Проектирование информационной системы

Жизненный цикл информационной системы — это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации.

Структура жизненного цикла программного обеспечения базируется на трех группах процессов:

• -основные процессы жизненного цикла программного обеспечения (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
• -вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);
• -организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла, обучение).

Разработка охватывает все работы по созданию информационной системы и ее компонентов (анализ, проектирование и программирование) в соответствии с заданными требованиями, включая оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности и качества программных проектов, материалов, необходимых для организации обучения персонала, и т. д. Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов информационной системы (конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и др.), локализация проблем, возникающих при эксплуатации с устранением причин их возникновения, модификацию информационной системы в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы.

Известно несколько моделей жизненного цикла программного обеспечения. Под моделью жизненного цикла программного обеспечения понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении всего цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики информационной системы и специфики условий, в которых система создается и функционирует. К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие две основные модели жизненных циклов: каскадный способ и спиральная модель. Каскадная модель применяется, как правило, для разработки однородных информационных систем, представляющих собой единое целое. Ее основной характеристикой является разбиение всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем этапе. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков. Преимущества применения каскадного способа заключаются в следующем: на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности; выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты. В то же время этот подход обладает рядом недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания информационной системы никогда полностью не укладывается в такую жесткую схему, постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапами уточнении или пересмотре ранее принятых решений.

Разработка итерациями отражает объективно существующий спиральный цикл создания информационной системы. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. При итеративном способе разработки недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача — как можно быстрее показать пользователям информационной системы работоспособный продукт, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований. Основная проблема спирального цикла — определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков информационной системы. Команда разработчиков должна представлять собой группу профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, генерации кода и тестировании информационных систем с использованием CASE-средств, способных хорошо взаимодействовать с конечными пользователями и трансформировать их предложения в рабочие прототипы. Жизненный цикл информационной системы в соответствии с методологией RAD состоит из четырех фаз: анализа и планирования требований; проектирования; построения; внедрения.

На фазе анализа и планирования требований пользователи информационной системы определяют функции, которые она должна выполнять, выделяют наиболее приоритетные из них, требующие проработки в первую очередь, описывают информационные потребности. Формулирование требований к информационной системе осуществляется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Ограничивается масштаб проекта информационной системы, устанавливаются временные рамки для каждой из последующих фаз. Кроме того, определяется сама возможность реализации проекта в заданных размерах финансирования, на имеющихся аппаратных средствах и т. д. Результатом этого этапа должен быть список расставленных по приоритету функций будущей информационной системы, а также предварительные функциональные модели информационной системы.

На этапе проектирования часть пользователей принимает участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков. CASE-средства используются для быстрого получения работающих прототипов приложений. Пользователи, непосредственно взаимодействуя с ними, уточняют и дополняют требования к системе, которые не были выявлены на предыдущей фазе. Более подробно рассматриваются процессы системы. Анализируется и при необходимости корректируется функциональная модель. Каждый процесс рассматривается детально. Устанавливаются требования разграничения доступа к данным. На этой же фазе происходит определение необходимой документации. Результатом данного этапа должны быть: общая информационная модель системы; функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков; точно определенные с помощью CASE-средств интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами; построенные прототипы экранов, отчетов, диалогов. Все модели и прототипы должны быть получены с применением тех CASE-средств, которые будут использоваться в дальнейшем при построении системы. Данное требование вызвано тем, что в традиционном подходе при передаче информации о проекте с этапа на этап нередко происходит неконтролируемое искажение данных. Применение единой среды хранения данных о проекте позволяет этого избежать. В отличие от обычных подходов, при которых используются специфические средства, не предназначенные для построения реальных приложений, а прототипы выбрасываются после устранения неясностей в проекте информационной системы, в подходе RAD каждый прототип передается будущей системе. Таким образом, на следующую фазу передается более полная и полезная информация.

На этапе построения осуществляется непосредственно сама быстрая подготовка приложения. При этом разработчики выполняют итеративное построение реальной автоматизированной системы управления на основе полученных в предыдущей фазе моделей, а также требований нефункционального характера. Программный код частично формируется CASE-средствами автоматически. Конечные пользователи на этой фазе оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять указанным ранее требованиям. Тестирование автоматизированной системы осуществляется в процессе разработки. После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения, а затем тестирование информационной системы в целом. Завершается физическое проектирование информационной системы, включающее: определение необходимости распределения данных; анализ использования данных; физическое проектирование базы данных; определение требований к аппаратным ресурсам и способов увеличения производительности, завершение разработки документации проекта. Результатом данного этапа является готовая информационная система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.

На фазе внедрения информационной системы производится обучение пользователей и вносятся организационные изменения. Для этого этапа характерно то, что одновременно с внедрением новой информационной системы осуществляется работа с существующей системой управления до полного внедрения новой. Так как фаза построения достаточно непродолжительна, планирование и подготовка к внедрению должны начинаться заранее, как правило, на этапе проектирования системы. Приведенная схема разработки информационной системы не является окончательной. Возможны различные варианты, зависящие, например, от начальных условий, в которых ведется создание информационной системы:

• а)разрабатывается совершенно новая система;
• б)было проведено обследование предприятия и существует модель его деятельности;

в на предприятии уже существует информационная система, которая может быть использована в качестве начального прототипа или должна быть интегрирована с вновь разрабатываемой системой управления.

При разработке проекта информационной системы, мы использовали CASE-инструмент BPWin 4.0.

BPwin — ведущий инструмент визуального моделирования бизнес-процессов. Дает возможность наглядно представить любую деятельность или структуру в виде модели, что позволит оптимизировать работу организации, проверить ее на соответствие стандартам ISO9000, спроектировать оргструктуру, снизить издержки, исключить ненужные операции, повысить гибкость и эффективность.

Особенности программы:

• -поддерживает сразу три стандартные нотации — IDEF0 (функциональное моделирование), DFD (моделирование потоков данных) и IDEF3 (моделирование потоков работ). Эти три основных ракурса позволяют описывать предметную область более комплексно.
• -позволяет повысить эффективность бизнеса, оптимизировать любые процедуры в компании.
• -полностью поддерживает методы расчета себестоимости по объему хозяйственной деятельности (функционально-стоимостной анализ, ABC)
• -недорог, распространён, по нему много информации и компетентных специалистов.
• -лёгок в освоении и применении, есть курсы на русском языке.
• -позволяет облегчить сертификацию на соответствие стандартам качества ISO9000
• -является стандартом де-факто, интегрирован с ERwin (для моделирования БД), Paradigm Plus (для моделирования компонентов ПО) и др.
• -благодаря вышеупомянутой интеграции и поддержке совместной, командной работы над одними и теми же моделями (с помощью ModelMart), не имеет аналогов для крупных проектов.
• -интегрирован со средством имитационного моделирования Arena. Имитационное моделирование — создание компьютерной модели системы (физической, технологической, финансовой и т. п.) и проведение на ней экспериментов с целью наблюдения/предсказания.
• -содержит собственный генератор отчётов.
• -позволяет эффективно манипулировать моделями — сливать и расщеплять их.
• -имеет широкий набор средств документирования моделей, проектов.

С помощью данной программы мы нами были смоделированы схемы, представленные на рисунках 1−3:

Рисунок 1 — Работа с поставщиками.

Рисунок 2 — Работа с потребителями.

Рисунок 3 — Деятельность ОАО «Кировэнергосбыт».

Таким образом, с помощью CASE-инструмент BPWin 4.0, нами были разработаны схемы взаимодействия поставщиков и организации, организации и потребителей и общая схема работы гарантирующего поставщика ОАО «Кировэнергосбыт».