Создание информационных систем, качество и эффективность

Лекция 3. Создание информационных систем, качество и эффективность

Тема1. Создание, внедрение и сопровождение информационных систем на производстве.

Жизненный цикл развития ИС

Жизненный цикл или цикл развития информационной системы - это период создания и использования ИС, охватывающий ее различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данной ИС и заканчивая моментом ее полного выхода из эксплуатации. Жизненный цикл состоит из пяти стадий или фаз:

Рис. 4.  Жизненный цикл ИС

Предпроектное исследование

- Исследование существующего бизнес- цикла организации;

- Сбор материалов для проектирования;

- Анализ материалов и разработка документации.

•    Проектирование

Рекомендуемые материалы

- Предварительное проектирование (выбор проектных решений по всем аспектам разработки ИС, оформление и утверждение технического проекта);

- Детальное   проектирование   (корректировка   структуры   баз   данных;    выбор   комплекса
 технических средств ИС; разработка технорабочего проекта ИС).

•    Разработка ИС

- Получение и установка технических средств;

- Разработка, тестирование и доводка программ;

- Получение и установка программных средств;

- Разработка инструкций по эксплуатации программного обеспечения, технических средств,
должностных инструкций для персонала

•    Внедрение ИС

— ввод в опытную эксплуатацию технических и программных средств;

— обучение и сертификация персонала;

— проведение опытной эксплуатации всех компонентов и системы в целом;

— сдача в эксплуатацию и подписание актов приемки-сдачи работ.

•    Эксплуатация ИС

— Повседневная эксплуатация;

— Сопровождение программных, технических средств и всего проекта.

Системный подход к планированию ИС

Формулирование проблемы, анализ ее перспектив. Выявление целей и критериев системы. Критерий - это показатель, характеризующий степень достижения цели. Структуризация системы и декомпозиция ее на подсистемы, подзадачи. Декомпозиция глобальных целей и критериев системы на подцели и частные критерии, формирование иерархии целей и критериев. Анализ ограничений для решения задач, математическая постановка задач. Генерация альтернативных вариантов подсистем, способов решения задач. Выбор предпочтительных вариантов. Реализация подсистем и системы в целом . Анализ функционирования и совершенствование системы.

Методология планирования информационных систем

В контексте дальнейшего изложения будем понимать под процессом совокупность последовательных действий для достижения результата.

Под процессом создания автоматизированной системы, удовлетворяющей определенным требованиям заказчика, будем понимать последовательность действий для преобразования этих требований в программное обеспечение.

В процесс разработки системы можно условно выделить три основных этапа: анализ, проектирование и конструирование. 

Для создания программного обеспечения необходимо описать систему и требования к ней. Процесс  анализа состоит в исследовании существующей и (или) проектируемой системы. На этом этапе описывают проблему и требования к системе

В процессе проектирования основное внимание уделяется логическому решению, обеспечивающему выполнение основных требований. На этом этапе определяют основные компоненты, обеспечивающие решение  задач системы.

В процессе конструирования обеспечивается реализация основных компонентов.

Особенностью программных проектов является высокая степень сложности. Основная стратегия борьбы со сложностью – разбиение на мелкие управляемые элементы (декомпозиция). Существует два подхода к анализу и проектированию систем: структурный и объектно-ориентированный.

Структурный или функциональный подход является традиционным. Он заключается в разбиении задачи  (декомпозиции) на функции или процессы и создании иерархии процессов и подпроцессов.

В настоящее время все большее значение приобретает  объектно-ориентированный подход. Декомпозиция  задачи выполняется не в пространстве функций, а в пространстве объектов.

                       

Рисунок 7. Сравнительный анализ объектно-ориентированной и функционально-ориентированной декомпозиций.

Структурный подход к проектированию ИС

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.

Все наиболее распространенные методологии структурного подхода [9,11,12,13] базируются на ряде общих принципов [3]. В качестве двух базовых принципов используются следующие:

• принцип "разделяй и властвуй" - принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;
• принцип иерархического упорядочивания - принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

Выделение двух базовых принципов не означает, что остальные принципы являются второстепенными, поскольку игнорирование любого из них может привести к непредсказуемым последствиям (в том числе и к провалу всего проекта). Основными из этих принципов являются следующие:

• принцип абстрагирования - заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;
• принцип формализации - заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы;
• принцип непротиворечивости - заключается в обоснованности и согласованности элементов;
• принцип структурирования данных - заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными среди которых являются следующие:

• SADT (Structured Analysis and Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы (подраздел 2.2);
• DFD (Data Flow Diagrams) диаграммы потоков данных (подраздел 2.3);
• ERD (Entity-Relationship Diagrams) диаграммы "сущность-связь" (подраздел 2.4).

На стадии проектирования ИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения: архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм.

Перечисленные модели в совокупности дают полное описание ИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой.

Объектно-ориентированный  подход к проектированию ИС

В процессе  объектно-ориентированного анализа основное внимание уделяется определению и описанию объектов в терминах предметной области. Основная идея объектно-ориентированного анализа и проектирования состоит в рассмотрении предметной области  и логического решения задачи с точки зрения объектов.

В процессе проектирования определяются логические программные объекты, которые будут реализованы средствами объектно-ориентированного языка программирования.

В процессе конструирования обеспечивается реализация основных компонентов средствами объектно-ориентированных языков программирования.

Процесс разработки системы позволяет решить следующие задачи:

- определение перечня артефактов, которые должны быть разработаны;

- определение последовательности видов деятельности, выполняемых группой разработчиков;

- определение задач отдельных исполнителей и всей группы разработчиков в целом;

- выбор критериев контроля и  оценки полученных результатов.

Виды деятельности определяют, что должно быть сделано для получения результирующих артефактов. Под артефактом понимают любую часть информации, полученную участниками процесса при выполнении ими соответствующих видов деятельности.

Процесс разработки системы является итеративным. Это означает, что каждая его стадия  – формулировка требований, анализ, проектирование, реализация, тестирование, оценка полученных результатов – повторяется, позволяя совершенствовать полученные результаты до тех пор, пока не будут полностью удовлетворены требования к системе. Итеративный процесс отличается от традиционного однопроходного, когда перед переходом к следующему этапу должна быть завершена работа над предыдущим (реально разработка систем никогда не  выполнялась в процессе однопроходного жизненного цикла).

Унифицированный язык моделирования UML

Первые идеи появились в 1989 г. К середине 90-х годов сформировались три идеи, которые легли в основу унифицированного метода проектирования (процесса) и языка UML.

1992 г. – Ивар Якобсон предложил понятие прецедента, которое является основой унифицированного метода. Он высказал идею, что требования клиентов, выраженные в терминах прецедентов, должны лежать в основе разработки программного обеспечения. Из этой и других идей в дальнейшем были развиты понятия диаграмм: диаграммы видов деятельности, диаграммы последовательностей и прочие.

1991 г. – Джим Рамбо создал технологию моделирования объектов, выделив в этом процессе этапы разработки. Эти идеи также получили   развитие  в унифицированном методе.

1992 г. – Гради Буч  предложил метод детального проектирования, позволяющий относительно безболезненно перейти от проекта к написанию кодов на объектно-ориентированном языке программирования.

Разработка унифицированного  метода была начата в  1994г., через год была опубликована первая версия и документация к ней. Некоторое время спустя появилась версия 1.0 унифицированного языка моделирования UML.

В 1997 г. язык UML был признан стандартным языком объектно-ориентированного моделирования. В настоящее время выпущена и используется версия 1.3 этого языка.

Внедрение информационных систем

Внедрение информационных систем может способствовать:

• получению более рациональных вариантов решения управленческих задач за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем и т.д.;
• освобождению работников от рутинной работы за счет ее автоматизации;
• обеспечению достоверности информации;
• замене бумажных носителей данных на магнитные диски или ленты, что приводит к более рациональной организации переработки информации на компьютере и снижению объемов документов на бумаге;
• совершенствованию структуры потоков информации и системы документооборота в фирме;
• уменьшению затрат на производство продуктов и услуг;
• предоставлению потребителям уникальных услуг;
• отысканию новых рыночных ниш;
• привязке к фирме покупателей и поставщиков за счет предоставления им разных скидок и услуг.

Выбор вариантов внедрения информационной технологии в фирме

При внедрении информационной технологии в фирму необходимо выбрать одну из двух основных концепций, отражающих сложившиеся точки зрения на существующую структуру организации и роль в ней компьютерной обработки информации.

Первая концепция ориентируется на существующую структуру фирмы. Информационная технология приспосабливается к организационной структуре, и происходит лишь модернизация методов работы. Коммуникации развиты слабо, рационализируются только рабочие места. Происходит распределение функций между техническими работниками и специалистами. Степень риска от внедрения новой информационной технологии минимальна, так как затраты незначительны и организационная структура фирмы не меняется.

Основной недостаток такой стратегии — необходимость непрерывных изменений формы представления информации, приспособленной к конкретным технологическим методам и техническим средствам. Любое оперативное решение "вязнет" на различных этапах информационной технологии.

К достоинствам стратегии можно отнести минимальные степень риска и затраты.

Вторая концепция ориентируется на будущую структуру фирмы. Существующая структура будет модернизироваться.

Данная стратегия предполагает максимальное развитие коммуникаций и разработку новых организационных взаимосвязей. Продуктивность организационной структуры фирмы возрастает, так как рационально распределяются архивы данных, снижается объем циркулирующей по системным каналам информации и достигается сбалансированность между решаемыми задачами.

К основным ее недостаткам следует отнести:

существенные затраты на первом этапе, связанном с разработкой общей концепции и обследованием всех подразделений фирмы;

наличие психологической напряженности, вызванной предполагаемыми изменениями структуры фирмы и, как следствие, изменениями штатного расписания и должностных обязанностей.

Достоинствами данной стратегии являются:

рационализация организационной структуры фирмы;

максимальная занятость всех работников;

высокий профессиональный уровень;

интеграция профессиональных функций за счет использования компьютерных сетей.

Новая информационная технология в фирме должна быть такой, чтобы уровни информации и подсистемы, ее обрабатывающие, связывались между собой единым массивом информации. При этом предъявляются два требования. Во-первых, структура системы переработки информации должна соответствовать распределению полномочий в фирме. Во-вторых, информация внутри системы должна функционировать так, чтобы

Устаревание информационной технологии

Для информационных технологий является вполне естественным то, что они устаревают и заменяются новыми.

Пример 3.24. На смену технологии пакетной обработки программ на большой ЭВМ

вычислительном центре пришла технология работы на персональном компьютере и

Информация в лекции "9 Диаграммы классов" поможет Вам.

рабочем месте пользователя.

Телеграф передал все свои функции телефону.

Телефон постепенно вытесняется службой экспресс-доставки.

Телекс передал большинство своих функций факсу и электронной почте и т.д.

При внедрении новой информационной технологии в организации необходимо оценить риск отставания от конкурентов в результате ее неизбежного устаревания со временем, так как информационные продукты, как никакие другие виды материальных товаров, имеют чрезвычайно высокую скорость сменяемости новыми видами или версиями. Периоды сменяемости колеблются от нескольких месяцев до одного года.

Если в процессе внедрения новой информационной технологии этому фактору не уделять должного внимания, возможно, что к моменту завершения перевода фирмы на новую информационную технологию она уже устареет и придется принимать меры к ее модернизации. Такие неудачи с внедрением информационной технологии обычно связывают с несовершенством технических средств, тогда как основной причиной неудач является отсутствие или слабая проработанность методологии использования информационной технологии.

Сопровождение ИС на производстве.