Формализованное представление предметной области в процессе создания ИС управления

Таблица 1

Регламентирующая информация по созданию ИС управления.

Методология ERD (Слайд 7).

Методология ERD используется для построения моделей данных и обеспечивает стандартизованный способ описания данных и опре­деления связей между ними. Основными элементами методологии яв­ляются понятия сущность, отношение и связь. Набор сущностей зада­ет базовые типы информации, а отношения указывают, как эти типы данных взаимодействуют между собой. Связи объединяют сущности и отношения.

Объектно-ориентированный подход к построению моделей ИС отличается от структурного большим уровнем аб­стракции и основывается на представлении системы в виде совокуп­ности объектов, взаимодействующих между собой путем передачи определенных сообщений. В качестве объектов предметной области могут служить конкретные предметы или абстрагированные сущно­сти. Объектно-ориентированный подход не про­тивопоставляется структурному, а может служить его дополнением.

Создание информационных систем управления регламен­тируется комплексом стандартов и руководящих документов. Определены следующие стадии и этапы создания ИС – Таблица 1- (Слайды 8 и 9).

Стадии	Этапы работ
1. Формирование требований к ИС	1.1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания ИС. 1.2. Формирование требований пользователя к ИС. 1.3. Оформление отчета о выполненной работе и заявки на разработку ИС (тактико-технического задания)
2. Разработка концепции ИС	2.1. Изучение объекта. 2.2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ. 2.3. Разработка вариантов концепции ИС и выбор варианта концепции ИС, удовлетворяющего требованиям пользователя. 2.4. Оформление отчета о выполненной работе
3. Техническое задание	3.1. Разработка и утверждение технического задания на создание ИС
4. Эскизный проект	4.1. Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям. 4.2. Разработка документации на ИС и ее части
5. Технический проект	5.1. Разработка проектных решений по системе и ее частям. 5.2. Разработка документации на ИС и ее части. 5.3. Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования ИС и (или) технических требований (технических заданий) на их разработку. 5.4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации
6. Рабочая документация	6.1. Разработка рабочей документации на систему и ее части. 6.2. Разработка или адаптация программ
7. Ввод в действие	7.1. Подготовка объекта автоматизации к вводу ИС в действие. 7.2. Подготовка персонала. 7.3. Комплектация ИС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями). 7.4. Строительно-монтажные работы. 7.5. Пусконаладочные работы. 7.6. Проведение предварительных испытаний. 7.7. Проведение опытной эксплуатации. 7.8. Проведение приемочных испытаний
8. Сопровожде­ние ИС	8.1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами. 8.2. Послегарантийное обслуживание

Одним из центральных элементов всего процесса создания ИС является разработка технического задания, структура которого, со­гласно ГОСТ 34.602-89, содержит следующие разделы (Слайд 10):

· общие сведения;

· назначение и цели создания (развития) системы;

· характеристика объектов автоматизации;

· требования к системе;

· состав и содержание работ по созданию системы;

· порядок контроля и приемки системы;

· требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие;

· требования к документированию;

· источники разработки.

Суть технического задания как основного документа в процессе со­здания ИС заключается в проработке, выборе и утверждении основ­ных технических, организационных, программных, информационно-логических и лингвистических решений, которые устанавливаются в разделе «Требования к системе». Данный раздел, в свою очередь, со­стоит из трех подразделов:

· требования к системе в целом;

· требования к функциям (задачам), выполняемым системой;

· требования к видам обеспечения.

Требования к системе в целом отражают концептуальные параме­тры и характеристики создаваемой системы, среди которых указыва­ются требования к структуре и функционированию системы, к надеж­ности и безопасности, к численности и квалификации персонала и т. д.

Требования к функциям (задачам) содержат перечень функций, за­дач или их комплексов; временной регламент каждой функции, зада­чи или комплекса задач; требования к качеству реализации каждой функции; к форме представления выходной информации; характери­стики необходимой точности и времени выполнения, требования од­новременности выполнения группы функций; достоверности выдачи результатов.

Для большинства разновидностей ИС особое значение имеют требо­вания к информационному обеспечению. В данном подразделе, в част­ности, определяются требования (Слайд 11):

· к составу, структуре и способам организации данных в системе (информационно-логическая схема);

· к информационному обмену между компонентами системы;

· к информационной совместимости со смежными системами;

· по использованию общероссийских и других классификаторов, унифицированных документов;

· по применению систем управления базами данных;

· к структуре процесса сбора, обработки, передачи данных в системе и представлению данных;

· к защите данных от разрушений при авариях и сбоях в электропитании системы;

· к контролю, хранению, обновлению и восстановлению данных;

· к процедуре придания юридической силы документам, продуцируемым техническими средствами ИС.

На основе установленных в техническом задании основных требо­ваний и технических решений на последующих этапах конкретизи­руются и непосредственно разрабатываются компоненты и элементы системы.

Этап 4.1 «Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям» определяет (Слайд 12):

· функции ИС;

· функции подсистем;

· концепция информационной базы и ее укрупненная структура;

· функции системы управления базой данных;

· состав вычислительной системы;

· функции и параметры основных программных средств.

На этапе 5.1 «Разработка проектных решений по системе и ее частям» осуществляется разработка общих решений по системе и ее частям (Слайд 13):

· по функционально-алгоритмической структуре системы;

· по функциям персонала и организационной структуре;

· по структуре технических средств;

· по алгоритмам решения задач и применяемым языкам;

· по организации и ведению информационной базы (структура базы данных);

· по системе классификации и кодирования информации (словарно-классификационная база);

· по программному обеспечению.

Основные аспекты формализованного представления предметной области при проектировании ИСУ можно рассмотреть на примере разработ­ки муниципальной информационной системы (МИС).

В основе методов создания ИС города и об­ласти (края, республики) лежит моделирование предметной области.

Под предметной областью понимается взаимосвязанная совокупность управляемых объектов организации, субъектов управления, автома­тизируемых функций управления и программно-технических средств их реализации (Слайд 14)

Формализованное представление предметной области позволяет сократить время и сроки проведения проектировочных работ и полу­чить более эффективный и качественный проект. Без проведения мо­делирования предметной области велика вероятность получения не­качественной муниципальной информационной системы (МИС), в которой может быть допущено большое количество ошибок в реше­нии стратегических вопросов, приводящих к экономическим потерям и высоким затратам на последующее перепроектирование ИС.

Основные требования, предъявляемые к моделям предметной об­ласти - (Слайд 15)

Для представления моделей используются (как говорилось выше) нотации различных фор­мальных языков моделирования:

· Понятность для заказчиков и разработчиков основывается на применении графи­ческих средств отображения модели.

· Реализуемость подразумевает наличие средств физической реализации модели предметной области в МИС.

· Обеспечение оценки эффективности реализации модели предметной области основывается на определенных методах оценки эффективности и вычислении показателей эффективности.

Для реализации перечисленных требований предлагается строить систему моделей, которая будет отражать структурные и оценочные аспекты функционирования предметной области.

Структурный аспект функционирования МИС предполагает построение (Слайд 16):

· объектной структуры, отражающей состав взаимодействующих в процессах материальных и информационных объектов предметной области;

· функциональной структуры, отражающей взаимосвязь функций (действий) по преобразованию объектов в процессах;

· структуры управления, отражающей события и бизнес-правила, которые воздействуют на выполнение процессов;

· организационной структуры, отражающей взаимодействие организационных единиц предприятия и персонала в процессах;

· технической структуры, описывающей топологию расположения и способы коммуникации комплекса технических средств.

Для представления структурного аспекта моделей предметной области в основном используются графические методы, которые должны гарантировать представление информации о компонентах системы.

Формализованное представление предметной области с использо­ванием графических средств нередко оказывается наиболее емким способом представления информации. Трудности возникают при переходе от этапа анализа системы к этапу проектиро­вания и, в особенности, к программированию. Отдельная подсистема МИС может не быть результатом прямой декомпозиции некоторой функции системы: она может выполнять определенную обработку ин­формации для нескольких функций в системе.

Главный критерий адекватности структурной модели предметной об­ласти заключается в функциональной полноте разрабатываемой МИС.

Оценочные аспекты моделирования предметной области связаны с разрабатываемыми показателями эффективности автоматизиру­емых процессов, к которым относятся: время решения задач; стоимост­ные затраты на обработку данных; надежность процессов; время пере­дачи электронных документов от одного отдела к другому и т. д.

В основе различных подходов формализованного представления предметной области информационной системы лежат принципы по­следовательной детализации абстрактных категорий.

Обычно модели строятся на трех уровнях:

· на внешнем уровне (определение требова­ний) - модель отвечает на вопрос, что должна делать система, то есть опре­деляется состав основных компонентов системы: объектов, функций, событий, организационных единиц, технических средств.

· на концептуальном уровне (спецификация требований) - модель отвечает на вопрос: как должна функциони­ровать система. Иначе говоря, определяется характер взаимодействия компонентов системы одного и разных типов.

· на внутреннем уровне (реализация требований) - модель отвечает на вопрос, с помощью каких программно-технических средств реализуются требования к системе.

Одним из объектно-ориентированных стандартов мо­делирования бизнес-процессов и систем с ориентацией на их дальней­шую реализацию в виде программного обеспечения является UML (Unified Modeling Language). Рынок современных программных продук­тов предлагает ряд СASE -^:средств, поддерживающих UML, — Rational Rose, Paradigm Plus, Select Enterprise, Microsoft Visual Modeler for Visual Basic, Arena и др. Средства автоматической кодогенерации позво­ляют на основе разработанной визуальной модели программной системы получить исходный код на таких языках, как C++, Visual C++, Visual Basic, Java, Delphi, Smalltalk, Ada, а также PowerBuilder, COBRA/ IDL и Oracle. Использование этих средств позволяет значительно упростить процесс кодирования, еще на этапе разработки проверить архитектурные решения, корректность и полноту модели.

Все представления о модели сложной системы фиксируются в UML в виде специальных графических конструкций — диаграмм. Интегри­рованная модель сложной системы может быть представлена в виде совокупности диаграмм (Слайд 17):

1. Диаграмма прецедентов является наиболее общей концептуальной моделью сложной системы, исходной для построения всех остальных диаграмм.

2. Диаграмма классов представляет собой логическую модель, отража­ющую статические аспекты структурного построения сложной системы.

3. Диаграммы поведения также являются разновидностями логиче­ской модели и отражают динамические аспекты функционирования системы.

4. Диаграммы последовательностей отражают множество объектов и посланные или принятые ими сообщения, заостряя внимание на вре­менной упорядоченности событий.

5. Диаграммы коопе рации основное внимание уделяют структурной организации объектов, принимающих и отправляющих сообщения.

6. Диаграммы реализации относятся к физической модели системы и служат для представления физических компонентов сложной сис­темы.