Проектирование АСПУ СИЗМ

Обоснование выбора CASE-средств проектирования

На сегодняшний день существует большое количество стандартов и методологий, посвященных проектированию информационных систем (ИС).

Все эти методологии используют метод декомпозиции при проектировании ИС — система делится на составные части, связанные и взаимодействующие друг с другом, образовывая иерархическую структуру Путилин А. Б. Компонентное моделирование и программирование на языке UML. Практическое руководство по проектированию информационно-измерительных систем — М.: НТ Пресс, 2005 г.- 664 с.

При разработке ИС следует определить:

• 1) объекты ИС (сущности);
• 2) их свойства (атрибуты);
• 3) взаимодействие объектов (связи) и информационные потоки внутри и между ними.

Разработка ИС производится, как правило, в несколько этапов, на каждом из них конкретизируются и уточняются элементы разрабатываемой ИС.

Есть много различных типов схем, которые иллюстрируют жизненный цикл разработки информационной системы. На рис. 2 изображена каскадная схема с обратной связью.

Рис. 2.Каскадная схема жизненного цикла информационной системы

Согласно рис. 2 жизненный цикл разработки сложной ИС складывается из следующих этапов: анализа данных, проектирования ИС, реализации кода и тестирования, внедрения и сопровождения системы, выполняемых последовательно. На стадии проектирования ИС большое значение имеет анализ существующих примеров реализации информационных и производственных процессов, а также нормативной информации, которые определяют необходимый объем и формат хранения и передачи информации. Если в процессе внедрения существенной перестройки устоявшихся бизнес-процессов или информационных процессов на базовом предприятии не ожидается, модель ИС нужно строить в соответствии с использующимися в организации методами и формами хранения и обработки данных Новиков Ф. А. Моделирование на UML. Теория, практика, видеокурс (+ 2 DVD-ROM) — М.: Профессиональная литература, Наука и техника, 2010 г.- 640 с. в виде журналов, ведомостей, таблиц, бумажных носителей и т. д. Схема формирования ИС представлена на рис. 3.

Концептуальная модель (рис. 3) — содержит информационные объекты, их свойства и связи, без отображения методов физического хранения информации (модель предметной области, информационно-логическая или инфологическая модель). Информационные объекты — это сущности — обособленные объекты либо события, о состоянии которых нужно сохранить информацию, имеющиеся определенные наборы атрибутов.

Физическая модель — отражает все атрибуты сущностей ИС, связи между ними, с указанием способа их хранения (СУБД).

В данном случае, в качестве информационных объектов выступают таблицы базы данных, соответствующие сущностям концептуальной модели, атрибутам соответствуют поля таблиц нужного типа и формата Кириллов В. В. Основы проектирования баз данных — М.: Финансы и статистика, 1997. — 204 с.

Внутренняя модель — это собственно база данных, соответствующая имеющейся физической модели.

Внешняя модель — это программные и аппаратные средства предоставляющие механизмы работы с базой данных и управления ею, обеспечивающие процессы создания, хранения, редактирования, удаления и поиска информации.

В международных стандартах проектирования ИС присутствуют методологии группы IDEF (Icam DEFinition, ICAM — Integrated Computer-Aided). Они предоставляют разработчику механизмы эффективного проектирования, отображения и анализа модели деятельности широкого ряда сложнейших систем в различных ракурсах (инжиниринг или реинжиниринг). На современном этапе к семейству IDEF относятся стандарты IDEF0 — IDEF14, самыми важными из них при разработке ИС являются:

IDEF0 (Function Modeling) — методология функционального моделирования ИС. С помощью IDEF0, проектируемая система представляется в виде схемы взаимосвязанных функциональных блочков. Эта методология на разработанной компанией SofTech, технологии «SADT» — структурированного анализа и разработки (Structured Analysis and Design Technique). Эта методология является первым этапом в проектировании информационной системы;

IDEF1(Information Modeling) — это методология для моделирования и анализа существующих информационных потоков базового предприятия. В основе методологии лежит метод «Сущность-Связь-Ключ-Атрибут» (Entity-Link-Key-Attribute — ELKA) и построение диаграмм «Сущность-связь» (ERD — Entity-Relationship Diagram);

IDEF3 (Process Description Capture) — это методология для детального документирования процессов, происходящих в системе, использующаяся для исследования техпроцессов на предприятиях. IDEF3 присуща прямая взаимосвязь с IDEF0 — каждый функциональный блок может быть представлен в виде самостоятельного процесса средствами IDEF3 Цикритзис Д., Лоховски Ф. Модели данных. — М.: Финансы и статистика, 1985. — 214 с.;

Стандарт IDEF0 определяет приемы отображения компонентов ИС, их связей и построения модели ИС. В методологии IDEF0 функциональный блок графически отображается в виде прямоугольника (рис. 4) и являет собой конкретную функцию в рамках проектируемой системы.

Рис. 4. Функциональный блок по стандарту IDEF0

По требованию стандарта, наименование каждого блока формулируется в глагольном наклонении. Каждая сторона функционального блока имеет свое значение (роль), при этом:

• — верхняя сторона — «Управление» (Control);
• — левая сторона — «Вход» (Input);
• — правая сторона — «Выход» (Output);
• — нижняя сторона — «Механизм» (Mechanism).

Способы отображения функциональных моделей IDEF0 используют инструменты проектирования ИС (CASE-средства Computer-Aided Software System Engineering), такие, как, к примеру, BPwin фирмы Computer Associates и прочие. Применение CASE-средств эффективно при проектировании сложных информационных систем коллективом разработчиков, когда стоит задача в повышении производительности труда, улучшении качества программных продуктов, обеспечении согласованного взаимодействия разрабатываемых модулей ИС Петров В. Н. Информационные системы — СПб.: Питер, 2002. Метод IDEF1, являясь методом анализа, описывает:

• — как информация собирается, хранится и обрабатывается на предприятии;
• — правила и логику управления информацией;
• — проблемы, возникающие из недостатка хорошего информационного управления.

В стандарте IDEF1сущности и связи концептуальной модели изображаются, как показано на рис. 5.

Рис. 5. Изображение сущности и связей концептуальной модели по IDEF1

Стандарт IDEF1X описывает способы изображения двух типов сущностей — независимой и зависимой, и связей — идентифицирующих и неидентифицирующих (рис. 6).

Рис. 6. Изображение сущностей и связей по стандарту IDEF1X

Принципы изображения концептуальных моделей баз данных стандарта IDEF1и IDEF1X используют CASE Studio и другие CASE-средства. Подобные системы позволяют на основе концептуальной модели генерировать физическую модель и программный код создания базы данных для большинства наиболее распространенных СУБД и серверов баз данных.

Важное место в моделировании информационных систем занимает методология UML — унифицированный язык моделирования (Unified Modeling Language).

UML — язык для спецификации, визуализации, конструирования и документирования сложных информационно-насыщенных объектных систем. В настоящее время зарегистрирован, как международный стандарт ISO/IEC 19 501:2005 «Information technology — Open Distributed Processing — Unified Modeling Language (UML)». Инструментальные средства, поддерживающие методологию UML — Rational Rose (Rational Software), Paradigm Plus (CA/Platinum), ARIS (IDS Sheer AG), Together Designer (Borland) и др Леоненков А. В. Самоучитель UML 2 — М.: БХВ-Петербург, 2007 г.- 576 с.

Другие методологии, используемые при моделировании ИС:

DFD — технология анализа «потока данных»;

Workflow — технология анализа «потока работ».

В России в списке действующих ГОСТов по разработке автоматизированных ИС следующие:

ГОСТ 34.003−90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения».

ГОСТ 34.201−89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем».

ГОСТ 34.601−90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания».

ГОСТ 34.602−89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы».