Формализация процесса проектирования

2.3.1 Технологические операции проектирования

Основой формализации технологии проектирования ЭИС служит понятие технологической операции проектирования как базовой конструкции процесса разработки системы. Технологическая операция проектирования ЭИС (ТО) есть относительно самостоятельный фрагмент технологического процесса, в котором определяются вход, выход, преобразователь, ресурсы и средства.

Рис. 2.1. Графическая интерпретация технологической операции.

ТО может быть описано векторным кортежем — ТО={V, П, W, R, S}, где V — вектор входа, W — вектор выхода, П — преобразователь, R — ресурсы, S — средства проектирования.

В качестве входа и выхода могут выступать множество документов D, универсальных множеств (универсумов) U, параметров Р и программ G.

Документ (D) — это описатель некоторых фактов, условий, требований, количественных или качественных параметров объектов материальных и информационных потоков, организационной структуры, технических средств. Поэтому, это и традиционный экономический документ, и документ проектирования в соответствии со стандартами, т. е. совокупность документов ТО.

Параметр (Р) — это характеристика или некоторое ограничение на проектируемую систему, заданные в явном виде. Это могут быть и объем финансирования, сроки разработки, форма предприятия и т. д.

Универсум (V) — это полный перечень возможных значений некоторого компонента ТО или полный объем знаний о нем. Существует два типа универсумов:

ь проектные ь инструментальные.

Пример проектного универсума — системы классификации и кодирования экономической информации. Пример инструментального универсума — перечень систем управления базами данных (СУБД).

Программа (G) — это некоторое проектное решение по реализации заданных функций управления объектом или по обработке данных, которые могут быть записаны в виде функциональных спецификаций, программных спецификаций, схем алгоритмов и т. д.

Преобразователь (П) — это некоторая методика или формализованный алгоритм или машинный алгоритм преобразования входа технологической операции в ее выход. Для реализации преобразователей используются ручные и автоматизированные методы.

Ресурсы ® — это нормированное значение трудовых, материальных, технических ресурсов, необходимых для выполнения преобразователя П с помощью средств проектирования S. Причем при реализации конкретной ТО могут потребоваться специалисты различных квалификаций, поэтому трудоемкость может быть представлена в разрезе этих специалистов — аналитиков, постановщиков задач, программистов и т. д. На все требуемые ресурсы существенное влияние играют те средства проектирования, которые при этом используются.

Средства проектирования (S) — это вид ресурса, включающий методические и программные средства выполнения ТО. Технологическая операция ТО может быть интерпретирована как триада: ТО = [V, П, W].

Преобразователь (П) включает в себя характеристики ресурсов и средств проектирования, и, как это было указано выше, представляет собой перечень действий, которые необходимо осуществить для реализации некоторой проектной процедуры или технологической операции проектирования.

Основным требованием к преобразователям является его формализованность. В качестве аппарата формализации преобразователей допускаются средства из любых разделов математики: математический анализ, исследование операций, теории множеств и т. д. При этом нужно исходить, что формализация представляет в принципе возможность, но не является самоцелью. Сложнее всего формализации поддаются документы текстовой части.

Преобразователь есть инструмент процесса проектирования, а программа G — это продукт этого процесса.

2.3.2 Технологическая сеть проектирования

Проектирование ЭИС представляет собой сложный во времени протекающий процесс преобразования исходной информации в проект соответствующей системы.

Совершенствование проектирования ЭИС невозможно без активного использования средств вычислительной техники, что предполагает формализацию процесса создания системы.

Решение данной проблемы основывается на концепции технологической сети проектирования.

Под технологической сетью проектирования (ТСП) будем понимать взаимосвязанную по входам и выходам последовательность технологических операций проектирования, выполнение которых приводит к достижению требуемого результата — созданию проекта системы. Другими словами, технологическая сеть проектирования — это графическое отображение реального процесса проектирования. Рассмотрим фрагмент технологической сети проектирования (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Графическая интерпретация фрагмента ТСП

Здесь представлены технологические операции Т1 с преобразователем П1 и Т2 с преобразователем П2.

Компоненты V11… V1n являются входными для технологической операции Т1, причем на выполнение этой операции требуется ресурсы R1 и средства проектирования S1.

Компоненты W1… Wm являются выходными по отношения к технологической операции Т1, в то же время некоторые составляющие компоненты W11… W1m являются входными по отношению к технологической операции Т2, следовательно они являются промежуточными. Для технологической операции Т2 входными компонентами являются V21,…, V2k, а выходными — W21,…, W2p.

Описание каждой технологической операции проектирования в сети содержит дополнительную информацию, характеризующую ресурсы и средства, необходимые для ее выполнения.

Технологическая сеть отличается от обычного сетевого графа более сложной структурой. В ней одновременно присутствуют вершины двух типов — вершины преобразователя и вершины входа-выхода. В то же время с помощью формализованных правил можно технологическую сеть преобразовать в сетевой граф, а следовательно может быть использован математический аппарат, применяемый в методах сетевого планирования и управления.

Рассмотренный подход к проектированию позволяет однозначно описать процесс создания систем при помощи совокупности взаимосвязанных технологических операций и обеспечивает эффективное управление разработками. Технологическая сеть проектирования содержит все компоненты технологии проектирования (вход и выход, описание необходимых действий и их последовательность, выделяемые ресурсы в разрезе каждой операции, используемые средства проектирования).

Любой процесс проектирования системы можно формально описать при помощи технологической сети проектирования, если известен полный набор технологических операций, необходимых для создания соответствующего проекта ЭИС.

Рассмотрим назначение построения технологической сети. Можно построить технологическую сеть с различным уровнем детализации и на конкретную группу специалистов или пользователей, участвующих в процессе создания системы. ТСП, в которой каждая технологическая операция выполняется вручную называется канонической. При этом фрагменты сети, предназначенные для определенных специалистов, описываются детально, а остальная часть ТСП представляется в виде нескольких обобщенных технологических операций. Обобщенная ТО соответствует фрагменту канонической ТСП ТСП может быть построена для проектирования документов проекта ЭИС, которые имеют определенную структуру, где каждая часть документа в ТСП представлена соответствующей ТО. Первый уровень детализации — каноническая ТСП, подробно составленная, включающая элементарные ТО. Однако такая ТСП является сложной и на практике используется редко.

Второй уровень детализации — это ТСП для отражения всех стадий проектирования ЭИС. В таких ТСП должны быть детально отражены те ТО, которые связаны с работами на соответствующих стадиях и на конкретного специалиста, участвующего в этих работах, а остальные ТО могут быть представлены в обобщенном виде. Например, на стадии рабочего проектирования детально описываются ТО, которые связаны с разработкой программного обеспечения и для специалистов — программистов, системных программистов.

Четвертый уровень детализации — технологическая сеть проектирования, ориентированная на руководителя проекта. В такой ТСП должны найти отражение вопросы получения документов технического и рабочего проектов, сроки завершения всех стадий процесса проектирования, последовательного внедрения и вопросы проведения контрольных операций. В целом такая сеть должна обеспечивать эффективное управление процессом проектирования ЭИС.

Пятый уровень — технологическая сеть проектирования, ориентированная на заказчика проекта системы. Основой для ее построения служит технологическая сеть, построенная на 1-ом уровне. Кроме того, на нее существенное влияние оказывает детализация, проведенная для руководителя проекта в части ТО, разрабатываемых на стадии внедрения проекта системы для соответствующего объекта управления.

Рассмотрим основные аспекты влияния методов и средств проектирования на технологическую сеть.

• 1. Применение средств проектирования изменяет трудоемкость и стоимость как отдельных технологических операций, так и проектирования системы в целом. Вычислительная техника позволяет автоматизировать сам процесс создания системы, что существенно повышает роль труда проектировщика, освобождает их от выполнения ручных работ, снижает трудоемкость разработок и сокращает сроки окончания проектирования. Однако стоимость технологических операций проектирования, как правило, сокращается в меньшей степени, а в некоторых случаях увеличивается. Это происходит из-за того, что автоматизация предполагает затраты машинного времени. В последнее время наметилась тенденция к снижению стоимости, но все еще продолжает оставаться высокой.
• 2. Использование средств проектирования влияет на форму, уровень детализации и характер связей технологической сети. Каждая технологическая операция, входящая в сеть, как правило, включает средства проектирования S, от которых зависят действия выполнения в преобразователях. Влияние средств проектирования проявляется в следующем: сеть становится меньше по размеру, проще по связям, более удобной для использования. В этом случае основное назначение преобразователей сводится к получению входных параметров соответствующих средств проектирования.
• 3. При использовании средств проектирования изменяются требования, предъявляемые к квалификации проектировщиков:
  • · аналитикам-экономистам;
  • · специалистам в области информационного обеспечения;
  • · программистам;
  • · специалистам по вычислительной техники;
  • · руководителю проекта.

При этом как правило происходит универсализация знаний.

• 4. Использование средств проектирования уменьшает объем документирования. При этом сокращается объем документации не проекта системы, а вновь создаваемой документации за счет активного использования готовой документации, входящей в средства проектирования.
• 5. С применением средств проектирования повышается качество создаваемых проектов, что объясняется улучшением контроля процесса проектирования и проектных решений и включение в проекты типовых проектных решений.
• 6. При использовании средств проектирования улучшаются показатели потребительских свойств ЭИС.