2014-02-24
937
Объектные средства также снижают трудоемкость проектных работ, но главным результатом их применения являются проектные решения (ППП. ТП).
Ряд средств можно отнести к обеим группам, они также могут дублировать друг друга, этому одной из задач проектирования ИС является правильный выбор средств проектирования конкретных условий их применения.
Средства создания ИС должны комплексно охватывать процесс создания ИС; быть совместимыми; быть легкими в освоении и простыми в использовании; быть универсальными в своем классе; иметь возможность организовать процесс проектирования в режиме интерактивного в моделирования и развития разработчика с ЭВМ; давать возможность создавать адаптивные ИС; быть экономически эффективными.
Для оригинального метода характерны: стандартные средства операционных систем; процедуры, реализующие типовые процессы обработки данных; отдельные инструментальные средств создания ИС.
Для типового метода характерны те же, что и для предыдущего, а также типовые компоненты. оформленные в виде ТПР, ППП и типовых ИС.
Для автоматизированного проектирования характерны: стандартные средства операционной систем; взаимосвязанный комплекс инструментальных средств создания ИС, средства моделировании ИС.
Совокупность методов и средств создания ИС, пользуемых организационных приемов и технических средств, ориентированных на создание модернизацию ИС, образуют технологию проектирования ИС.
Основа технологии создания ИС - технологический процесс - это деятельность коллективы специалистов, направленная на разработку проекта ИС, при условии использования соответствующих средств проектирования и выделенных ресурсов. Технологический процесс определяет действия, их последовательность, исполнителей, средства и ресурсы, необходимые для их выполнения. Технология создания ИС должна распределятся на весь жизненный цикл системы. Технологический процесс делится на отдельные этапы (составные части) двумя способами:
1. По стадиям и этапам создания системы, которые заканчиваются составлением проект документации. Сам процесс создания может быть разорванным во времени или выполняться многим коллективом. На каждом из этих этапов существует своя технология его осуществления с ответствующими технологическими операциями, которые учитывают особенности выполнение работ данного этапа.
2. Технологические процессы проектирования отдельных составных частей системы: компоненты, функции, комплексы задач, задачи, процессы, программы или по отдельным видам обеспечения системы.
Технология создания ИС должна формироваться исходя из того, что средств проектирования много, их количество постоянно увеличивается и для каждого из них нужно создавать свою технологию. Большое количество различных технологических процессов создания ИС обусловлено разнообразием средств и методов проектирования, спецификой экономических объектов, квалификационным составом и уровнем профессиональной подготовки проектировщиков, ориентации на разные комплексы технических средств. Поэтому технологический процесс необходимо разделить на технологические операции (модули) - самостоятельные части технологического процесса, в которой определены вход, выход, преобразователь, ресурсы и средства. Входом и выходом могут быть документы, параметры, данные или знания о технологические операции или объекте. Преобразователь - это методика, формализованный алгоритм преобразования входа технологической операции на ее выход. Преобразователи гут быть ручные, человеко-машинные и автоматические (машинные).
2.2.5. Качество создаваемой информационной системы. Проектирование информационных систем является в особенности важным этапом, ведь именно тогда закладываются их базовые характеристики (потребительские свойства), определяющие качество ИС.Качество создания ИС определяется ее эффективностью и надежностью (Основные положения и определения приведены в ГОСТ 24.701-86 «Надежность АС ГОСТ 24.702-85 «Эффективность АСУ»).
□ Надежность ИС - ее свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, которые характеризуют способность системы исполнять свои функции в заданных режимах и условиях эксплуатации. Можно различать:
1)функциональную надежность, которая отображает надежность информационного, программного, технического обеспечения во время обработки данных;
2)адаптивную надежность, которая выражается в свойства системы выполнять свои функции при их изменении под влиянием окружающей среды.
Надежность ИС выражается в свойствах безотказности, ремонтопригодности, долговечности. Уровень надежности ИС зависит от таких факторов:
‑ состава и уровня надежности технических средств, их взаимодействия и надежной структуры;
‑ состава и уровня надежности программных средств, их возможностей и взаимосвязи структуре ПО ИС;
‑ рационального распределения задач, решаемых системой, между техническими среде ми, ПО и персоналом;
‑ уровня квалификации персонала, организации работ и уровня надежности действий персонала ИС;
‑ режимов, параметров и организационных форм технической эксплуатации комплексных технических средств;
‑ степени использования разных видов резервирования (структурного, информационного, временного, алгоритмического, функционального),
‑ степени использования методов и средств технической диагностики;
‑ реальных условий функционирования ИС.
Надежность ИС означает, что в процессе своего функционирования может обеспечить:
‑ информационные потребности пользователей;
‑ адекватность ИС реальным информационным и технологическим процессам ОУ;
‑ высокую экономическую эффективность.
□ Важным потребительским свойством ИС является функциональная полнота, которая отображает уровень удовлетворения информационных потребностей пользователей - лиц, которые принимают решение (ЛПР), и уровень автоматизации управленческих работ на данном ОУ. Информационные потребности пользователя зависят от уровня структуры управления, на котором он находится:
‑ первый, нижний уровень (управление участком, рабочим местом) - оперативное управление;
‑ второйуровень касается технического или административного вмешательства (управление цехом). Работники этого уровня могут принимать как регламентированные, так и нерегламентированные решения;
‑ на третьемуровне реализуется стратегическое управление. Процесс принятия решений нерегламентированный, поэтому во время проектирования ИС следует учитывать требования, связанные с функциями управления объектом, которые она должна удовлетворять:
* релевантность, т.е., получаемая информация должна быть соответствующей запросам любого ЛПР (директора, мастера и др.);
* управление отклонениями, т.е., ЛПР должны быть проинформированы о критических факторах, которые влияют на результаты предприятия (фирмы);
* точность, т.е., данные, на основе которых формируется информация, должны быть адекватными и отображать текущее состояние ОУ (не устаревшие);
* своевременность, т.е., информация должна быть представлена по необходимости и т.д.
□ Эффективность ИС определяется сравнением результатов от функционирования ИС и затрат всех видов ресурсов, необходимых для ее создания, функционирования и развития (материальных, человеческих, финансовых, временных и т.д.), т.е., это оценка результативности системы. Экономическая эффективность ИС определяется за счет следующих факторов:
- высокой скорости обработки данных за счет производительности технических средств и крашение до минимума времени выполнения отдельных операций;
- повышения качества выполнения управленческих функций за счет улучшения системы формационного обеспечения (оптимизации графика предоставления, устранения излишних и тирующих данных, ведения единых форм документации).
Прямая эффективность выражается в снижении трудовых и стоимостных затрат на обработку экономической информации, что снижает себестоимость производства. Косвенная эффективность характеризует качественные изменения, которые выражаются в улучшении системы управления экономическим объектом и повышении его качества. Это также означает сокращение непроизводительных потерь и в итоге также означает снижение себестоимости.
Эффективность ИС оценивают:
‑ при формировании условий, выдвигаемых к ИС;
‑ при анализе создаваемых или функционирующих ИС на соответствие заданным критериям;
‑ при выборе наилучшего варианта создания, функционирования и развития ИС;
‑ при синтезе наиболее выгодного построения ИС по критерию «эффективность затраты».
Целесообразность вариантов построения ИС зависит от сравнения прироста эффективности, полученной за счет создания или совершенствования ИС и затрат. Если прирост эффекта представлен в денежном выражении, то экономическая эффективность ИС выражается в виде трех основных показателей:
1) годового экономического эффекта;
2) расчетного коэффициента эффективности капитальных затрат на разработку и внедрение ИС;
3)срока окупаемости капитальных затрат на разработку и внедрение ИС.
Экономический эффект на протяжении года выражает фактическую экономию сравнительно с затратами на создание ИС:
Ер = Е – ЕнК, где
Е - экономическая эффективность ИС, что состоит из прямой Епр и косвенной Еп, то есть
Е = Епр + Еп, причем Епр = С0 – С1., где
С0 - стоимостные затраты обработки данных по существующим вариантам;
С1 - стоимостные затраты на предлагаемым в проекте ИС варианты обработки данных.
Косвенная эффективность ИС определяется:
 |
А1, А2 - объемы продукции, реализуемой за год, соответственно и после внедрения ИС, грн.;
С1, С2 - затраты на гривну реализуемой продукции, соответственно и после внедрения ИС, грн.;
П1 - прибыль от реализации продукции до внедрения ИС, грн.
К = Кп.в + Кв, где
К - сумма одноразовых и капитальных затрат
Кп.в – перед производственные затраты, связанные с проектированием ИС;
Кв - капитальные затраты на приобретение, транспортирование, монтаж, отладка вычислительной техники и вспомогательного оснащения.
 |
Коэффициент экономической эффективности Ер, расчетное значение которого может быть высшем нормативного, исчисляется по формуле:
2.3. Реализация (программирование / адаптация). Наэтапе реализации осуществляется создание системы как комплекса программно-аппаратных средств, начиная с проектирования и создания телекоммуникационной инфраструктуры и завершая разработкой и инсталляцией дополнений. Сейчас существует обширная литература, в которой достаточно обстоятельно рассмотрены все эти процессы, включая современные методы генерации кода прикладных систем, которые используются.
2.4. Тестирование и отладка. Корректность АИС является ее важнейшим свойством. В идеальном случае под корректностью АИС имеют в виду отсутствие в ней ошибок, но для большинства сложных программных продуктов достичь этого невозможно. Поэтому под «корректным» обычно понимают программный продукт, что работает в соответствии с предъявленными к нему требованиями, другими словами — продукт, для которого пока еще не найдены такие условия, в которых он окажется неработоспособным. Этап тестирования и отладки — один из наиболее трудоемких, этапов разработки АИС; среднем этот этап занимает от 1/2 до 1/3 всего времени разработки.
Тестирование. Цель тестирования — выявить наличие ошибок или убедительно продемонстрировать их отсутствие, что возможно лишь в частных тривиальных случаях. В процессе тестирования с заданными начальными величинами нужно установить соответствие результатов их проработки эталонным величинам. Для сложных систем нужное большое количество тестов, и возникает проблема оценки их необходимого количества и использования методов их сокращения. Поэтому тестирование целесообразно планировать. План тестирования должен содержать:
- формулировка целей тестирования;
- критерии качества тестирования, что позволяют оценить его результаты;
- стратегию проведения тестирования, что обеспечивает достижение заданных критериев качества;
- потребности в ресурсах для достижения заданного критерия качества при избранной стратегии.
Важно различать тестирование и сопутствующее понятие «отладки». Отладка — это набор процедур и действий, что начинаются с выявления самого факта наличия ошибки и заканчиваются установлением точного места, характера этой ошибки и способов ее устранения.
2.5. Внедрение системы. Внедрение - это процесс постепенного перехода от существующей системы к новой, предусмотренной документацией рабочего проекта. Внедрение АИС в промышленную эксплуатацию является ответственным процессом и означает, что система приступила к практической реализации возложенных на нее функций. Со временем она может быть модернизирована.
Внедрение отдельных задач и подсистем может проводиться параллельно с разработкой рабочего проекта на всю систему. Ввод в эксплуатацию проводится силами заказчика при участии разработчика и осуществляется пошагово:
- подготовка объекта к внедрению системы;
- сдача задач и подсистем в опытную эксплуатацию;
- проведение опытной эксплуатации;
- сдача задач, подсистем, системы в целом в промышленную эксплуатацию.
В процессе опытной эксплуатации выявляются результаты проектной работы, неточности и ошибки, допущенные на предыдущих стадиях и этапах, происходит их устранение. На основе реальной информации проверяется качество конкретных проектных решений, инструктивных материалов, подготовленность кадров к работе в новых условиях. После завершения приемки всех задач заказчиком происходит приемка комиссией системы в целом. С этого момента ответственность за функционирование АИС несет заказчик. Заказчик обязан обеспечить выполнение персоналом должностных и технологических инструкций, полностью подготовить объект автоматизации к внедрению АИС, внести изменения в его организационную структуру, проверить эффективность реализованных проектных решений в условиях промышленной эксплуатации и по результатам функционирования АИС подготовить рекомендации по ее дальнейшему развитию. Разработчик же на заключительном этапе проектирования корректирует рабочую документацию по результатам опытной эксплуатации, участвует в работе комиссии по приемке АИС.
2.6. Эксплуатация и сопровождение. Основными заданиями этапа эксплуатации и сопровождения являются такие:
- обеспечение стойкости работы системы и сохранения информации — администрирование;
- своевременная модернизация и ремонт отдельных элементов — техническая поддержка;
- адаптация возможностей системы, что эксплуатируется, к текущим потребностям бизнеса предприятия — развитие системы.
Эти работы необходимо включать в оперативный план информатизации предприятия, который должен формироваться обязательно с соблюдением всех условий стратегического плана. Сейчас стало общепринятым передавать функции технической поддержки и частично администрирования поставщикам системы или системным интеграторам. Эта практика получила название «аутсорсинг». Особенное внимание на этапе эксплуатации и сопровождения нужно уделить вопросам учебы персонала и, соответственно, планированию инвестиций в этот процесс.
3. Автоматизация проектирования информационных систем
Суть автоматизации заключается в переложении на ЭВМ работ, которые ей удаются лучше (быстрее, качественный, чем более дешевле), чем человеку. Роль человека в проектировании заключается в принятии принципиально неформализированных, новых решений; в согласовании, пересмотре решений, принятых ЭВМ; изменению правила и порядка работы; формировании целей; управлении коллективом; обеспечении эвристической (творчески поисковой) работы. Современная технология создания АИС - совокупность эффективных средств и методов проектирования, позволяющих упростить данный процесс, уменьшить стоимостные расходы, сократить календарные сроки проектирования системы и, в конечном итоге, за счет возможности более широкого выбора проверенных прогрессивных проектных решений, повысить качество разработки. Автоматизированное проектирование — это участие человека, его деятельность и активность среди операций ЭВМ, которые выполняются автоматически.
3.1.Система автоматизированного проектирования (САПР) — организационно-техническая система, которая состоит из комплекса средств автоматизации проектирования и взаимодействует с подраздела-ми проектной организацией, выполняя автоматизированное проектирование. Такая система является инструментарием проектировщика, предназначенным для автоматизации проектирования объектов на конкретном предприятии (организации) на всех этапах, который включает техническое, математическое, лингвистическое, программное, информационное, методическое и организационное обеспечение.
Система автоматизированного проектирования обеспечивает:
-деление задачи проектирования на подзадачи, их предварительное согласование (А). Необходимость распределения обусловлена тем, что, как правило, задачи являются очень сложными. Эта операция практически полностью не формализирована. Согласование необходимо для того, чтобы те части задачи проектирования, которые рассматриваются отдельно, объединялись в конечном итоге в единое работающее целое;
-решение подзадачи (В). За человеком остаются неформализированные и оригинальные решении. Часто применяют электронные машины;
-оформление результата (С). Оно предусматривает выпуск сопроводительной документации. Эта процедура может быть полностью автоматизирована;
-сервис (D). Это — набор операций, которые обслуживают процесс проектирования. В его основе лежит использование банков данных и знаний, библиотек моделей и программных средств. Его в полном объеме осуществляют с использованием технических средств.
Каждая из сторон проектной деятельности (А — D) по-разному влияет на качества САПР. С другой стороны, есть также обратная связь: качество и уровень САПР определяют в конечном итоге качество и жизнеспособность проекта.
Система автоматизированного проектирования состоит из проектнозависимих подсистем ( предназначенных для выполнения проектных процедур, специфических для конкретного класса объектов) и проектнонезависимих подсистем ( рассчитанных на выполнение типовых проектных процедур), а также обслуживающих подсистем. Обслуживающиеподсистемыпредназначены для обеспечения функционирования проектировочныхподсистем. Например: обслуживающие подсистемы САПР — это СУБД, ИПС.
Средства автоматизации проектирования также можно сгруппировать по видам обеспечения автоматизированного проектирования; виды обеспечения САПР, в сущности, такие же, как и виды обеспечения любой ИС. Каждый из видов обеспечения САПР наделен соответствующими техническими характеристиками и особенностями, которые определяют специфику их применения.
Техническое обеспечение — совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих аппаратных средств ЭВМ, устройств введения-вывода, графических устройств, интеллектуальных терминалов, оргтехники (множительные устройства, телефоны, микрофильмирование). В идеальном варианте все технические средства в САПР должны быть объединены в компьютерную сеть САПР.
Математическое обеспечение — совокупность математических моделей, методов и алгоритмов, необходимых для автоматизированного проектирования. Практическое использование математического обеспечения осуществляется после его реализации.
Программное обеспечение — совокупность программ, описаний и инструкций, составных на основе математического обеспечения и предназначенных для реализации проектных процедур на ЭВМ.
Лингвистическое обеспечение — совокупность словно проектирование, словно программирования и правил формализации этих языков. Каждый язык лингвистического обеспечения САПР может быть отнесен к одному из классов (рис. 5.1.)
 |
Рис. 5.1.Классификация языков лингвистического обеспечения САПР
Информационное обеспечение — совокупность сведений, поданных в БД и базах знаний (БЗ), которые содержат нормативы, справочные данные, закономерности, а также правила процесса проектирования. БЗ - это совокупность сведений об определенной проблемной сфере вместе с правилами их использования в конкретных ситуациях. Типовыми знаниями являются модели, методики работы с ними, инженерные и технологические решения. Реализуется БЗ в виде библиотек моделей, библиотек принятых проектных и типовых решений и др.
Типовую структуру БД для выполнения конкретного проекта составляют:
1. Внешние данные.
1.1. Факторографическая информация: параметры, константы, коэффициенты и другие справочные сведения|ведомости; характеристики элементов, оборудования; данные о внешних операциях.
1.2. Группа документов: стандартные; пакеты, инженерные и технические постановления; решения аналоги и другие типовые решения; - инструкции, методики и другие документы.
2. Сведения о проекте.
2.1. Постоянная часть: схема декомпозиции задачи (структура); перечень входов и выходов каждой подзадачи; требования к проекту и его частям (требования к выходам).
2.2. Переменная часть: параметры спроектированных частей; характеристики спроектированных частей; общая диагностика состояния задачи проектирования за сроками и качествами.
3. Другая информация: сведения о подразделах организации и их загрузки; сведения о проектировщиках; сведения о главной БД и ее филиалах.
Методическое обеспечение — совокупность документов, что устанавливают правила и инструкции по эксплуатации подсистем САПР. Иногда методическим обеспечением считают совокупность математического обеспечения и документов, которые реализуют правила использования средств проектирования.
Организационное обеспечение — совокупность документов, которые устанавливают организационную структуру САПР, формы и порядок прохождения проектных документов, которые изготовляют средствами САПР, а также порядок взаимодействия должностных лиц, подразделов и отделов проектной организации.
3.2.CASE-технологии проектирования информационных систем. Технологии проектирования в основном основываются на государственных стандартах. Но в зарубежных странах используют и другие подходы к проектированию – например ИС. Одной из совершейниших является технология SSАDМ (Structured Systems Analysіs and Desіgn Method - разработана в Великобритании).
Ручное проектирование по технологии SSАDМ очень трудоемко. Однако попытка отказаться от любого документа с целью экономии времени и трудовых затрат приводит к нарушению технологического процесса и, как следствие, не дает возможности достичь такого высокого качества проектирования, которое обеспечивает технология SSАDМ при ее суровом соблюдении. САSЕ-средства в данной ситуации при проектировании незаменимы.
На протяжении 80-х г.г. XX в. технология SSАDМ была значительно усовершенствована. В 1990 г. официально была принята ее четвертая версия, которая отличается от предшествующих расширенными возможностями применения инструментальных программных средств проектирования ИС - САSЕ -продуктов (САSЕ - Computer Aіded System Engіneerіng, в дословном переводе - компьютерная поддержка техники систем).
Основная цель САSЕ заключается в том, чтобы отделить начальные этапы (анализ и проектирование) от последующих этапов разработки, а также не обременять разработчиков всеми деталями среды разработки и функционирования системы. Во время использования САSЕ трансформируются все этапы жизненного цикла АИСУП, при этом наибольшие изменения касаются этапов анализа и проектирования.
CASE-технологии (Сomputer-aided software engineering/ system engineering) являются совокупностью методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем, основанных как на структурном, так и на объектном подходах, которые поддерживаются комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. В основе любой CASE-технологии лежит парадигма «методология/метод/нотация/средство».
Методология строится на базе некоторого подхода и определяет шаги работы, их последовательность, а также правила распределения и назначения методов. Метод определяет способ достижения той или другой цели - выполнения шага работы.
Методология CASE – технологии основывается на нисходящем подходе к проектированию и дает возможность следить за всеми этапами ЖЦ ИС или ее отдельными задачами. Суть нисходящего подхода к проектированию заключается в том, что по мере реализации системы ее характеристики конкретизируются все больше и больше. По восходящему подходу сначала проектируются отдельные элементы системы, которые потом превращаются в большие компоненты - модули, подсистемы. Принципиальной особенностью такой методологии является наличие наглядных моделей для представления компонентов ОУ и самой ИС, а также отображение проектных решений. Использование наглядных и понятных моделей способствует привлечению к активному обсуждению проектирования заказчиков и будущих потребителей системы, начиная с ранних фаз ее проектирования. Это дает возможность строить ИС, которая бы удовлетворяла потребности заказчиков и пользователей.
Нотацией называют систему обозначений, используемых для описания некоторого класса моделей. Нотации бывают графические (предоставления моделей в виде графов, диаграмм, таблиц, схем и т. п.) и текстовые (описания моделей на формальных и естественных языках). В CASE-технологиях нотации используют для описания структуры проектируемой системы, элементов данных, этапов обработки и т.п.
Средства - инструментарий для поддержки методов: средства создания и редактирования графического проекта, организации проекта в виде иерархии уровней абстракции, а также проверки соответствия компонентов разных уровней.
К основным функциональным возможностям САSЕ-средств относят:
1) общий графический язык. Общий язык ‑ наглядный, строгий и интуитивно понятный ‑ позволяет вовлекать заказчика в процесс разработки, общаться с экспертами предметной области, защищать проект, а также обеспечивать легкость сопровождения и внесения изменений в систему:
2) общую БД проекта. Общая БД-проекта (репозитарий) для хранения всей информации о проекте, которая может распределяться между разработчиками в соответствии с их правами доступа. Репозитарий может хранить свыше 100 типов объектов, примерами которых являются диаграммы, определения экранов и меню, проекты отчетов, описания данных, логика проработки, модели данных, модели предприятия, модели проработки, начальные коды, элементы данных и т.п.
3) интеграцию средств. На основе репозитария осуществляется интеграция САSЕ-средств и распределение системной информации между разработчиками. При этом возможности репозитария обеспечивают несколько уровней интеграции: общий интерфейс пользователя по всем средствам, передачу данных между средствами, интеграцию этапов разработки через единственную систему представлений фаз ЖЦ, передачу данных и средств между аппаратными платформами.
4) поддержку коллективной разработки и управления проектом. САSЕ поддерживает групповую работу над проектом с помощью средств работы в сети, экспорта-импорта каких-нибудь фрагментов проекта для развития и/или модификации, а также планирования, контроля, управления, взаимодействия, то есть функций, необходимых для разработки и сопровождения проектов. Эти функции также реализуются на основе репозитария. Н-р, через репозитарий может осуществляться контроль безопасности (ограничение и привилегии доступа), контроль версий, контроль изменений и т.п.
5) прототипирование. САSЕ позволяет строить быстрые прототипы системы, что дает возможность на ранних этапах разработки оценить, насколько будущая система устраивает заказчика и насколько «дружественна» она будущему пользователю.
6) генерацию документации. Вся документация из проекта генерируется автоматически на базе репозитария. Преимущество САSЕ заключается в том, что документация всегда отвечает текущему состоянию дел, поскольку какие-нибудь изменения в проекте автоматически отражаются в репозитарии, в то время как при традиционных подходах к разработке АИСУП документация опаздывает, а ряд модификаций вообще не находит в ней отображения.
7) верификацию проекта. САSЕ обеспечивает на ранних этапах разработки автоматическую верификацию и контроль проекта на полноту и возможность, что влияет на успех разработки в целом.
8) автоматичесуюя кодогенерацию. Кодогенерация осуществляется на основе репозитария и позволяет автоматически построить около 80—90% объектных кодов или текстов программ языками высокого уровня. При этом разными САSЕ-пакетами поддерживаются практически все известные языки программирования, однако чаще всего как целевые языки выступают СОВОL, C и АDА.
