Этапы типового проектирования аис. Проектирование автоматизированной системы складского учета с использованием CASE-средства Rational Rose. Методы ведения проектировочных работ

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.

Проектирование АИС

Детализированная разработка проекта системы , содержащего полный комплект ее организационной, конструкторской, технологической и эксплуатационной документации. В соответствии с ГОСТ 34.601-90. проектирование автоматизированных систем предполагает выполнение ряда стадий, в том числе: формирование требований к АС, разработку концепции АС, разработку технического задания, эскизное проектирование, техническое проектирование и разработку рабочей документации. Стадии создания АС помимо проектирования включают также: ввод в действие и сопровождение АС. Каждая стадия подразделяется на этапы. В приложениях к данному стандарту также определены:

· Перечень видов организаций, участвующих в работах.

В зависимости от характера объекта проектирования и конкретных его условий ГОСТ 34.601-90 допускает исключение отдельных стадий, а также их объединение. С учётом сложившейся в России многолетней практики при создании автоматизированных информационных систем (" АИС ”) обычно выполняются следующие стадии проектирования: предпроектное обследование, концептуальное проектирование, эскизное проектирование, техническое проектирование и рабочее проектирование. Другие государственные стандарты, регламентирующие различные аспекты проектирования АС:

· ГОСТ 34.602-89 Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. Введ.01.01.90.

· Стандарт 34.603-92 Информационная технология. Виды испытаний АС.

· Стандарты 34. (971, 972,973, 974, 981) - 91 Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем.

· Стандарт 34.91. Информационная технология. Локальные вычислительные сети и др.

Предпроектное обследование - Сбор и обработка сведений об организации и особенностях функционирования объекта автоматизации, включая данных о его взаимодействии с внешней средой и другими объектами, а также выполнение системного анализа , разработка технико-экономического обоснования целесообразности автоматизации и выработка общих требований на разработку автоматизированной системы. Содержание работ при предпроектном обследовании объекта автоматизации соответствует стадии “Формирование требований к АС” ГОСТ 34.601-90, этапы: “ Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС”, “Формирование требований пользователя к АС”, “Оформление отчёта о выполненной работе и заявки на разработку АС - тактико-технического задания”.

Концептуальное проектирование - Соответствует стадиям проектирования по ГОСТ 34.601-90 - “ Разработка концепции АС” (этапы: “Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющей пользователя”, “Оформление отчёта о выполненной работе”) и “Разработка технического задания”. Видами итоговых документов работ на данной стадии являются аванпроект (также используются наименования - “Концептуальный проект ”, “ Пилотный проект ”) или Программа создания системы, которые включают:

· Краткую характеристику исходного состояния объекта автоматизации и среды, в которой он функционирует;

· Указание основных целей и перечень задач автоматизации;

· Описание укрупнённой организационно-функциональной структуры выбранного варианта (или вариантов) построения создаваемой системы;

· Технико-экономическое обоснование;

· Укрупнённое описание и основные требования к средствам информационного и лингвистического обеспечения;

· Общие требования к средствам программно-аппаратного обеспечения;

· Перечень и укрупнённую характеристику этапов создания системы, сроки их выполнения, состав исполнителей и ожидаемые результаты их выполнения;

· Исходную оценку стоимостных показателей выполнения работ;

· Техническое задание на систему в целом и/или её основные составные части (подсистемы, программно-технические комплексы и средства, отдельные задачи и т.д.), утверждаемое Заказчиком работ.

Эскизное проектирование - Разработка предварительных проектных решений по системе и её частям. Итоговым документом выполнения работ на данной стадии проектирования является эскизный проект , который содержит принципиальные конструкторские и схемные решения объекта разработки, а также данные, определяющие его назначение и основные параметры (при проектировании программного обеспечения системы эскизный проект должен содержать полную спецификацию разрабатываемых программ ).

Техническое проектирование - Стадия работ по проектированию АС, которая включает:

· Разработку проектных решений по системе и её частям;

· Разработку документации на АС и её части;

· Разработку и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и/или технических требований (технических заданий) на их разработку;

· Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации.

Итоговым документом данной стадии проектирования является технический проект , содержащий помимо перечисленных материалов принципиальные электрические схемы и конструкторскую документацию объекта разработки и составных его частей, перечень выбранных готовых средств программного и технического обеспечения (в том числе - ЭВМ, операционной системы , прикладных программ и т.д.), а также алгоритмы решения задач для разработки новых средств программного обеспечения и др.

Рабочее проектирование - Заключительная стадия проектирования , которая помимо требуемой ГОСТ 34.601-90 разработки рабочей документации на систему и её части в общем случае предусматривает уточнение и детализацию результатов предыдущих этапов, создание и испытания опытного и/или опытно-промышленного образца объекта автоматизации, разработку и отработку программных продуктов, технологической и эксплуатационной документации. Результаты излагаются в рабочем или технорабочем проекте . В современной практике проектирования автоматизированных информационных систем (например, АБИС , АСНТИ , АСУ и др.) он является начальным этапом их внедрения в работу фирмы, организации или службы, являющейся заказчиком проекта, или головной в ряде других автоматизируемых фирм, организаций, служб и т.д.

Цикл разработки (проектирования ) программного обеспечения - Совокупность стадий разработки программного обеспечения начиная от системного анализа и разработки исходных требований до её внедрения.

Принципы проектирования АИС - Набор закреплённых многолетним и разносторонним опытом создания и эксплуатации АИС правил или требований. Наиболее общие из них:

· Идентичность - разработка новой, совершенствование уже существующей или внедрение полученной извне АИС являются сходными по своему содержанию научно-техническими проблемами, отличающимися одна от другой только содержанием ряда этапов и временными параметрами;

· Технологичность : автоматизированная технология означает разработку новой технологии или модернизацию существующей в условиях АИС и не допускает простого использования разработанного программно-аппаратного обеспечения в условиях старых традиционных технологий;

· Непрерывность, поэтапность и преемственность разработки и развития : АИС - постоянно развивающиеся на своей основе системы; каждое нововведение служит развитием основных системных принципов и уже достигнутого качества;

· Адаптивность : составляющие АИС должны обладать свойствами, обеспечивающими быструю адаптацию этих составляющих к изменениям внешней среды и новым средствам;

· Модульный принцип построения программных и технических средств : предполагает, что состав указанных средств состоит из блоков (“модулей”) обеспечивающих возможность их замены или изменения с целью совершенствования функционирования АИС или её адаптации к новым условиям;

· Технологическая (в т. ч. - сетевая ) интеграция : предполагает единство для всей системы технологии создания, обновления, сохранения и использования информационных ресурсов и, в частности, - однократную обработку документов и данных а также их многократное и многоцелевое использование;

· Полная нормализация процессов и их мониторинг : многоцелевое использование информации АИС требует обеспечения высокой достоверности данных в системе. Для этого на различных этапах обработки и ввода информационных документов необходимо использовать различные формы контроля информации, требования к которому могут быть сформированы из состава решаемых задач и обрабатываемых данных. постоянный мониторинг необходим также для получения качественных и количественных характеристик функционирования АИС на основе встраиваемых и специально разрабатываемых средств интеллектуальной статистики;

· Регламентация : АИС ориентированы на функционирование в промышленном режиме, обеспечивающем массовую поточную обработку информационных документов; эта обработка регламентируется стандартами, маршрутными и пооперационными технологиями, нормативами на ресурсные и временные показатели, развитой службой диспетчеризации.

· Экономическая целесообразность : создание АИС должно предусматривать выбор таких проектных решений (в т. ч. программных, технических и организационно-технологических), которые, при условии достижения поставленных целей и задач, обеспечивают минимизацию затрат финансовых, материальных и трудовых ресурсов.

· Типизация проектных решений : разработка и развитие АИС и их сетей производится с ориентацией на межбиблиотечное сотрудничество, и кооперацию а также в соответствии с правилами и протоколами международного информационного обмена;

· Максимальное использование готовых решений : для сокращения стоимости и сроков разработки и внедрения АИС, а также уменьшения ошибок проектирования как системы в целом, так и отдельных её составляющих, рекомендуется максимально возможно использовать готовые решения и средства. В указанном плане при создании новой системы значительный объём работ связан с анализом альтернативных вариантов возможных решений, выбором наиболее соответствующего для объекта автоматизации и его адаптации к новым условиям применения;

· Корпоративность : при проектировании автоматизированной системы, входящей в состав системы более высокого уровня (города, ведомства, республики и т.п.), должна быть предусмотрена её аппаратная, программная, лингвистическая и информационная совместимость с другими участниками системы и/или сети АИС. Требования корпоративности могут входить в противоречие с требованиями или решениями, диктуемыми другими принципами, например - преемственности проектных решений;

· Ориентация на первых лиц объекта автоматизации : успешное выполнение работ по созданию АИС, её развитию и эксплуатации возможно только при условии их безусловной поддержки первым лицом объекта автоматизации (например, директора библиотеки или информационного органа) и закреплении непосредственной ответственности за их выполнение приказом по организации за руководителем на уровне не менее заместителя директора

НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОЗДАНИЯ АИС.

Основные понятия проектирования АИС

В общем плане АИС включает в себя: пользователя(потребителя), информационные ресурсы, носители информации, средства сбора, хранения обработки информации, средства передачи информации.

В основе проектирования АИС лежат две взаимосвязанные составляющие:

Стандарты проектирования;

Методика проектирования.

Основные понятия, подходы и определения проектирования АИС регламентируются тремя видами конструкторской и программной документации:

1. единой системой конструкторской документации(ЕСКД);
2. единой системой программной документации(ЕСПД);
3. комплексом руководящих документов на АИС.

Состав проектной документации – это комплекс стандартов и руководящих документов на АИС ГОСТ 24.104-85, ГОСТ 34.003-90, ГОСТ 34.201-90 включает в себя методические указания на информационные технологии и автоматизированные системы, а также требования к содержанию документов.

Цель проектирования- выявление относительно простой внутренней структуры, называемой архитектурой системы.

АИС разрабатывается как некоторый проект. Многие особенности управления проектами и фазы разработки проекта(фазы жизненного цикла) являются общими, не зависящими не только от предметной области, но и от характера проекта. Понятие проект является сложным понятием и для него трудно подобрать однозначную формулировку.

Проект – это ограниченное по времени целенаправленное изменение отдельной системы с изначально четко определенными целями, достижение которых определяет завершение проекта, а также с установленными требованиями к срокам, результатам, риску, рамкам расходования средств и ресурсов и к организационной структуре.

Для экономических систем под проектом ЭИС будем понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ЭИС в конкретной программно-технической среде.

Под проектированием ЭИС понимается процесс преобразо­вания входной информации об объекте проектирования, о мето­дах проектирования и об опыте проектирования объектов ана­логичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект ЭИС. С этой точки зрения проектирование ЭИС сводится к последова­тельной формализации проектных решений на различных стади­ях жизненного цикла ЭИС: планирования и анализа требований, технического и рабочего проектирования, внедрения и эксплуа­тации ЭИС.

Объектами проектирования ЭИС являются отдельные элемен­ты или их комплексы функциональных и обеспечивающих частей. Так, функциональными элементами в соответствии с традицион­ной декомпозицией выступают задачи, комплексы задач и функ­ции управления. В составе обеспечивающей части ЭИС объекта­ми проектирования служат элементы и их комплексы информаци­онного, программного и технического обеспечения системы.

В качестве субъекта проектирования ЭИС выступают коллек­тивы специалистов, которые осуществляют проектную деятель­ность, как правило, в составе специализированной (проектной) организации, и организация-заказчик, для которой необходимо разработать ЭИС. Масштабы разрабатываемых систем опреде­ляют состав и количество участников процесса проектирования. При большом объеме и жестких сроках выполнения проектных работ в разработке системы может принимать участие несколько проектных коллективов (организаций-разработчиков). В этом случае выделяется головная организация, которая координирует деятельность всех организаций-соисполнителей.

Форма участия соисполнителей в разработке проекта системы может быть различной. Наиболее распространенной является фор­ма, при которой каждый соисполнитель выполняет проектные ра­боты от начала до конца для какой-либо части разрабатываемой системы. Обычно это бывает функциональная подсистема или вза­имосвязанный комплекс задач управления. Реже встречается фор­ма участия соисполнителей, при которой отдельные соисполните­ли выполняют работы на отдельных этапах процесса проектирования. Возможен вариант, при котором функции заказчика и разра­ботчика совмещаются, то есть ЭИС проектируется собственными силами.

Осуществление проектирования ЭИС предполагает исполь­зование проектировщиками определенной технологии проекти­рования, соответствующей масштабу и особенностям разрабаты­ваемого проекта.

Технология проектирования ЭИС - это совокупность методо­логии и средств проектирования ЭИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта ЭИС)

Методология(концепция + метод)

Инструментальные средства Организация

проектирования проектирования

В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выпол­нения этих действий.

Так, технологический процесс проектирования ЭИС в целом делится на совокупность последовательно-параллельных, связан­ных и соподчиненных цепочек действий, каждое из которых мо­жет иметь свой предмет. Действия, которые выполняются при про­ектировании ЭИС, 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, в результате чего стало бы ясно, не только ЧТО должно быть сделано для создания проекта, но и КАК, КОМУ и в КАКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ это должно быть сделано.

Предметом любой выбираемой технологии проектирования должно служить отражение взаимосвязанных процессов проек­тирования на всех стадиях жизненного цикла ЭИС.

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

Созданный с помощью этой технологии проект должен отве­чать требованиям заказчика;

Выбранная технология должна максимально отражать все эта­пы цикла жизни проекта;

Выбираемая технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопро­вождение проекта;

Технология должна быть основой связи между проектирова­нием и сопровождением проекта;

Технология должна способствовать росту производительнос­ти труда проектировщика;

Технология должна обеспечивать надежность процесса про­ектирования и эксплуатации проекта;

Технология должна способствовать простому ведению проект­ной документации.

Основу технологии проектирования ЭИС составляет методо­логия, которая определяет сущность, основные отличительные тех­нологические особенности.

Методология проектирования предпо­лагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования, реализуемых набором методов проектирования, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами проек­тирования.

Организация проектирования предполагает определение мето­дов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта ЭИС, которые могут также поддер­живаться набором специфических средств.

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

Так, по степени автоматизации методы проектирования раз­деляются на методы:

ручного проектирования , при котором проектирование ком­понентов ЭИС осуществляется без использования специаль­ных инструментальных программных средств, а программи­рование - на алгоритмических языках;

компьютерного проектирования , которое производит генера­цию или конфигурацию (настройку) проектных решений на основе использования специальных инструментальных про­граммных средств.

По степени использования типовых проектных решений разли­чают следующие методы проектирования:

Оригинального (индивидуального) проектирования, когда проектные решения разрабатываются «с нуля» в соответствии с требованиями к ЭИС;

Типового проектирования, предполагающего конфигурацию ЭИС из готовых типовых проектных решений (программных модулей).

Оригинальное (индивидуальное) проектирование ЭИС харак­теризуется тем, что все виды проектных работ ориентированы на создание индивидуальных для каждого объекта проектов, кото­рые в максимальной степени отражают все его особенности.

Типовое проектирование выполняется на основе опыта, по­лученного при разработке индивидуальных проектов. Типовые проекты как обобщение опыта для некоторых групп организаци­онно-экономических систем или видов работ в каждом конкрет­ном случае связаны со множеством специфических особенностей и различаются по степени охвата функций управления, выполняе­мым работам и разрабатываемой проектной документации.

По степени адаптивности проектных решений методы проек­тирования классифицируются на методы:

Реконструкции, когда адаптация проектных решений выпол­няется путем переработки соответствующих компонентов (пе­репрограммирования программных модулей);

Параметризации, когда проектные решения настраиваются (пе­регенерируются) в соответствии с изменяемыми параметрами;

Реструктуризации модели, когда изменяется модель проблем­ной области, на основе которой автоматически перегенери­руются проектные решения.

Сочетание различных признаков классификации методов про­ектирования обусловливает характер используемой технологии проектирования ЭИС, среди которых выделяются два основных

класса: каноническая и индустриальная технологии (табл. 2.1). Индустриальная технология проектирования, в свою очередь, разбивается на два подкласса: автоматизированное (использова­ние CASE-технологий) и типовое (параметрически-ориентиро­ванное или модельно-ориентированное) проектирование. Ис­пользование индустриальных технологий проектирования не ис­ключает использования в отдельных случаях канонической технологии.

Таблица 2.1 Характеристики классов технологий проектирования

Для конкретных видов технологий проектирования свойствен­но применение определенных средств разработки ЭИС, которые поддерживают выполнение как отдельных проектных работ, эта­пов, так и их совокупностей. Поэтому перед разработчиками ЭИС, как правило, стоит задача выбора средств проектирования, которые по своим характеристикам в наибольшей степени соот­ветствуют требованиям конкретного предприятия.

Средства проектирования должны быть:

В своем классе инвариантными к объекту проектирования;

Охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла ЭИС;

Технически, программно и информационно совместимыми;

Простыми в освоении и применении;

Экономически целесообразными.

Средства проектирования ЭИС можно разделить на два клас­са: без использования ЭВМ и с использованием ЭВМ.

Средства проектирования без использования ЭВМ применя­ются на всех стадиях и этапах проектирования ЭИС. Как прави­ло, это средства организационно-методического обеспечения операций проектирования и в первую очередь различные стан­дарты, регламентирующие процесс проектирования систем. Сюда же относятся единая система классификации и кодирования ин­формации, унифицированная система документации, модели опи­сания и анализа потоков информации и т.п.

Средства проектирования с использованием ЭВМ могут при­меняться как на отдельных, так и на всех стадиях и этапах про­цесса проектирования ЭИС и соответственно поддерживают раз­работку элементов проекта системы, разделов проекта системы, проекта системы в целом. Все множество средств проектирова­ния с использованием ЭВМ делят на четыре подкласса.

К первому подклассу относятся операционные сред­ства, которые поддерживают проектирование операций обработ­ки информации. К данному подклассу средств относятся алго­ритмические языки, библиотеки стандартных подпрограмм и классов объектов, макрогенераторы, генераторы программ ти­повых операций обработки данных и т.п., а также средства рас­ширения функций операционных систем (утилиты). В данный класс включаются также такие простейшие инструментальные средства проектирования, как средства для тестирования и от­ладки программ, поддержки процесса документирования проек­та и т.п. Особенность" последних программ заключается в том, что с их помощью повышается производительность труда проек­тировщиков, но не разрабатывается законченное проектное ре­шение.

Таким образом, средства данного подкласса поддерживают отдельные операции проектирования ЭИС и могут применяться независимо друг от друга.

Ко второму подклассу относят средства, поддержи­вающие проектирование отдельных компонентов проекта ЭИС. К данному подклассу относятся средства общесистемного назна­чения:

Системы управления базами данными (СУБД);

Методоориентированные пакеты прикладных программ (ре­шение задач дискретного программирования, математичес­кой статистики и т.п.)

Табличные процессоры;

Статистические ППП;

Оболочки экспертных систем;

Графические редакторы;

Текстовые редакторы;

Интегрированные ППП (интерактивная среда с встроенными диалоговыми возможностями, позволяющая интегрировать вышеперечисленные программные средства).

Для перечисленных средств проектирования характерно их использование для разработки технологических подсистем ЭИС: ввода информации, организации хранения и доступа к данным, вычислений, анализа и отображения данных, приня­тия решений.

К третьему подклассу относятся средства, поддержи­вающие проектирование разделов проекта ЭИС . В этом подклассе выделяют функциональные средства проектирования.

Функциональные средства направлены на разработку автома­тизированных систем, реализующих функции, комплексы задач и задачи управления. Разнообразие предметных областей порож­дает многообразие средств данного подкласса, ориентированных на тип организационной системы (промышленная, непромыш­ленная сферы), уровень управления (например, предприятие, цех, отдел, участок, рабочее место), функцию управления (планиро­вание, учет и т.п.).

К функциональным средствам проектирования систем обра­ботки информации относятся типовые проектные решения, фун­кциональные пакеты прикладных программ, типовые проекты.

К четвертому подклассу средств проектирования ЭИС относятся средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования. К данному классу относится подкласс средств автоматизации проектирования ЭИС (CASE-средства).

Современные CASE-средства, в свою очередь, классифициру­ются в основном по двум признакам:

1) по охватываемым этапам процесса разработки ЭИС;

2) по степени интегрированности: отдельные локальные сред­ства (tools), набор неинтегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ЭИС (toolkit) и полностью ин­тегрированные средства, связанные общей базой проектных дан­ных - репозиторием (workbench).

Проектирование АИС является творческим процессом. Каждый проект проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния, когда «проекта еще нет», до состояния, когда «проекта уже нет». Совокупность ступеней развития от возникновения идеи до полного завершения проекта принято разделять на стадии(фазы, этапы). В определении количества стадий(фаз) и их содержания имеются некоторые отличия, но тем не менее суть содержания жизненного цикла разработки АИС в раз­личных подходах одинакова.

Под проектированием следует понимать процесс создания прообраза предполагаемого или возможного объекта.

Современная технология создания АИС представляет собой совокупность эффективных средств и методов проектирования, позволяющих упростить данный процесс, уменьшить стоимостные затраты, сократить календарные сроки проектирования системы и повысить качество разработки за счет широкого выбора проверенных передовых проектных решений.

К основным средствам проектирования можно отнести:

Типовые проектные решения (ТПР) и пакеты прикладных программ (ППП). ТПР - совокупность алгоритмических и программных элементов, обеспечивающих реализацию задач на ЭВМ с помощью соответствующих технических средств;

Системы автоматизированного проектирования (САПР), предполагающие использование ЭВМ на всех этапах создания АИС.

Общие требования, предъявляемые к средствам проектирования:

Полный охват всего процесса создания АИС;

Совместимость, т.е. согласованность как в процессе создания системы, так и в процессе ее функционирования;

Универсальность, т.е. возможность применения одних и тех же средств для различных объектов;

Доступность в освоении и несложность (простота) в реализации;

Возможность организации процесса проектирования в режиме интерактивного взаимодействия разработчика системы, проектировщика и ЭВМ;

Адаптируемость и экономическая эффективность.

Среди методов проектирования выделяют:

Оригинальное проектирование;

Типовое проектирование и его виды: элементное, подсистемное, модульное, групповое;

Автоматизированное проектирование.

Метод оригинального проектирования является традиционным и ориентирован на одно конкретное предприятие. Характерной чертой данного метода является разработка оригинальных методик обследования объекта и создание необходимой документации в виде индивидуального проекта. К достоинству этого метода можно отнести отражение специфических особенностей объекта автоматизации в проекте АИС. К недостаткам относят сравнительно высокую трудоемкость и большие сроки разработки, низкий показатель функциональной надежности и адаптируемости к изменяющимся условиям. Проекты, созданные оригинальным методом, поддаются модернизации, однако в чистом виде этот метод используется редко. Сегодня при его реализации используются различные средства проектирования и лишь для отдельных частей проекта требуются оригинальные проектные решения. Это несколько сглаживает его недостатки. Однако этот метод остается актуальным при автоматизации сложных, неординарных объектов.

В современных условиях АИС, как правило, не создаются с нуля. В настоящее время в экономике практически на всех уровнях управления и на всех экономических объектах функционируют системы автоматизированной обработки информации. Возросшая потребность в своевременной, качественной и оперативной информации вызывают необходимость создания АИС на новой технической и технологической базе.

Поиск рациональных путей проектирования идет по следующим направлениям:

1. разработка типовых проектных решений, реализованных в пакетах прикладных программ (ППП) для решения экономических задач с последующей привязкой ППП к конкретным условиям внедрения и функционирования;

2. разработка автоматизированных систем проектирования.

Первый из путей - возможность использования типовых проектных решений,включенных в пакеты прикладных программ.

Типовое проектирование - индустриальный метод создания АИС, использующий ТПР и ППП. Этот метод характеризуется наличием проверенных, типовых организационно-экономических, технических, информационных, математических и программных средств автоматизации управления. Применение данного метода позволяет снизить трудоемкость, снизить стоимость и сократить сроки проектирования, повысить качество проектирования. Процесс типового проектирования заключается в выборе и привязке обеспечивающих подсистем в соответствии с требованиями конкретной АИС. Типовая часть АИС представляет собой комплекс информационного, программного и технического обеспечения. Типовой характер информационного обеспечения достигается путем строгого соблюдения единства структуры информационной базы, состава массивов, форм входных и выходных документов. Типовой характер программного обеспечения достигается использованием ППП, и типовой характер технического обеспечения достигается применением ЭВМ одного или совместных типов.

1. Разновидностью метода типового проектирования является метод элементного проектирования , основу которого составляют ТПР. При разработке проекта используется уже готовое решение с небольшими модификациями, а не разрабатывается новое.

2. При использовании модульного метода ТПР создаются по модульному принципу, когда каждое проектное решение расчленяется на отдельные составные части- модули, которые реализуют определенную часть ТПР. Это позволяет создать проект новой автоматизированной системы путем сочетания отдельных типовых модулей.

3. При использовании подсистемного метода проектирования для каждой подсистемы создаются проекты решений и пакеты прикладных программ – общесистемные и функциональные. Выделение подсистем зависит от объекта хозяйственно-производственного процесса. Для каждой из подсистем разрабатывается свое автоматизированное проектное решение и ППП, которые могут быть общесистемными или функциональными. К общесистемным относятся ППП управления данными, ППП типовых процедур обработки данных, методовматематической статистики и дискретного программирования и др. К функциональным ППП относятся пакеты, ориентированные на промышленные предприятия с дискретным или непрерывным характером производства, на непромышленную сферу, отраслевое управление.

Важное требование, предъявляемое к ППП, - совместимость, т.к. при проектировании АИС целесообразно использовать сразу несколько пакетов. Проектирование систем с применением ППП фактически сводится к привязке выбранных по определенным параметрам пакетов к конкретным условиям объекта автоматизации. Положительными качествами такого подхода к проектированию можно назвать: менее трудоемкий процесс, сокращение времени проектирования по сравнению с оригинальным проектированием, реализация прогрессивных методов обработки данных, упрощение документирования проекта (т.к. используется документация пакетов), повышение надежности проектируемых АИС.

4. Кроме того, выделяют метод группового проектирования . Его суть заключается в предварительном подборе группы объектов, однотипных по характеристикам. Среди них выбирается базовый объект, для которого и разрабатывается проект, причем могут использоваться различные методы и способы проектирования. Главным при этом является обеспечение высокой адаптивности проекта. Основная сфера применения этого метода - непромышленные объекты (например, склады).

Наиболее эффективно автоматизации поддаются следующие виды деятельности:

1. бухгалтерский учет, включая управленческий и финансовый. Наибольшее число ППП создано для бухгалтерского учета. Среди них «1C: бухгалтерия», «Турбо-Бухгалтер», «Инфо-Бухгалтер», «Парус», «ABACUS», «Бэмби+» и др.;

2. справочное и информационное обслуживание экономической деятельности. Представлено следующими ППП: «ГАРАНТ» (налоги, бухучет, аудит, предпринимательство, банковское дело, валютное регулирование, таможенный контроль); «КОНСУЛБТАНТ+» (налоги, бухучет, аудит, предпринимательство, банковское дело, валютное регулирование, таможенный контроль).

3. экономическая и финансовая деятельность. Представлена следующими ППП:

a) «Экономический анализ и прогноз деятельности фирмы, организации» (фирма «ИНЕК»), реализующий функции: экономический анализ деятельности фирмы, предприятия; составление бизнес-планов; технико-экономическое обоснование возврата кредитов; анализ и отбор вариантов деятельности; прогноз баланса, потоков денежных средств и готовой продукции.

b) Многопользовательский сетевой комплекс полной автоматизации корпорации «Галактика» (АО «Новый атлант»), который включает планирование, оперативное управление, учет и контроль, анализ, кроме того, позволяет в рамках СППР обеспечивать решение задач бизнес-планирования с использованием ППП Project-Expert.

4. организация труда руководителя;

5. автоматизация документооборота;

6. обучение.

В последнее время предприятия и фирмы предпочитают покупать готовые пакеты и технологии, а если необходимо, добавлять к ним свое программное обеспечение, так как разработка собственных АИС связана с высокими затратами и риском. Как правило, разрабатывается и предлагается базовая система, которая адаптируется в соответствии с пожеланиями индивидуальных клиентов. При этом пользователям предоставляются консультации, помогающие минимизировать сроки внедрения систем и технологий, наиболее аффективно их использовать, повысить квалификацию персонала.

Автоматизированные системы проектирования - второй, быстро развивающийся путь ведения проектировочных работ.

Среди автоматизированных методов проектирования особое место занимают методы модельного проектирования. Создание и использование САПР обеспечивает достаточно высокий уровень функциональной надежности, комплексный охват всех технологических процессов, снижение трудоемкости проектных работ с максимальным учетом интересов объекта автоматизации. Однако этот метод достаточно дорог и требует высококвалифицированных разработчиков. Ключевое требование, предъявляемое к САПР, - возможность построения и поддержания в системе проектирования в адекватном состоянии некоторой глобальной экономической информационной модели объекта автоматизации. Модель – это отображение информационных компонентов объекта автоматизации и отношений между ними, заданное в явном виде. Основная цель построения модели - создание соответствующего этой модели проекта АИС, учитывающего и активно использующего все характеристики объекта. Такая модель должна содержать в формализованном виде описание совокупностей информационных компонентов и отношения между ними, включая информационные связи и алгоритмическое взаимодействие. С помощью модельного метода проектирования применяется системный подход, обусловливающий использование ЭВМ не только на всех стадиях создания системы, но и в процессе анализа результатов ее промышленной эксплуатации. Развитие и применение САПР предопределило переход к созданию индивидуальных проектов, но на значительно более высоком уровне, по сравнению с оригинальным методом проектирования.

В области автоматизации проектирования ИС и ИТ за последнее десятилетие сформировалось новое направление - CASE технология автоматизированной разработки ПО (CASE - Computer-Aided Software/System Engineering). Возрастающая сложность информационных систем, повышающиеся к ним требования привели к необходимости индустриализации технологий их создания.

CASE-технология представляет собой совокупность методов анализа, проектирования, разработки и сопровождения ИС, поддержанную комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. CASE - это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов, позволяющий автоматизировать процесс проектирования и разработки ИС. CASE-системы используются как мощный инструмент решения исследовательских и проектных задач, таких, как структурный анализ предметной области, реализация проектов средствами языков программирования последнего поколения, выпуск проектной документации, тестирование реализации проектов, планирование и контроль разработок, моделирование деловых приложений с целью решения задач оперативного и стратегического планирования и управления ресурсами и т.п.

Основная цель CASE состоит в максимальной автоматизации процессов разработки и функционирования систем.

При использовании CASE-технологий изменяется технология ведения работ на всех этапах жизненного цикла автоматизированных систем. В CASE-системах проектирование, основано на наглядных визуальных методах разработки, при этом для описания модели проектируемой ИС используются графы, диаграммы, таблицы, схемы и текстовые пояснения к ним. Такие методологии обеспечивают строгое и наглядное описание проектируемой системы, которое начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней.

Автоматизация программирования основана на автоматической генерация программных кодов, которые содержат описания данных, основную логику их обработки, схемы баз данных, файлы описания интерфейсов и др. В дальнейшем коды уточняются и дорабатываются, однако в ряде случаев автоматизация достигает 90%. Кроме того, CASE-технология генерирует необходимую документацию по проекту, готовую к использованию.

При использовании CASE-технологии обеспечивается поддержка единой базы проекта, т.е. вся информация о разрабатываемой АИС автоматически помещается в единую базу данных проекта. Этим поддерживается согласованность, непротиворечивость, полнота и минимальная избыточность проектных данных.

CASE-технология обеспечивает командную работу групп разработчиков, т.к. разным группам специалистов предоставляется адекватный инструментарий, а также возможность согласованного и корректного внесения изменений в проект различными специалистами в реальном времени.

CASE-технологии успешно применяются для построения практически всех типов АИС. CASE также применяется для создания моделей систем, помогающих коммерческим структурам решать задачи стратегического планирования, управления финансами, определения политики фирм, обучения персонала и др.

CASE обладают следующими основными достоинствами:

Улучшают качество создаваемых ИС (ИТ) за счет средств автоматического контроля (прежде всего, контроля проекта);

Позволяют за короткое время создавать прототип будущей ИС (ИТ), что позволяет быстро, на ранних этапах оценить ожидаемый результат;

Ускоряют процесс проектирования и разработки системы;

Освобождают разработчика от рутинной работы, позволяя ему целиком сосредоточиться на творческой части проектирования;

Поддерживают развитие и сопровождение уже функционирующей ИС.

К настоящему моменту образовалась мощная CASE-индустрия, объединившая сотни фирм и компаний различной ориентации. Среди них выделяются:

Компании-разработчики средств анализа и проектирования ИС и ИТ

Фирмы-разработчики специальных средств с ориентацией на узкие предметные области или на отдельные этапы жизненного цикла ИС;

Обучающие фирмы, которые организуют семинары и курсы подготовки специалистов;

Консалтинговые фирмы, оказывающие практическую помощь при использовании CASE-пакетов для разработки конкретных ИС;

Фирмы, специализирующиеся на выпуске периодических журналов и бюллетеней по CASE-технологиям.

Правительство Белгородской области Автоматизированная информационная система «Проектное управление» АИС «Проектное управление» Нормативная база Решение создано в соответствии с установленными в Российской Федерации стандартами, закрепленными в: 1. ГОСТ Р 54869—2011 «Проектный менеджмент. Требования к управлению проектом». 2. ГОСТ Р 54870—2011 «Проектный менеджмент. Требования к управлению портфелем проектов». 3. ГОСТ Р 54871—2011 «Проектный менеджмент. Требования к управлению программой». При создании и настройке системы учтены положения Постановления правительства Белгородской области от 31.05.2010 года N 202-пп "Об утверждении Положения об управлении проектами в органах исполнительной власти и государственных органах Белгородской области". 2 АИС «Проектное управление» Технология разработки Сеть Интернет Локальная сеть Решение разработано на базе платформы Motiware Melody One. Благодаря web-интерфейсу системы все участники проектной деятельности получают доступ к необходимым данным в любое время и из любой точки земного шара. Для доступа к системе достаточно подключения к сети Интернет и установленного браузера. Серверная часть 3 АИС «Проектное управление» Цели Цели создания и внедрения системы: . Повысить эффективность реализации проектов на территории субъекта РФ за счет обеспечения команд проектов актуальной, полной и достоверной информацией. . Улучшить взаимодействие органов государственной власти органов местного самоуправления с гражданами и бизнесом в части инициации и реализации проектов. . Обеспечить всех участников проектной деятельности удобными средствами и инструментами управления проектом. . Упростить мониторинг хода реализации проектов путем сокращения временных затрат на подготовку и анализ отчетных данных. 4 АИС «Проектное управление» Функции системы Система позволяет организовать полный цикл процесса управления проектом и/или портфелем проектов. Проект в системе последовательно проходит несколько стадий - от регистрации инициативной заявки до перемещения завершенного проекта в архив. . Рассмотрение инициативных заявок. Инициация. Планирование. Реализация и Контроль. Завершение 5 АИС «Проектное управление» Работа с инициативными заявками АИС «Проектное управление» Проекты Инициативные заявки Портал взаимодействия с гражданами и бизнесом Архив (отклоненные заявки) 6 АИС «Проектное управление» Этап инициации проекта 2. Инициация проекта. Автоматическое присвоение проекту уникального регистрационного номера. . Формирование карточки проекта на основе данных, указанных в инициативной заявке. 7 АИС «Проектное управление» Этап инициации проекта 3. Формирование паспорта проекта. Возможность поэтапного редактирования карточки (полей) паспорта проекта. . Учет бюджета проекта в разрезе источников финансирования. . Формирование команды проекта с указанием ролей участников. . Ввод и редактирование характеристик проекта. . Генерация по установленной форме и выгрузка из системы паспорта проекта в формате *.docx. 8 АИС «Проектное управление» Этап планирования проекта 4. Создание плана управления проектом. Представление плана управления проектов с помощью диаграммы Ганта. . Планирование работ по проекту с указанием дат начала и окончания, ответственных исполнителей и требований к результатам работы. . Создание иерархического перечня работ по проекту. . Генерация по установленной форме и выгрузка из системы плана управления проектом в формате *.docx. 9 АИС «Проектное управление» Этап реализации и контроля 5. Организация процесса внесения изменений в паспорт и план управления проектом. Создание и редактирование новых версий паспорта и/или плана управления проектом. . Формирование по установленному образцу и выгрузка из системы ведомости изменений в формате *.docx. . Согласование ведомости изменений с группой мониторинга и контроля. 10 АИС «Проектное управление» Этап реализации и контроля 6. Учет выполнения работ по проекту. Возможность прикрепления исполнителями файлов-отчетов о выполнении работ. . Учет фактических дат выполнения работ и отклонений от плановых сроков. . Мониторинг наступающих и просроченных контрольных событий. 11 АИС «Проектное управление» Этап завершения 7. Формирование итогового отчета. Расчет оценки успешности проекта. . Формирование по установленному образцу и выгрузка из системы итогового отчета в формате *.docx. 12 АИС «Проектное управление» Архив проектов 8. Ведение архива проектов. Создание единого хранилища данных обо всех проектах, когда-либо инициированных на территории субъекта РФ. . Доступ к полной информации о завершенных и перемещенных в архив проектах. . Защита от внесения изменений в завершенные проекты. 13 АИС «Проектное управление» Отчеты и аналитика Одной из задач системы является обеспечение участников проектной деятельности отчетной информацией о проектах в удобной и наглядной форме. АИС позволяет автоматически сформировать документацию проекта: . Паспорт проекта. . План управления проектом. . Итоговый отчет. 14 АИС «Проектное управление» Сведения о внедрении Более АИС «Проектное управление» успешно применяется для осуществления проектной деятельности органами власти Белгородской области. 4200 проектов 5000 пользовател ей АИС «Проектное управление» 60000 работ (контрольных событий) 19 муниципальны х районов 3 городских округа 15 Правительство Белгородской области Благодарю за внимание! 16