Подходы к исследованию и проектированию информационных систем

На протяжении всей истории развития теории систем предлагались и применялись различные подходы к представлению (отображению), анализу и проектированию систем. Традиционный подход, применяющийся в математических исследованиях, требует определить элементы (переменные, константы) и связать их соответствующим соотношением (формулой, уравнением, системой уравнений), отображающим принцип взаимодействия элементов. Когда задачи усложнились и такое соотношение не удавалось сразу найти, то в соответствии с этим подходом формировалось «пространство состояний» элементов и вводились «меры близости» между элементами этого пространства.

Такой подход сначала пытались применить и для исследования систем управления предприятиями при разработке автоматизированных информационных систем. Предлагалось обследовать систему, выявить все элементы и связи между ними. Этот подход называли иногда «перечислением» системы. При обследовании применялись разные способы: 1) архивный (изучение документов и архивов предприятия); 2) опросный или анкетный (опрос сотрудников, в том числе с помощью специально разработанных вопросников — анкет). Однако первые же попытки применить такой подход к исследованию систем управления предприятиями и организациями при разработке автоматизированных информационных систем показали, что «перечислить» сложную систему практически невозможно.

В истории разработки автоматизированных систем управления был один случай. Разработчики написали несколько десятков томов обследования системы, но так и не сумели приступить к созданию АСУ, поскольку не могли гарантировать полноты описания. Руководитель разработки вынужден был уволиться и впоследствии стал изучать системный подход и популяризировать его.

Учитывая трудности «перечисления» системы, с самого начала возникновения системных теорий исследователи искали подходы к ее анализу и созданию. Основные подходы к анализу систем, предлагавшиеся разными исследователями, носили разные названия [3, 4, 25, 28].

На базе обобщения предшествующего опыта сформировалось два ключевых подхода к отображению систем, первоначально предложенные для формирования структур целей^[1]:

• а) подход, основанный на структуризации или декомпозиции, целевой или целенаправленный подход;
• б) подход, который называют морфологическим (в широком смысле), лингвистическим, тезаурусным, терминальным, методом «языка» системы. С помощью этого подхода определяется «пространство состояний» системы и реализуется поиск взаимосвязей (мер близости) между элементами.

Иногда эти подходы кратко называют подходами «сверху» и «снизу» соответственно. Применительно к исследованию и разработке информационных систем их можно интерпретировать следующим образом.

Подход «сверху», называемый целевым, целенаправленным, системноцелевым, основан на структуризации или декомпозиции системы в пространстве. Этот подход позволяет расчленить исходную большую неопределенность на более обозримые и выбрать методы их анализа и проектирования, сохраняя целостность представления об исследуемой системе или решаемой проблеме на основе иерархической структуры (древовидной, стратифицированной). Подход применялся при разработке ИС для крупных предприятий, при реструктуризации систем организационного управления.

Подход «снизу», основанный на анализе «пространства состояний», поиске мер близости между компонентами с помощью различных, в том числе статистических, методов морфологического моделирования отличается большой трудоемкостью. Для анализа пространства исходной информации в экономике разработаны методы бизнес-аналитики Data Mining, реализуемые с помощью соответствующих программных продуктов (например, Deductor^[2]).

В 1969—1970 гг., в начальный период становления теории систем в нашей стране использовался бихевиористский подход (от англ, behavior — «поведение»), основанный на исследовании поведения компонентов системы, а в теории организации был предложен функционально-технологический подход, основанный на формировании и анализе организационно-технологических процедур (ОТП) подготовки и реализации управленческих решений и соответствующих информационных потоков.

При несомненной привлекательности применение функционально-технологического подхода долгое время было практически нереализуемым из-за большой трудоемкости, отсутствия правил и средств автоматизации формирования графов, отображающих процессы в системах. В настоящее время при проектировании информационных систем широкое применение нашел подход, основанный на анализе бизнес-процессов, кратко называемый процессным. Процессный подход (который можно считать развитием бихевиористского и функционально-технологического подхода) основан на структуризации информационных процессов во времени, на представлении процессов в форме графов.

В 1990;е гг. была разработана методология SADT (structured analysis and design — технологии структурного анализа и проектирования). Идея предложена Д. Россом^[3]. Методология и технология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. На ее основе разработаны и стали широко применяться функционально-ориентированные и объектно-ориентированные CASEи RADтехнологии (rapid application development — быстрая разработка приложений). Компьютерная реализация методологии SADT получила название IDEF. Основными структурными моделями являются модели процессов IDEF0 и IDEF3, модель данных IDEF1^[4]. Созданы стандарты IDEF и DFD (data flow siagrams — диаграммы потока данных), ориентированные на анализ процессов (в том числе бизнес-процессов), что позволило создать теорию проектирования экономических информационных систем [13, 26, 27]. Для реализации моделей применяются автоматизированные средства — BPWin, ARIS, язык UML (unified modeling language — унифицированный язык моделирования)^[5].

Популярность CASE-методологии и RAD-технологий базируется на разработке принципов и автоматизации формирования процессов, на развитии методов их формирования (на основе анализа «жизненного цикла» производства, обслуживания или других процессов, причинноследственных связей и т. п.), что и обеспечило развитие процессного подхода, преимущества которого заключаются в возможности учитывать особенности конкретного объекта и условий его деятельности.

На практике подходы целесообразно сочетать. Рассмотрим, какие подходы и в каком сочетании применялись при разработке информационных систем разных видов.

• [1] Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В. II. Волкова[и др.]. М.: Радио и связь, 1983.
• [2] Паклин Н., Орешков В. Бизнес-аналитика: от данных к знаниям. СПб.: Питер, 2009.
• [3] Ross D. Applications and extension of SADT // IEEE. Computer. April, 1995.
• [4] Черемных С. В., Семенов И. О., Ручкин С. В. Структурный анализ систем: IDEF-технологии. М.: Финансы и статистика, 2003.
• [5] Фаулер М" Скотт К. UML в кратком изложении. Применение стандартного языкаобъектного моделирования: пер. с англ. М.: Мир, 1996.