Тема 7. Типовое проектирование ИС

Литература

На фазе анализа и планирования требований пользователи системы определяют функции, которые она должна выполнять, выделяют наиболее приоритетные из них, требующие проработки в первую очередь, описывают информационные потребности. Определение требований выполняется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Ограничивается масштаб проекта, определяются временные рамки для каждой из последующих фаз. Кроме того, определяется сама возможность реализации данного проекта в установленных рамках финансирования, на данных аппаратных средствах и т.п. Результатомданной фазы должны быть список и приоритетность функций будущей ИС, предварительные функциональные и информационные модели ИС.

Содержание RAD-технологии прототипного создания приложений.

Рис. Последовательность стадий и этапов создания ИС на основе САSЕ-технологии

Как правило, конечные пользователи и руководство скептически относятся к системному моделированию и проектированию, поскольку отсутствуют готовые компоненты, которые можно было бы «пощупать». Зачастую заказчик настаивает на досрочном проведении этапа реализации проекта, для того чтобы как можно быстрее получить какой-то результат и продемонстрировать его. В таком случае существует большой соблазн выбрать ускоренную разработку приложений (УРП) или совместную разработку приложений (СРП). Подобные методы предусматривают разработку рабочего прототипа с последующей демонстрацией его пользователям. Пользователи отмечают, что им нравится, а что — нет. Проектировщик дорабатывает прототип с учетом сделанных замечаний, после чего снова демонстрирует то, что получилось. И так далее. Процесс повторяется до тех пор, пока пользователям не понравится то, что они видят, а прототип не станет рабочим приложением. Обычно устанавливается лимит времени и количество итераций, иначе пользователи будут совершенствовать прототип вечно. Теоретически это позволяет получить ту систему, которая требуется пользователям.

Одним из возможных подходов к разработке ИС в рамках спиральной модели ЖЦ является получившая в последнее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки ИС, содержащий 3 элемента:

· небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);

· короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 мес.);

· повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные через взаимодействие с заказчиком.

Команда разработчиков должна представлять из себя группу профессионалов, имеющих опыт в анализе, проектировании, генерации кода и тестировании ПО с использованием CASE-средств. Члены коллектива должны также уметь трансформировать в рабочие прототипы предложения конечных пользователей.

Жизненный цикл АИС по методологии RAD состоит из четырех фаз:

· фаза анализа и планирования требований;

· фаза проектирования;

· фаза построения;

· фаза внедрения.

На фазе 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. При необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный прототип: экран, диалог, отчет, устраняющий неясности или неоднозначности. Определяются требования разграничения доступа к данным. На этой же фазе происходит определение набора необходимой документации.

После детального определения состава процессов оценивается количество функциональных элементов разрабатываемой системы и принимается решение о разделении ИС на подсистемы, поддающиеся реализации одной командой разработчиков за приемлемое для RAD-проектов время - порядка 60 - 90 дней. С использованием CASE-средств проект распределяется между различными командами (делится функциональная модель). Результатом данной фазы должны быть:

· общая информационная модель системы;

· функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;

· точно определенные с помощью CASE-средства 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 может произойти фактически неконтролируемое искажение данных. Применение единой среды хранения информации о проекте позволяет избежать этой опасности.

В отличие от традиционного подхода, при котором использовались специфические средства прототипирования, не предназначенные для построения реальных приложений, а прототипы выбрасывались после того, как выполняли задачу устранения неясностей в проекте, в подходе RAD каждый прототип развивается в часть будущей системы. Таким образом, на следующую фазу передается более полная и полезная информация.

На фазе построения выполняется непосредственно сама быстрая разработка приложения. На данной фазе разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных в предыдущей фазе моделей, а также требований нефункционального характера. Программный код частично формируется при помощи автоматических генераторов, получающих информацию непосредственно из репозитория CASE-средств. Конечные пользователи на этой фазе оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется непосредственно 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 с остальными, а затем тестирование системы в целом. Завершается физическое проектирование системы:

· определяется необходимость распределения данных;

· производится анализ использования данных;

· производится физическое проектирование базы данных;

· определяются требования к аппаратным ресурсам;

· определяются способы увеличения производительности;

· завершается разработка документации проекта.

Результатом фазы является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.

На фазе внедрения производится обучение пользователей, организационные изменения и параллельно с внедрением новой системы осуществляется работа с существующей системой (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 ИС не является абсолютной. Возможны различные варианты, зависящие, например, от начальных условий, в которых ведется разработка: разрабатывается совершенно новая система; уже было проведено обследование предприятия и существует модель его деятельности; на предприятии уже существует некоторая ИС, которая может быть использована в качестве начального прототипа или должна быть интегрирована с разрабатываемой.

На практике подобный подход к разработке приложений сопряжен с серьезными проблемами.

· Все внимание сконцентрировано на экранных формах, а то, что касается правил обработки данных и системных функций, остается за кадром. Есть соблазн начать работу с отчетов, в то время как отчет является не стартовым, а производным продуктом информационной системы.

· Пользователи полагают, что если вариант прототипа согласован, то модуль готов. На самом деле это может быть всего лишь картинка с набором «заглушек» для вызовов системных функций и взаимодействия с другими модулями.

· Модули проектируются изолированно друг от друга. Следствием этого являются противоречия модулей, дублирование функций и данных, что может быть выявлено только при тестировании комплекса модулей.

· Функциональные возможности наращиваются параллельно в нескольких направлениях, значит, структура базы данных должна контролироваться жестко. При УРП схема базы данных превращается в свалку, где таблицы «лепятся» наскоро, в результате чего имеет место набор противоречивых и дублирующихся данных.

· Документация при использовании метода УРП, как правило, отсутствует, а вернее, о необходимости документировать систему забывают, поскольку создается иллюзия, что пользователь и без того понимает, что происходит. Когда же приложение начинает работать не так, как предполагает пользователь, возникает масса проблем.

· Обработка исключительных ситуаций для каждого модуля производится своя.

· Целостная система, как правило, не получается, скорее всего, это будет некий набор автоматизированных рабочих мест, наскоро связанных между собой.

Методы УРП и СРП можно использовать далеко не всегда, а лишь в том случае, если:

· объем проекта и требования бизнеса четко определены, не изменяются, а сам проект невелик;

· проект не зависит от других средств автоматизации бизнеса, количество внешних интерфейсов ограниченно;

· система ориентирована на экранные формы, обработка данных и системные функции составляют незначительную часть, удобство экранных форм является важнейшим фактором успеха проекта;

· пользователи имеют высокую квалификацию и изначально положительно оценивают идею создания новой системы.

Таким образом, методом УРП лучше разрабатывать небольшие проекты, ориентированные на конкретного заказчика. Оценка размера приложений производится на основе так называемых функциональных элементов (экраны, сообщения, отчеты, файлы и т.п.) Подобная метрика не зависит от языка программирования, на котором ведется разработка. Размер приложения, которое может быть выполнено по методологии RAD, для хорошо отлаженной среды разработки ИС с максимальным повторным использованием программных компонентов, определяется следующим образом:

< 1000 функциональных элементов	один человек
1000-4000 функциональных элементов	одна команда разработчиков
> 4000 функциональных элементов	4000 функциональных элементов на одну команду разработчиков

Если же разрабатывается типовая система, которая не является законченным продуктом, а представляет собой комплекс типовых компонент, централизованно сопровождаемых, адаптируемых к программно-техническим платформам, СУБД, средствам телекоммуникации, организационно-экономическим особенностям объектов внедрения и интегрируемых с существующими разработками, на первый план выступают такие показатели проекта, как управляемость и качество, которые могут войти в противоречие с простотой и скоростью разработки. Для таких проектов необходимы высокий уровень планирования и жесткая дисциплина проектирования, строгое следование заранее разработанным протоколам и интерфейсам, что снижает скорость разработки.

Методология RAD неприменима для построения сложных расчетных программ, операционных систем или программ управления космическими кораблями, т.е. программ, требующих написания большого объема (сотни тысяч строк) уникального кода.

Не подходят для разработки по методологии RAD приложения, в которых отсутствует ярко выраженная интерфейсная часть, наглядно определяющая логику работы системы (например, приложения реального времени) и приложения, от которых зависит безопасность людей (например, управление самолетом или атомной электростанцией), так как итеративный подход предполагает, что первые несколько версий наверняка не будут полностью работоспособны, что в данном случае исключается.

В качестве итога перечислим основные принципы методологии RAD:

· разработка приложений итерациями;

· необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цикла;

· обязательное вовлечение пользователей в процесс разработки ИС;

· необходимое применение CASE-средств, обеспечивающих целостность проекта;

· необходимое использование генераторов кода;

· использование прототипирования, позволяющее полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;

· тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой;

· ведение разработки немногочисленной хорошо управляемой командой профессионалов;

· грамотное руководство разработкой системы, четкое планирование и контроль выполнения работ.

Основная литература

1. Вендров, А.М. Практикум по проектированию программного обеспечения экономических информационных систем: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. / А.М. Вендров. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 192 с.

2. Смирнова Г.Н. и др. Проектирование экономических информационных систем: учебник / Г.Н. Смирнова, А.А. Сорокин, Ю.Ф. Тельнов; под ред. Ю.Ф. Тельнова. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 512 с.

Дополнительная литература

1. Калянов А.Н., Калянов Г.Н. Структурные модели бизнеса: DFD-технологии; под ред. Г.Н. Калянова. – М.: Финансы и статистика,2003. – 256 с.

2. Диго С.М. Базы данных: проектирование и использование: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2005.

3. Черемных С.В. и др. Моделирование и анализ систем. IDEF – технологии: практикум / С.В. Черемных, И.О. Семенов, В.С. Ручкин. М.: Финансы и статистика, 2006. – 192 с.

4. Черемных С.В. и др. Структурный анализ систем: IDEF – технологии / С.В. Черемных, И.О. Семенов, В.С. Ручкин. М.: Финансы и статистика, 2001.

Цель:

· изучить общие понятия типового проектирования информационных систем;

· изучить методы конфигурирования типовой ИС;

· изучить технологию параметрического и модельно – ориентированного проектирования;

Результат обучения. После обучения студент должен:

· знать основные стадии типового проектирования;

· знать методы конфигурирования типовой ИС;

· различать технологии типового проектирования.

План:

7.1 Понятие типового элемента. Классификация и примеры типовых информационных систем и их характеристика

7.2 Методы конфигурирования типовой информационной системы.

7.3 Технологии параметрически-ориентированного и модельно-ориентированного проектирования