные.

При изучении каждой функциональной задачи управления определяются:

• наименование, сроки и периодичность решения задачи;
• степень формализуемости задачи;
• источники информации, необходимые для решения задачи;
• показатели и их количественные характеристики;
• порядок корректировки информации;
• действующие алгоритмы расчета показателей и возможные методы контроля;
• действующие средства сбора, передачи и обработки информации;
• действующие средства связи;
• принятая точность решения задачи;
• трудоемкость решения задачи;
• действующие формы представления исходных данных и результатов их обработки в виде документов;
• потребители результатной информации по задаче.

Одной из наиболее трудоемких, хотя и хорошо формализуемых задач этого этапа является описание документооборота организации. При обследовании документооборота составляется схема маршрута движения документов, которая должна отразить:

• количество документов;
• место формирования показателей документов;
• взаимосвязь документов при их формировании;
• маршрут и длительность движения документа;
• место использования и хранения данного документа;
• внутренние и внешние информационные связи;
• объем документа в знаках.

По результатам обследования устанавливается перечень задач управления, решение которых должно быть автоматизировано, и очередность их разработки.

На этапе обследования следует классифицировать планируемые функции системы по степени важности. Один из возможных форматов представления такой классификации - MuSCoW. Эта аббревиатура расшифровывается так: Must have - необходимые функции; Should have - желательные функции; Could have - возможные функции; Won’t have - отсутствующие функции.

Функции первой категории обеспечивают критичные для успешной работы системы возможности. Реализация функций второй и третьей категорий ограничивается временными и финансовыми рамками: разрабатывается то, что необходимо, а также максимально возможное в порядке приоритета число функций второй и третьей категорий. Последняя категория функций особенно важна, поскольку нужно четко представлять границы проекта и набор функций, которые будут отсутствовать в системе.

Модели деятельности организации создаются в двух видах: I) модель «как есть» («as-is») - отражает существующие в организации бизнес-процессы; 2) модель «как должно быть» («to-be») - отражает необходимые изменения бизнес-процессов с учетом внедрения ИС.

Уже на этапе анализа нужно привлекать к работе группы тестирования для решения следующих задач:

• получения сравнительных характеристик предполагаемых к использованию аппаратных платформ, операционных систем, СУБД и т. п.;
• разработки плана работ по обеспечению надежности информационной системы и ее тестирования.

Привлечение тестировщиков на ранних этапах разработки является целесообразным для любых проектов. Чем позже обнаружены ошибки в проектных решениях, тем дороже обходится их исправление. Худший вариант - обнаружение их на этапе внедрения. Таким образом, нужно выделить время на тестирование системы и на исправление обнаруженных ошибок не только на этапе разработки, но и на этапе проектирования.

Облегчить тестирование и увеличить его эффективность призваны специальные системы отслеживания ошибок. Их использование позволяет иметь единое хранилище ошибок, отслеживать их повторное появление, контролировать скорость и эффективность исправления ошибок, видеть наиболее нестабильные компоненты системы, а также поддерживать связь между группой разработчиков и группой тестирования.

Результаты обследования представляют объективную основу для формирования технического задания на информационную систему.

Техническое задание - это документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления.

При разработке технического задания необходимо решить следующие задачи:

• определить общую цель создания ИС;
• установить общие требования к проектируемой системе;
• разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационному, математическому, программному, техническому и технологическому обеспечению;
• определить состав подсистем и функциональных задач;
• разработать и обосновать требования, предъявляемые к подсистемам;
• определить этапы создания системы и сроки их выполнения;
• провести предварительный расчет затрат на создание системы и определить уровень экономической эффективности ее внедрения;
• определить состав исполнителей.

Типовые требования к составу и содержанию технического задания ГОСТ 34.602-89 приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5. Состав и содержание технического задания ГОСТ 34.602-89

Общие сведения	Полное наименование системы и ее условное обозначение. Шифр темы или шифр (номер) договора. Наименование предприятий разработчика и заказчика системы, их реквизиты. Перечень документов, на основании которых создается ИС. Плановые сроки начала и окончания работ. Сведения об источниках и порядке финансирования работ. Порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы, ее частей и отдельных средств
Назначение и цели создания (развития) системы	Вид автоматизируемой деятельности. Перечень объектов, на которых предполагается использование системы. Наименования и требуемые значения технических, технологических, производственно-экономических и других показателей объекта, которые должны быть достигнуты при внедрении ИС
Характеристика объектов автоматизации	Краткие сведения об объекте автоматизации. Сведения об условиях эксплуатации и характеристиках окружающей среды
Требования к системе	Требования к системе в целом: Требования к структуре и функционированию системы (перечень подсистем, уровни иерархии, степень централизации, способы информационного обмена, режимы функционирования, взаимодействие со смежными системами, перспективы развития системы):

Продолжение табл. 2.5

	требования к персоналу (численность пользователей, квалификация, режим работы, порядок подготовки); показатели назначения (степень приспособляемости системы к изменениям процессов управления и значений параметров); требования к надежности, безопасности, эргономике, транспортабельности, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, защите и сохранности информации, защите от внешних воздействий, к патентной чистоте, по стандартизации и унификации Требования к функциям (по подсистемам): перечень подлежащих автоматизации задач; временной регламент реализации каждой функции; требования к качеству реализации каждой функции, к форме представления выходной информации, к характеристикам точности, достоверности выдачи результатов; перечень и критерии отказов Требования к видам обеспечения: математическому (состав и область применения математических моделей и методов, типовых и разрабатываемых алгоритмов); информационному (состав, структура и организация данных, обмен данными между компонентами системы, информационная совместимость со смежными системами, используемые классификаторы, СУБД, контроль данных и ведение информационных массивов, процедуры придания юридической силы выходным документам); лингвистическому (языки программирования, языки взаимодействия пользователей с системой, системы кодирования, языки ввода-вывода); программному (независимость программных средств от платформы, качество программных средств и способы его контроля, использование фондов алгоритмов и программ); техническому; метрологическому; организационному (структура и функции эксплуатирующих подразделений, защита от ошибочных действий персонала); методическому (состав нормативно-технической документации)
	Перечень стадий и этапов работ. Сроки исполнения. Состав организаций - исполнителей работ. Вид и порядок экспертизы технической документации. Программа обеспечения надежности. Программа метрологического обеспечения

Окончание табл. 2.5

Порядок контроля и приемки системы	Виды, состав, объем и методы испытаний системы. Общие требования к приемке работ по стадиям. Статус приемной комиссии
Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие	Преобразование входной информации к машиночитаемому виду. Изменения в объекте автоматизации. Сроки и порядок комплектования и обучения персонала
Требования к документированию	Перечень подлежащих разработке документов. Перечень документов на машинных носителях
Источники разработки	Документы и информационные материалы, на основании которых разрабатывается ТЗ и система

Эскизный проект. Предусматривает разработку предварительных проектных решений по системе и ее частям. Выполнение стадии эскизного проектирования не является строго обязательным. Если основные проектные решения определены ранее или достаточно очевидны для конкретной ИС и объекта автоматизации, то эта стадия может быть исключена из общей последовательности работ.

• функции ИС;
• функции подсистем, их цели и ожидаемый эффект от внедрения;
• состав отдельных задач и их комплексов;
• концепция информационной базы и ее укрупненная структура;
• функции системы управления базой данных;
• состав вычислительной системы и других технических средств;
• функции и параметры основных программных средств.

По результатам проделанной работы оформляется, согласовывается и утверждается документация в объеме, необходимом для описания полной совокупности принятых проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию системы.

В соответствии с ГОСТ 19.102-77 стадия эскизного проектирования содержит два этапа: 1) разработка эскизного проекта; 2) утверждение эскизного проекта.

Разработка состоит из следующих фаз:

• предварительная разработка структуры входных и выходных даных;
• уточнение методов решения задачи;
• разработка общего описания алгоритма решения задачи;
• разработка технико-экономического обоснования;
• разработка пояснительной записки.

При этом допускается объединение и исключение некоторых работ.

Ниже приведен комплект документов, который должен быть подготовлен по окончании эскизного проектирования.

Обязательные документы:

• 1. Уточненное техническое задание на проектирование и разработку АН С.
• 2. Спецификация квалификационных требований на АИС.
• 3. Комплект спецификаций требований на функциональные программные компоненты и описания данных.
• 4. Спецификация требований на внутренние интерфейсы компонент и интерфейсы с внешней средой.
• 5. Описание системы управления базой данных, структуры и распределения программных и информационных объектов в базе данных.
• 6. Проект руководства по защите информации и обеспечению надежности функционирования АИС.
• 7. Предварительный вариант руководства администратора АИС.
• 8. Предварительный вариант руководства пользователя АИС.
• 9. Уточненный план реализации проекта.
• 10. Уточненный план управления обеспечением качества АИС.
• 11. Пояснительная записка предварительного проекта АИС.
• 12. Уточненный контракт (договор) с заказчиком на детальное проектирование АИС.

Документы, оформляемые по согласованию с заказчиком:

• 1. Предварительное описание функционирования АИС.
• 2. Схема потоков данных между функциональными компонентами АИС.
• 3. Уточненная схема архитектуры АИС, взаимодействия программных и информационных компонент, организации вычислительного процесса и распределения ресурсов.
• 4. Описание показателей качества компонент и требований к ним по этапам разработки АИС.
• 5. Отчет о технико-экономических показателях, графике реализации проекта, распределении ресурсов и бюджета.
• 6. Таблица распределения специалистов по компонентам и по этапам работ.
• 7. Аттестаты разработчиков на право использования технологии и средств автоматизации разработки АИС.
• 8. Описание требований к составу и формам результирующих документов по этапам работ.
• 9. План отладки программных компонент, обеспечения методами и средствами автоматизации тестирования.
• 10. Предварительное руководство для детального проектирования, программирования и отладки компонент АИС.
• 11. Предварительный план продажи и внедрения.
• 12. Описание предварительной структуры базы данных.

На основе технического задания и эскизного проекта разрабатывается технический проект ИС.

Технический проект системы - это техническая документация, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, а также оценку экономической эффективности АИС и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

На этом этапе осуществляется комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ для выбора основных проектных решений и расчет экономической эффективности системы.

На стадии «рабочая документация» осуществляются создание программного продукта и разработка сопровождающей документации. Документация должна содержать все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и ее эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) системы.

Таблица 2.6. Состав и содержание технического проекта

Пояснительная	Основания для разработки системы. Перечень организаций-разработчиков. Краткая характеристика объекта с указанием основных технико-экономических показателей его функционирования и связей с другими объектами. Краткие сведения об основных проектных решениях по функциональной и обеспечивающим частям системы
Функциональная и организационная структура системы	Обоснование выделяемых подсистем, их перечень и назначение. Перечень задач, решаемых в каждой подсистеме, с краткой характеристикой их содержания. Схема информационных связей между подсистемами и между задачами в рамках каждой подсистемы
Постановка задач и алгоритмы решения	Организационно-экономическая сущность задачи (наименование, цель решения, краткое содержание, метод, периодичность и время решения задачи, способы сбора и передачи данных, связь задачи с другими задачами, характер использования результатов решения, в которых они применяются). Экономико-математическая модель задачи (структурная и развернутая формы представления). Входная оперативная информация (характеристика показателей, диапазон изменения, формы представления). Нормативно-справочная информация (НСИ) (содержание и формы представления). Информация, хранимая для связи с другими задачами. Информация, накапливаемая для последующих решений данной задачи. Информация по внесению изменений (система внесения изменений и перечень информации, подвергающейся изменениям). Алгоритм решения задачи (последовательность этапов расчета, схема, расчетные формулы). Контрольный пример (набор заполненных данными форм входных документов, условные документы с накапливаемой и хранимой информацией, формы выходных документов, заполненные по результатам решения экономико-технической задачи и в соответствии с разработанным алгоритмом расчета)
Организация информационной базы	Источники поступления информации и способы ее передачи. Совокупность показателей, используемых в системе. Состав документов, сроки и периодичность их поступления. Основные проектные решения по организации фонда НСИ. Состав НСИ, включая перечень реквизитов, их определение, диапазон изменения и перечень документов НСИ.

Окончание табл. 2.6

	Перечень массивов НСИ, их объем, порядок и частота корректировки информации. Структура фонда НСИ с описанием связи между его элементами; требования к технологии создания и ведения фонда. Методы хранения, поиска, внесения изменений и контроля. Определение объемов и потоков информации НСИ. Контрольный пример по внесению изменений в НСИ. Предложения по унификации документации
Альбом форм документов
Система математического обеспечения	Обоснование структуры математического обеспечения. Обоснование выбора системы программирования. Перечень стандартных программ
Принцип построения комплекса технических средств	Описание и обоснование схемы технологического процесса обработки данных. Обоснование и выбор структуры комплекса технических средств и его функциональных групп. Обоснование требований к разработке нестандартного оборудования. Комплекс мероприятий по обеспечению надежности функционирования технических средств
Расчет экономической эффективности системы	Сводная смета затрат, связанных с эксплуатацией систем. Расчет годовой экономической эффективности, источниками которой являются оптимизация производственной структуры хозяйства (объединения), снижение себестоимости продукции за счет рационального использования производственных ресурсов и уменьшения потерь, улучшения принимаемых управленческих решений
Мероприятия по подготовке объекта к внедрению системы	Перечень организационных мероприятий по совершенствованию бизнес-процессов. Перечень работ по внедрению системы, которые необходимо выполнить на стадии рабочего проектирования, с указанием сроков и ответственных лиц
Ведомость документов

Разработанная документация должна быть соответствующим образом оформлена, согласована и утверждена.

Для АИС устанавливают следующие основные виды испытаний: предварительные испытания, опытная эксплуатация и приемочные испытания. При необходимости допускается дополнительное проведение других видов испытаний системы и ее частей.

В зависимости от взаимосвязей компонентов АИС и объекта автоматизации испытания могут быть автономные и комплексные. В автономных испытаниях участвуют компоненты системы. Данный вид испытаний проводят по мере готовности частей системы к сдаче в опытную эксплуатацию. Комплексные испытания проводят для групп взаимосвязанных компонентов (подсистем) или для системы в целом.

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

Отладка - это наиболее трудоемкий процесс в проектировании. Скрытые ошибки иногда проявляются после многолетней эксплуатации системы. Полностью избежать ошибок невозможно. Это обусловлено астрономическим числом вариантов работы системы, которые практически невозможно проверить на правильность в обозримые сроки.

Предварительные испытания. Проводят для определения работоспособности системы и решения вопроса о возможности ее приемки в опытную эксплуатацию. Предварительные испытания следует выполнять после проведения разработчиком отладки и тестирования поставляемых программных и технических средств системы и представления им соответствующих документов об их готовности к испытаниям, а также после ознакомления персонала информационной системы с эксплуатационной документацией.

Опытная эксплуатация. Ее проводят с целью определения фактических значений количественных и качественных характеристик системы и готовности персонала к работе в условиях ее функционирования, а также определения фактической эффективности и корректировки документации.

Приемочные испытания. Проводят для определения соответствия системы техническому заданию, оценки качества опытной эксплуатации и решения вопроса о возможности приемки системы в постоянную эксплуатацию .

2.5.2. Общая характеристика CASE-средств

Термин «Computer Aided System/Software Engineering» (CASE) первоначально относился только к автоматизации разработки программного обеспечения. Сейчас он охватывает процесс разработки сложных информационных систем в целом.

Изначально CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений использования структурной методологии проектирования (сложности понимания, высокой трудоемкости и стоимости применения, трудности внесения изменений в проектные спецификации и т. д.) за счет ее автоматизации и интеграции поддерживающих средств. CASE-технологии не существуют сами по себе, не являются самостоятельными. Они автоматизируют и оптимизируют использование соответствующей методологии, дают возможность повысить эффективность ее применения.

Таким образом, CASE-технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанную комплексом взаимосвязанных средств автоматизации, которые позволяют в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех стадиях разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей.

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ИС. Наибольшая потребность в использовании CASE-сис-тем возникает на начальных этапах разработки - анализа и спецификации требований к ИС. Цена ошибок, допущенных на этих этапах, значительно превышает цену ошибок, допущенных на поздних этапах разработки.

Основные задачи CASE-средств - отделить начальные этапы (анализ и проектирование) от последующих и не обременять разработчиков деталями среды разработки и функционирования системы.

В большинстве современных CASE-систем применяются методологии структурного и/или объектно-ориентированного анализа и проектирования, основанные на использовании наглядных диаграмм, графов, таблиц и схем.

Применение САБЕ-средств изменяет все фазы жизненного цикла, но наибольшие изменения претерпевают фазы анализа и проектирования. Применение САБЕ-средств не только автоматизирует структурную методологию и дает возможность использовать современные методы системной и программной инженерии, но и предоставляет другие преимущества:

• улучшает качество разрабатываемого программного обеспечения за счет средств автоматической генерации и контроля;
• позволяет уменьшить время создания прототипа АИС, что дает возможность оценить качество и эффективность проекта на ранних этапах;
• ускоряет процессы проектирования и разработки;
• позволяет многократно использовать разработанные компоненты;
• поддерживает сопровождение АИС;
• освобождает от рутинной работы по документированию проекта, так как использует встроенный документатор;
• облегчает коллективную работу над проектом.

В основе большинства САБЕ-средств лежат четыре главных понятия: «методология», «метод», «нотация», «средство».

Методология определяет руководящие указания для оценки и выбора решений при проектировании и разработке АИС, этапы работы, их последовательность, правила распределения и назначения методов.

Методы - процедуры генерации компонентов и их описаний. Нотации предназначены для описания общей структуры системы, элементов данных, этапов обработки, могут включать графы, диаграммы, таблицы, блок-схемы, формальные и естественные языки. Средства - инструментарий для поддержки и усиления методов. Эти инструменты поддерживают работу пользователей при создании и редактировании проекта в интерактивном режиме, помогают организовать проект в виде иерархии уровней абстракции, выполняют проверки соответствия компонентов.

Существует много различных способов классификации САБЕ-средств. Рассмотрим некоторые из них.

• 1. Классификация по ориентации на технологические этапы и процессы жизненного цикла АИС:
  • средства анализа и проектирования. Используются для создания спецификаций системы и ее проектирования,

поддерживают широко известные методологии проектирования;

• средства проектирования баз данных. Обеспечивают логическое моделирование данных, генерацию структур БД;
• средства управления конфигурацией программного обеспечения. Поддерживают программирование, тестирование, автоматическую генерацию ПО из спецификаций;
• средства документирования;
• средства тестирования;
• средства управления проектом. Поддерживают планирование, контроль, взаимодействие;
• средства реверсного инжиниринга. Предназначены для переноса существующей системы в новую среду.
• 2. Классификация по поддерживаемым методологиям проектирования:
  • функционально-ориентированные (структурно-ориентиро-ванные);
  • объектно-ориентированные;
  • комплексно-ориентированные (набор методологий проектирования).
• 3. Классификация по поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм:
  • с фиксированной нотацией;
  • с отдельными нотациями;
  • с наиболее распространенными нотациями.
• 4. Классификация по степени интегрированности:
  • вспомогательные программы (Tools), самостоятельно решающие автономную задачу;
  • пакеты разработки (Toolkit), представляющие собой совокупность средств, обеспечивающих помощь для одного из классов программных задач;
  • наборы интегрированных средств, связанных общей базой проектных данных - репозиторием, автоматизирующие все работы или их часть на разных этапах создания АИС (Workbench).
• 5. Классификация по режиму коллективной разработки проекта:
  • без поддержки коллективной разработки;
  • ориентированные на разработку проекта в режиме реального времени;
  • ориентированные на режим объединения подпроектов.
• 6. Классификация по уровням действия:
  • верхние (Upper), или компьютерное планирование. Использование верхних CASE-средств позволяет построить модель, отражающую всю существующую специфику. Она направлена на понимание общего и частного механизмов функционирования, имеющихся возможностей, ресурсов, целей проекта в соответствии с назначением фирмы. Эти средства позволяют проводить анализ различных сценариев, накапливая информацию для принятия оптимальных решений;
  • средние (Middle). Считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры АИС. Основной результат использования среднего CASE-средства состоит в значительном облегчении проектирования систем. Такое средство превращает проектирование в итеративный процесс работы с требованиями к АИС. Кроме того, средние CASE-средства обеспечивают возможности быстрого документирования требований;
  • нижние (Lower). Поддерживают системы разработки программного обеспечения АИС, содержат системные словари и графические средства, исключающие необходимость разработки физических спецификаций - имеются системные спецификации, которые непосредственно переводятся в программные коды разрабатываемой системы (при этом автоматически генерируется до 80 % кодов). Главные преимущества: значительное уменьшение времени на разработку, облегчение модификаций, поддержка возможностей работы с прототипами.

Сегодня рынок программного обеспечения наполнен самыми разнообразными CASE-средствами практически любого из перечисленных типов.

2.5.3. Типовое проектирование ИС

Методы типового проектирования информационной системы достаточно подробно рассмотрены в литературе.

Типовое проектирование. Данный вид проектирования информационной системы предполагает создание системы из готовых типовых элементов. Основополагающим требованием для применения методов типового проектирования является возможность декомпозиции проектируемой ИС на множество составляющих компонентов (подсистем, комплексов задач, программных модулей и т. д.). Для реализации выделенных компонентов выбираются имеющиеся на рынке типовые проектные решения, которые настраиваются на особенности конкретного предприятия.

Типовое проектное решение (ТПР) - это тиражируемое (пригодное к многократному использованию) проектное решение. Типовые проектные решения классифицируются по уровню декомпозиции системы следующим образом:

• элементные. Типовое решение задачи или отдельного вида обеспечения задачи (информационного, программного, технического, технологического, математического, организационного);
• подсистемные. Решение является отдельной функционально полной подсистемой;
• объектные. Типовой проект, включающий полный набор функциональных и обеспечивающих подсистем ИС (для вида деятельности, отрасли и т. п.).

Типовое решение должно содержать не только функциональные элементы (программные или аппаратные), но и документацию с детальным описанием состава компонентов и процедуры настройки в соответствии с задачами проекта, в котором используется ТПР.

В табл. 2.7 приведены особенности различных классов типовых проектных решений.

Для реализации типового проектирования могут использоваться два подхода: параметрически-ориентированное и модельно-ориентированное проектирование.

Параметрически-ориентированное проектирование. Включает следующие этапы:

• определение критериев оценки пригодности пакетов прикладных программ (ППП) для решения поставленных задач;
• анализ и оценка доступных ППП по сформулированным критериям;
• выбор и закупка наиболее подходящих пакетов;
• настройка параметров (доработка) закупленных ППП.

Ниже приведены группы, на которые делятся критерии оценки ППП:

• назначение и возможности пакета;
• характеристики и свойства пакета;
• требования к аппаратным и программным средствам;

Таблица 2.7. Достоинства и недостатки ТПР

Класс ТПР, реализация ТПР	Достоинства	Недостатки
Элементные ТПР. Библиотеки методоориентированных программ	Обеспечивается применение модульного подхода к проектированию и документированию АИС	Большие затраты времени на сопряжение разнородных элементов вследствие информационной, программной и технической несовместимости. Большие затраты времени на доработку ТПР отдельных элементов
Подсистемные ТПР. Пакеты прикладных программ	Достигается высокая степень интеграции элементов АИС. Позволяют осуществлять модульное проектирование; параметрическую настройку программных компонентов на различные объекты управления. Обеспечивают сокращение затрат на проектирование и программирование взаимосвязанных компонентов; хорошее документирование отображаемых процессов обработки информации	Адаптивность ТПР недостаточна с позиции непрерывного инжиниринга деловых процессов. Возникают проблемы в комплектовании разных функциональных подсистем, особенно в случае использования решений нескольких производителей программного обеспечения
Объектные ТПР. Отраслевые проекты ИС	Комплексирование всех компонентов АИС за счет методологического единства и информационной, программной и технической совместимости. Открытость архитектуры позволяет устанавливать ТПР на разных программно-технических платформах. Масштабируемость допускает конфигурацию ИС для переменного числа рабочих мест. Конфигурируемость позволяет выбирать необходимое подмножество компонентов	Проблемы привязки типового проекта к конкретному объекту управления,что вызывает в некоторых случаях даже необходимость изменения организационно-экономической структуры объекта автоматизации

• обязательства поставщика по внедрению и сопровождению пакета;
• оценка качества пакета и опыт его использования;
• перспективы развития пакета.

Внутри каждой группы критериев выделяется некоторое подмножество частных показателей, детализирующих каждый из приведенных аспектов анализа выбираемых пакетов прикладных программ.

Числовые значения показателей для конкретных ППП устанавливаются экспертами по выбранной шкале оценок. На их основе формируются групповые оценки и комплексная оценка пакета (путем вычисления средневзвешенных значений). Нормированные взвешивающие коэффициенты также получаются экспертным путем.

Модельно-ориентированное проектирование. Заключается в адаптации состава и характеристик типовой И С в соответствии с моделью объекта автоматизации. Технология проектирования в этом случае должна обеспечивать единые средства для работы с моделями типовой ИС и автоматизируемого объекта (предприятия).

Специальная база метаданных - репозиторий - содержит модель объекта автоматизации, на основе которой осуществляется конфигурирование программного обеспечения. Модель объекта автоматизации строится с помощью специального программного инструментария (например, SAP Business Engineering Workbench (BEW), BAAN Enterprise Modeler).

Альтернативный способ - создание системы на базе типовой модели из репозитория, который поставляется вместе с программным продуктом и расширяется по мере накопления опыта проектирования информационных систем для различных отраслей и типов производства.

Репозиторий содержит базовую (ссылочную) модель ИС, типовые (референтные) модели определенных классов ИС, модели конкретных АИС предприятий.

• См.: Гагарина Л. Г., Киселев Д. В., Федотова Е. Л. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем: учеб, пособие / под ред. Л. Г. Гагариной. М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2007.

Существует множество методов и вариантов разработки АИС, использование которых зависит от различных факторов, например, размеров предприятий и (или) их ИС, целей создания ИС, имеющихся ресурсов и др. Методы и принципы проектирования ИС рассмотрены в предыдущих главах.

Цикл разработки (проектирования) программного обеспечения (software project lifecycle) - совокупность стадий и этапов разработки программного обеспечения начиная от системного анализа и разработки исходных требований до её установки (инсталляции) на ЭВМ.

Опыт разработки и внедрения различных классов АИС показал высокую эффективность (в том числе экономическую) их применения, особенно на крупных предприятиях. Она отражается в хорошей организации труда и производства, повышении точности планирования и реализации поставленных задач, в обеспечении ритмичности работы предприятия, уменьшении доли ручного труда, эффективном (в том числе оперативном) информационном обеспечении различных категорий пользователей и т.д. Средний срок окупаемости таких систем обычно не превышает двух лет.

При разработке ИС в большинстве случаев предпочтение отдаётся типовым проектным решениям, адаптируемым под конкретные условия и возможности Заказчика. Индивидуальные проекты разрабатываются в случае отсутствия типовых решений или когда основные параметры организации значительно (более чем на 10-15%) отличаются от типовых решений. Обычно это касается крупных и крупнейших организаций.

Ни одна схема разработки ИС не является абсолютной. Возможны различные варианты, зависящие, например, от начальных условий, в которых ведётся разработка: разрабатывается совершенно новая система; уже было проведено обследование предприятия и существует модель его деятельности; на предприятии уже существует ИС, которая может быть использована в качестве начального прототипа или должна быть интегрирована с разрабатываемой.

Детализированная разработка проекта АИС предполагает наличие полного комплекта организационной, конструкторской, технологической и эксплуатационной документации.

Проектирование любого объекта осуществляется с:

• а) определения его функционального назначения (зачем нужен, что и как делает проектируемый объект),
• б) выявления логических связей (как осуществляет своё функциональное назначение проектируемый объект, какая информация и в какой последовательности обрабатывается),
• в) выбора материальных средств реализации проектируемого объекта - функционально-технологический и технический аспект (носители, средства обработки данных и др.),
• г) пространственного (территориального) размещения материальных средств реализации на выделенных или возможных для использования площадях,
• д) формирования организационно-управленческой структуры проектируемого объекта (состав подразделений, полномочия и функциональные обязанности работников)

После выбора метода проектирования АИС необходимо спланировать комплекс работ по созданию системы в соответствии с типовыми этапами её разработки. Проект рассматривается и утверждается Заказчиком. Проектирование АИС предполагает выполнение определённых стадий и этапов.

Для успешной реализации проекта необходимо устанавливать реальные этапы с чётко обозначенными началом и окончанием. Разработка детального плана работ связана с описанием процессов и их последовательности, выполняемых на каждом этапе, необходимых для этого специалистов, средств и ресурсов. Такой подход в большей степени позволяет избежать упущений и ошибок. Он необходим работникам, реализующим внедрение проекта автоматизации, а также оказывает положительное воздействие на лиц, его финансирующих.

Эффективное поэтапное осуществление проектных работ связано с необходимостью разработки графика их выполнения, включающего ресурсы и сроки (этапы) их проведения (см. предыдущие графики и рисунки). Ресурсы включают необходимые персонал, технические и программные средства, финансирование и инфраструктуру. При этом финансирование лучше осуществлять отдельно по каждому виду работ (приобретение средств и ПО, установка, обучение, отдельные этапы проектирования и др.).

Для автоматизации различных видов деятельности (управление, проектирование, исследование и т.п.), включая их сочетания, используют положения ГОСТ 34.601-90. Он предусматривает следующие стадии и этапы проектирования (таблица 1).

Таблица 2

1. Формирование требований к АС	1.1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС 1.2. Формирование требований пользователя к АС 1.3. Оформление отчёта о выполненной работе и заявки на разработку АС
2. Разработка концепции АС	2.1. Изучение объекта 2.2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ 2.3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющей пользователя 2.4. Оформление отчёта о выполненной работе
3. Техническое задание	3.1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС
4. Эскизный проект	4.1. Разработка предварительных проектных решений по системе и её частям; 4.2. Разработка документации на АС и её части
6. Рабочая документация	6.1. Разработка рабочей документации на систему и её части 6.2. Разработка или адаптация программ
7. Ввод в действие	7.1. Подготовка объекта автоматизации к вводу АС в действие 7.2. Подготовка персонала 7.3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями) 7.4. Строительно-монтажные работы 7.5. Пуско-наладочные работы 7.6. Проведение предварительных испытаний 7.7. Проведение опытной эксплуатации 7.8. Проведение приёмочных испытаний
8. Сопровождение АС	8.1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами 8.2. Послегарантийное обслуживание

В стандарте указывается также, что:

• · Стадии и этапы, выполняемые организациями, участниками работ по созданию АС, устанавливаются в договорах и Техническом задании на основе настоящего стандарта.
• · Допускается исключать стадию “Эскизный проект” и отдельные этапы работ на всех стадиях, объединять “Технический проект” и “Рабочая документация” в одну стадию “Техно-рабочий проект”. В зависимости от специфики создаваемых АС и условий их создания допускается выполнять отдельные этапы работ до завершения предшествующих стадий, параллельное во времени выполнение этапов работ, включение новых этапов работ.

Технический проект (preliminary design) содержит принципиальные электрические схемы и конструкторскую документацию объекта разработки и составные его части, перечень выбранных готовых средств программного и технического обеспечения (в том числе типов ЭВМ, операционной системы, прикладных программ и т.д.), алгоритмы решения задач для разработки новых средств программного обеспечения).

Рабочий проект (detailed design) - заключительный этап проектирования, в общем случае предусматривающий уточнение и детализацию результатов предыдущих этапов, создание и испытания опытного образца объекта автоматизации, разработку и отработку программных продуктов, технологической и эксплуатационной документации.

В современной практике проектирования автоматизированных информационных систем (например, АИПС, АСНТИ, АСУ и др.) он может являться начальным этапом их внедрения в работу организации или службы Заказчика проекта, или головной в ряде других автоматизируемых организаций, служб и т.д.

Детализированная разработка проекта системы предполагает наличие полного комплекта организационной, конструкторской, технологической и эксплуатационной документации.

Государственный стандарт ГОСТ 19.102-77 устанавливает следующие стадии разработки программной документации:

• 1. Техническое задание;
• 2. Эскизный проект;
• 3. Технический проект;
• 4. Рабочий проект;
• 5. Внедрение.

Отметим, что для небольших проектов количество стадий может быть сокращено.

В рамках выполнения первой стадии “Формирование требований к АС” осуществляется обследование объекта и обоснование необходимости создания АИС с учётом требований пользователя к проектируемой АИС. Эти процедуры первого этапа проектирования входят в состав предпроектного исследования. Сюда же могут входить процедуры второй стадии проектирования - “Разработка концепции АС”.

В процессе предпроектного исследования осуществляется разработка технико-экономического обоснования целесообразности создания АИС; выработка общих требований на разработку АИС.

В процессе предпроектного исследования для выполнения необходимых проектных работ выявляют:

• · материальные ресурсы,
• · финансовые ресурсы,
• · людские ресурсы,
• · временные ресурсы.

В настоящее время любая организации имеет в своем распоряжении некоторые материальные ресурсы, как правило, разнородного происхождения. Для обеспечения сохранности этих ресурсов необходимо вести их учет и назначать ответственных. Решение этой задачи можно осуществить с помощью различных прикладных программ, таких как 1C:Предприятие, АВАРД и многих других. Но данные программы очень дорогостоящие, как в приобретении, так и в обслуживании. Требуют специального обучения и подготовки персонала.