Методика создания автоматизированных информационных систем и технологий

Тема 3. Методика создания автоматизированных информационных   систем и технологий

3.1. Проектирование автоматизированных  систем и технологий: принципы, стадии  и этапы создания, особенности

    Целью проектирования является создание эффективно функционирующей автоматизированной информационной системы (АИС). В процессе проектирования совершенствуются как организация основной деятельности экономического объекта (производственной, хозяйственной), так и организация управления.

    Основополагающие  принципы проектирования и создания АИС были сформулированы акад. В.М. Глушковым. К ним относятся принципы: системности, развития, совместимости, стандартизации и унификации, эффективности.

    Принцип системности предполагает рассмотрение объекта как единого целого; выявление  связей между структурными элементами, обеспечивающими целостность системы; установление направления производственно-хозяйственной деятельности системы и реализуемые ею функции.

    Принцип развития заключается в том, что  АИС создается с учетом возможности  постоянного дополнения и обновления функций системы и видов ее обеспечения.

    Принцип совместимости состоит в обеспечении  способности взаимодействия АИС различных видов и уровней в процессе их совместного функционирования.

    Принцип стандартизации и унификации означает применение типовых, унифицированных и стандартизированных элементов функционирования АИС, что позволяет сократить затраты времени, труда и денежных средств на ее создание.

    Принцип эффективности заключается в  достижении рационального соотношения между затратами на создание АИС и эффектом, получаемым при ее функционировании.

    Наряду  с вышеперечисленными, выделяют также  ряд частных принципов: декомпозиции, первого руководителя, новых задач, автоматизации информационных потоков и документооборота, автоматизации проектирования, абстрагирования, формализации, концептуальной общности, непротиворечивости и полноты, независимости и структурирования данных,  доступа конечного пользователя.

    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 (технологии) и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления у пользователей.

    Жизненный цикл АИС и АИТ позволяет выделить четыре основные стадии: предпроектную, проектную, внедрение и функционирование. Каждая стадия проектирования делится на этапы.

    Первая  стадия включает два этапа: сбор материалов для проектирования и их анализ, формирование документации. На первом этапе формируются требования, изучается объект проектирования, разрабатывается и выбирается вариант концепции системы. На втором этапе обеспечивается создание и утверждение технико-экономического обоснования и технического задания на проектирование системы.

    Вторая  стадия также включает два  этапа: первый предусматривает поиск наиболее рациональных проектных решений по всем аспектам разработки, создания и описания всех компонентов системы;  результатом этапа является технический проект; на втором этапе 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 инструкционного материла; результатом этапа является рабочее проектирование.

    Третья  стадия состоит из трех этапов: первый этап обеспечивает подготовку к внедрению, т.е. установка и ввод в эксплуатацию технических средств, загрузка баз данных и опытная эксплуатация программ, обучение персонала; на втором этапе проводятся опытные испытания всех компонентов системы перед передачей в промышленную эксплуатацию, а также обучение персонала; третий этап предполагает сдачу в промышленную эксплуатацию и оформление актов приема-сдачи работ.

    Четвертая стадия называется стадией промышленной эксплуатации и предусматривает  повседневное функционирование и сопровождение программных средств и всего проекта, оперативное обслуживание и администрирование баз данных.

    На  каждом этапе ЖЦ формируется определенный набор документов и технических решений, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Этап завершается проверкой предложенных решений и документов на их соответствие сформулированным требованиям и начальным условиям.

    Порядок исполнения этапов в ходе разработки автоматизированных информационных систем и технологий, а также критерии перехода от этапа к этапу зависят от выбранной модели ЖЦ. Наибольшее распространение получили три следующие модели ЖЦ:

     - каскадная модель, которая предполагает  переход на следующий этап  после полного окончания работ  по предыдущему этапу;

    - поэтапная модель с промежуточным  контролем или с циклами обратной связи между этапами;

    - спиральная модель, которая делает  упор на начальные этапы ЖЦ (анализ требований, проектирование  спецификаций, предварительное и детальное проектирование). На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии АИС и АИТ. На нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали.

    Наиболее  перспективной является спиральная модель ЖЦ, обладающая рядом преимуществ  перед другими моделями:

• возможностью накопления и повторного использования проектных решений, средств проектирования, моделей и прототипов АИС и АИТ;
• ориентацией на развитие и модификацию системы и технологии в процессе их проектирования;
• возможностью анализа риска и издержек в процессе проектирования систем и технологий.

    При проектировании автоматизированная информационная система (технология) рассматривается в пяти взаимосвязанных аспектах:

    - техническом - как аппаратно-коммуникационный  комплекс, имеющий конкретную конфигурацию и служащий для обработки и передачи информации;

    - программно-математическом – как  набор статистических, математических, инфологических, алгоритмических и прочих машинно-ориентированных моделей, а также реализующих их компьютерных программ;

    - методическом – как совокупность  средств реализации функций управления  по отношению к экономическому  объекту - предприятию, объединению, региональному хозяйству и т.д.;

    - организационном – как описание  документооборота и регламента деятельности аппарата управления;

    - пооперационном – как совокупность  технологических, логических и арифметических операций, реализуемых в автоматическом режиме.

       При разработке автоматизированных информационных систем (технологий) следует соблюдать ряд требований:

    - принцип системности при проектировании  процедур накопления и обработки данных, который предполагает подразделение информационных потоков на внешние и внутренние по отношению к объекту управления, учет структурно-динамических свойств, протекающих в нем процессов, моделирование прямых и обратных связей с окружающей средой;

    - использование децентрализованных  средств сбора и предварительной обработки данных согласно принятой декомпозиции задач и распределения управленческих функций;

    - охват основных этапов жизненного  цикла управления (целеполагание,  выработка альтернатив принятия  решений, выбор наиболее рационального варианта управленческой стратегии, мониторинг и контроль исполнения решений);

    - способность к адаптации всей  системы (гибкое приспособление к изменениям рыночной среды, возможность быстрого переключения на разные режимы использования аппаратных и телекоммуникационных средств);

      - ориентация на реализацию единой информационно-логической модели объекта управления в сочетании с необходимыми процедурами обработки данных и вывода результатов;

    - синхронизация процессов обработки  и выдачи информации с процессами  принятия решений на всех уровнях;

    - использование безбумажного документооборота, естественно-профессионального языка для общения специалиста с ПЭВМ, электронных подписей, машинных архивов и библиотек, удаленного доступа к массивам данных;

    - возможность обработки больших  объемов информации в регламентном и произвольном режимах, а также интеграции данных в соответствии с иерархией управления;

• наличие экспертной поддержки, учет неполноты информации, возможность получения прогнозных данных.

3.2. Содержание и методы  ведения проектировочных  работ

 

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

    - трудностью получения исчерпывающей  информации для оценки формулируемых заказчиком требований к новой системе или технологии;

    - недостаточностью знаний о проблемах автоматизации обработки данных в новой технической среде;

• непонятностью заказчику спецификации проектируемой системы из-за большого объема и технических терминов.

      Частично 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 называют метод исследования системы, который начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней. Структурный анализ предусматривает разбиение системы на уровни абстракции с ограниченным числом элементов на каждом из уровней. На каждом уровне выделяются лишь существенные для системы детали.

    Методология структурного анализа базируется на ряде общих принципов, часть из которых  регламентирует организацию работ  на начальных этапах жизненного цикла  создаваемой информационной системы, а часть используется при выработке рекомендаций по организации работ. В качестве двух базовых принципов используются принцип декомпозиции и принцип иерархического упорядочивания. Первый принцип предполагает решение проблем структуризации комплексов функциональных задач путем разбиения их на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения. Второй принцип декларирует, что устройство этих частей также существенно для понимания при детальном формализованном их описании.

    На  предпроектной стадии проводится изучение и анализ особенностей объекта проектирования с целью уточнения требований заказчика, их формализованного представления и документирования, устанавливаются ограничения в процессе разработки (директивные сроки завершения отдельных этапов, имеющиеся ресурсы, организационные процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации 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  проектирования зависит от правильного выбора методов анализа и сформулированных требований к  создаваемой технологии. На стадии предпроектного обследования, используются следующие группы методов: изучения и анализа фактического состояния объекта; формирования заданного состояния; графического представления фактического и заданного состояний (рис. 3.1).

    Методы  изучения и анализа фактического состояния экономического объекта или технологии позволяют выявить узкие места в исследуемых процессах.