Жизненный цикл ИС

Потребность в создании ИС может обусловливаться либо необходимостью автоматизации или модернизации существую­щих информационных процессов, либо необходимостью корен­ной реорганизации в деятельности предприятия (проведении биз­нес-реинжиниринга). Потреб­ности создания ИС указывают: 1) для достижения каких именно целей необходимо разработать систему; 2) к какому моменту времени це­лесообразно осуществить разработку; 3) какие затраты необходимо осуществить для проектирования системы.

Проектирование ИС – трудоемкий, длительный и динами­ческий процесс. Технологии проектирования, применяемые в настоящее время, предполагают поэтапную разработку системы. Этапы по общности целей могут объединяться в стадии. Сово­купность стадий и этапов, которые проходит ИС в своем разви­тии от момента принятия решения о создании системы до момен­та прекращения функционирования системы, называется жизнен­ным циклом ИС.

Суть содержания жизненного цикла разработки ИС в раз­личных подходах одинакова и сводится к выполнению следую­щих стадий:

1) планирование и анализ требований(предпроектная стадия) – системный анализ. Исследование и анализ существующей информационной системы, определение требований к создаваемой ИС, оформление технико-экономического обоснования (ТЭО) и тех­нического задания (ТЗ) на разработку;

2) проектирование(техническое проектирование, логическое проектирование). Разработка в соответствии со сформулирован­ными требованиями состава автоматизируемых функций (функ­циональная архитектура) и состава обеспечивающих подсистем (системная архитектура), оформление технического проекта ИС;

3) реализация(рабочее проектирование, физическое проектирование, программирование). Разработка и настройка программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для пер­сонала, оформление рабочего проекта;

4) внедрение(тестирование, опытная эксплуатация). Комплек­сная отладка подсистем ИС, обучение персонала, поэтапное вне­дрение ИС в эксплуатацию по подразделениям экономического объекта, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях ИС;

5) эксплуатация ИС(сопровождение, модернизация). Сбор рекламаций и статистики о функционировании ИС, исправле­ние ошибок и недоработок, оформление требований к модерни­зации ИС и ее выполнение (повторение стадий 2–5).

Часто второй и третий этапы объединяют в одну стадию, на­зываемую техно-рабочим проектированием, или системным син­тезом. На рисунке 2 представлена обобщенная блок-схема жизнен­ного цикла ИС. Рассмотрим основное содержание стадий и эта­пов на представленной схеме.

Рис. 2. Технологическая схема обобщенного жизненного цикла

Системный анализ. Основные цели процесса:

– сформулировать потребность в новой ИС (идентифициро­вать все недостатки существующей ИС);

– выбрать направление и определить экономическую целесооб­разность проектирования ИС.

Системный анализ ИС начинается с описания и анализа функционирования рассматриваемого экономического объекта (си­стемы) в соответствии с требованиями (целями), которые предъяв­ляются к нему (блок 1). В результате этого этапа выявляются ос­новные недостатки существующей ИС, на основе которых формулируется потребность в совершенствовании системы управ­ления этим объектом, и ставится задача определения экономически обоснованной необходимости автоматизации определенных функций управления (блок 2), то есть создается технико-эко­номическое обоснование проекта. После определения этой потребности возникает проб­лема выбора направлений совершен­ствования объекта на основе выбора программно-технических средств (блок 3). Результаты оформляются в виде технического задания на проект, в котором отражаются технические условия и требования к ИС, а также ограничения на ресурсы проектиро­вания. Требования к ИС определяются в терминах функций, ре­ализуемых системой, и предоставляемой ею информацией.

Системный синтез. Этот процесс предполагает:

– разработать функциональную архитектуру ИС, которая отражает структуру выполняемых функций;

– разработать системную архитектуру выбранного варианта АИС, то есть состав обеспечивающих подсистем;

– выполнить реализацию проекта.

Этап по составлению функциональной архитектуры (ФА), представляющей собой совокупность функциональных подсис­тем и связей между ними (блок 4), является наиболее ответствен­ным с точки зрения качества всей последующей разработки.

Построение системной архитектуры (СА) на основе ФА (блок 5) предполагает выделение элементов и модулей информационно­го, технического, программного обеспечения и других обеспечи­вающих подсистем, определение связей по информации и управ­лению между выделенными элементами и разработку техноло­гии обработки информации.

Этап конструирования (физического проектирования систе­мы) вклю­чает разработку инструкций для пользователей и программ, создание информационного обеспечения, включая наполнение БД (блок 6).

Внедрение разработанного проекта (блоки 7–10). Процесс предполагает выполнение следующих этапов: опытное внедрение и промышленное внедрение.

Этап опытного внедрения (блок 7) заключается в проверке работоспособности элементов и модулей проекта, устранении ошибок на уровне элементов и связей между ними.

Этап сдачи в промышленную эксплуатацию (блок 9) заклю­чается в организации проверки проекта на уровне функций и кон­троля соответствия его требованиям, сформулированным на ста­дии системного анализа.

Эксплуатация и сопровождение проекта. На этой стадии (бло­ки 11 и 12) выполняются этапы: эксплуатация проекта системы и модернизация проекта ИС.

Рассмотренная схема жизненного цикла ИС условно включает в свой состав только основные процессы, реальный набор которых и их разбиение на этапы и технологические операции в значительной степени зависят от выбираемой технологии проек­тирования, о чем более подробно будет сказано в последующих разделах данной работы.

Важной чертой жизненного цикла ИС является его повто­ряемость – «системный анализ – разработка – сопровождение – системный анализ». Это соответствует представлению об ИС как о развивающейся, динамической системе. При первом выпол­нении стадии «Разработка» создается проект ИС, а при повтор­ном выполнении осуществляется модификация проекта для под­держания его в актуальном состоянии.

Другой характерной чертой жизненного цикла является на­личие нескольких циклов внутри схемы:

– первый цикл, включающий блоки 1–12, – это цикл первичного проектирования АИС;

– второй цикл (блоки 6–7, 7–8) – цикл, который возникает после опытного внедрения, в результате которого выясняются частные ошибки в элементах проекта, исправляемые начи­ная с 6-го блока;

– третий цикл (блоки 4–9, 9–10) возникает после сдачи в про­мышленную эксплуатацию, когда выявляют ошибки в функ­циональной архитектуре системы, связанные с несоответстви­ем проекта требованиям заказчика, по составу функциональ­ных подсистем, составу задач и связям между ними;

– четвертый цикл (блоки 12, 5–12) возникает в том случае, когда требуется модификация системной архитектуры в связи с необходи­мостью адаптации проекта к новым условиям функ­ционирования системы;

– пятый цикл (блоки 12, 1–12) возникает, если проект систе­мы совершенно не соответствует требованиям, предъявляе­мым к организационно-экономической системе, ввиду того что осуществляется моральное его старение и требуется пол­ное перепроектирование системы.

Чтобы исключить пятый цикл и максимально уменьшить не­об­ходимость выполнения третьего и четвертого циклов, необ­ходимо выполнять проектирование ИС на всех этапах перво­го, основного цикла разработки ИС в соответствии с требова­ниями:

– разработка ИС должна быть выполнена в строгом соответ­ствии со сформулированными требованиями к создаваемой системе;

– требования к ИС должны адекватно соответствовать целям и задачам эффективного функционирования экономического объекта;

– созданная ИС должна соответствовать сформулированным требованиям на момент окончания внедрения, а не на момент начала разработки;

– внедренная ИС должна развиваться и адаптироваться в соответствии с постоянно изменяющимися требованиями к АИС. С точки зрения реализации перечисленных аспектов в технологиях проектирования АИС модели жизненного цикла, определяющие порядок выполнения стадий и этапов, претерпевали существенные изменения. Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:

– каскадная модель (до 70-х годов) – последовательный переход на следующий этап после завершения предыдущего;

– итерационная модель (70–80-е годы) – с итерационными воз­вратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа;

– спиральная модель (80–90-е годы);

– прототипная модель, пред­полагающая постепенное расширение прототипа АИС.

Каскадная модель. Для этой модели жизненного цикла харак­терна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требую­щая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель жизненного цикла по срокам разработки и надежности оправдывала себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приво­дит к их практической нереализуемости.

Итерационная модель. Создание комплексных ИС предпо­лагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу-вверх»обусловливает необходимость таких итерационных возвра­тов, когда проектные решения по отдельным задачам комплекту­ются в общие системные решения и при этом возникает потреб­ность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассог­ласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры создан­ной ИС, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходи­мость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки ИС заканчивается этапом внедрения, за кото­рым начинается жизненный цикл создания новой АИС.

Спиральная модель. Используется подход к организации про­ек­тирования ИС «сверху-вниз », когда сначала определяется со­став функ­циональных подсистем, а затем осуществляется постановка отдельных задач. Соответственно, сначала разрабатываются такие общесис­темные вопросы, как организация интегрированной БД, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов за­дач программирование осуществляется по направлению от голов­ных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы взаимодей­ствия интерфейсов программных модулей между собой и с БД, а на второй план – реализация алгоритмов.

В основе спиральной модели жизненного цикла лежит применение прототипной технологии, или RAD-технологии (rapid application development – технологии быстрой разработки приложений) [1]. Согласно этой технологии ИС разрабатывает­ся путем расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода. Естественно, что при прототипной технологии сокращается чис­ло итераций и возникает меньше ошибок и несоответствий, ко­торые необходимо исправлять на последующих итерациях, а само проектирование ИС осуществляется более быстрыми темпами, упрощается создание проектной документации. Для более точ­ного соответствия проектной документации разработанной ИС все большее значение придается ведению общесистемного репозитория и использованию CASE-технологий.

Жизненный цикл при использовании RAD-технологии пред­пола­гает активное участие на всех этапах разработки конечных пользователей будущей системы и включает четыре основные стадии информационного инжиниринга:

– анализ и планирование информационной стратегии. Пользова­тели вместе со специалистами-разработчиками участвуют в идентификации проблемной области;

– проектирование. Пользователи принимают участие в техничес­ком проектировании под руководством специалистов-разра­ботчиков;

– конструирование. Специалисты-разработчики проектируют ра­бочую версию ИС с использованием языков 4-го поколения;

– внедрение. Специалисты-разработчики обучают пользователей работе в среде новой ИС.