Определение модели жц аис. Физическое моделирование аис Опыт практической реализации модели АИС УП

Этап физического моделирования должен обеспечить на экспериментальном уровне проверку реальной работоспособности созданных моделей АИС и их адекватность. Для реализации этого этапа разрабатывается физическая (натурная) модель АИС. Физическая модель АИС - это совокупность структуры, методов и средств редуцированного натурного воплощения АИС, предназначенная для проверки в реальных условиях работоспособности будущей системы и адекватности ее моделей.

В определенном отношении физическая модель АИС обладает свойствами реальной системы. Для ее построения привлекаются ЭВМ, периферийные устройства, документы, файлы, БД, программы обработки данных и другие компоненты, необходимые для создания АИС. Физическая модель АИС редуцированная, т.е. это ее уменьшенное отображение. Уменьшение здесь не механическое, не произвольное, а гармонизированное. В ней представлены только те свойства, которые разработчики отнесли к разряду основных, существенных.

3. Проектирование АИС

На основе разработанных принципов, положений, моделей, методов и средств построения АИС, полученных на стадии исследования, проводится проектирование системы.

Стадия проектирования состоит из следующих этапов:

1) предметное обследование (ПРО) существующей (традиционной) ИС;

2) разработка технического задания на создание системы;

3) разработка технического проекта на создание системы;

4) разработка рабочего проекта на создание системы.

При условии, что существующая ИС является автоматизированной возможно два пути проектирования: модернизация имеющейся АИС или ее полная замена вновь создаваемой АИС. При сравнительно небольших объемах проектных работ этапы 2 и 3 могут быть объединены.

Этап ПРО проводится с целью изучения и анализа особенностей объекта - существующей традиционной ИС. Осуществляется сбор материалов для проектирования - определение требований, изучение объекта проектирования. Проводится изучение условий функционирования будущей АИС, устанавливаются определенные ограничения на условия разработки - сроки выполнения этапов проектирования, имеющиеся и недостающие ресурсы, процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации и др. С учетом предварительно выполненных исследований проводится разработка и выбор варианта концепции АИС.

Этап разработки ТЗ - логическое продолжение этапа ПРО. Материалы, полученные на этапе ПРО используются для разработки ТЗ. Здесь проводится анализ и разработка принципиальных требований, предъявляемых к АИС со стороны конкретного заказчика или потенциальной группы потребителей. Формулируются требования к аппаратным, программным, информационным и организационно-правовым компонентам АИС и др.

На этапе технического проектирования проводится поиск наиболее приемлемых решений по всем задачам проектирования АИС. Цель этого этапа проектирования - конкретизация общих, иногда нечетких знаний о требованиях к будущей системе. На данном этапе определяются:

­ цель, задачи, функции АИС, рассматриваются также внешние условия функционирования системы, распределение функций между ее компонентами;

­ системные параметры АИС - интерфейсы и распределение функций между оператором и системой;

­ конфигурация всех подсистем АИС, образующих её структуру - документационно-информационная, техническая, программно-математическая и организационно-правовая составляющие структуры системы;

­ структура и система управления БД, лингвистические средства, состав информационно-поисковых языков, классификаторов и кодификаторов, методик индексирования документов и запросов;

­ ведомость конфигурации комплекса технических средств АИС и их спецификация;

­ состав и характеристика математических моделей, алгоритмов и программ АИС;

­ схема функционирования АИС, технологического процесса обработки данных и др.;

­ должностные и рабочие инструкции для персонала АИС;

­ уточненное технико-экономическое обоснование проекта.

Основную долю трудоемкости рабочего проектирования составляют работы по разработке алгоритмов и соответствующих программ.

На этапе рабочего проектирования проводится окончательная доводка тех вопросов, которые на этапе технического проектирования по опделенным причинам не могли быть полностью решены. На данном этапе разрабатывается комплекс программ на основе алгоритмов, составленных на этапе технического проектирования. Уточняется структура БД, проводится корректировка унифицированных форматов документов, обрабатываемых в технологии АИС.

На этом этапе проводится тестирование программ, серия контрольных испытаний с обработкой реальных документов, анализируются результаты тестирования и экспериментальной обработки, необходимые корректировки программ.

Методы и средства проектирования АИС. Проектирование АИС может выполняться:

­ сторонней фирмой-разработчиком. Эта фирма имеет штат высококвалифицированных профессионалов. Работа проводится на основании договора между фирмой-разработчиком и фирмой-заказчиком;

­ силами штатных специалистов фирмы-заказчика.

Возможно и компромиссное решение: фирма-заказчик может пригласить консультанта по разработке АИС на контрактной основе.

Конкретный выбор определяется многими факторами, в частности финансовым состоянием фирмы-заказчика, наличием у нее штатных специалистов соответствующего профиля и уровня, сроками создания АИС, наличием в данном или близлежащем регионе соответствующей фирмы-разработчика, специалистов-консультантов, режимом секретности фирмы и, др.

Для решения задач проектирования применяются соответствующие методы и средства. Среди них следует находить такие методы, которые радикально решали бы задачи разработки АИС. Один из таких методов - структурный анализ. Это метод изучения системы, который рассматривает систему как иерархическую структуру от ее общего уровня до необходимого низшего.

На этапе предпроектного обследования используются методы изучения фактического состояния существующей (традиционной) ИС:

­ устный или письменный опрос;

­ письменное анкетирование;

­ наблюдение, измерение и оценка;

­ обсуждение промежуточных результатов;

­ анализ задач;

­ анализ производственных, управленческих и информационных

­ процессов.

Методы формирования задаваемого состояния связаны с теоретическим обоснованием всех составных частей АИС с учетом целей, требований и условий заказчика. Сюда относятся:

­ моделирование процессов обработки данных;

­ структурное проектирование;

­ декомпозиция;

­ анализ информационной технологии.

Для наглядного представления объектов и процессов АИС методы графического отображения фактического и задаваемого состояний используют - блок-схемы, графики, рисунки, чертежи, эскизы, диаграммы и др.

4. Автоматизация проектирования АИС

Автоматизированные системы проектирования - эффективное средство улучшения показателей проектирования АИС. В области проектирования сформировалось особое направление - программная инженерия или CASE-технологии (Computer-Aided Software/System Engineering - система компьютерной разработки программного обеспечения). CASE-технологии - это совокупность методов анализа, проектирования, разработки и провождения АИС, поддержанных комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. CASE-технологии - это средство для системных аналитиков, разработчиков и программистов, обеспечивающее автоматизацию процессов проектирования АИС различного класса и значения.

Основная цель CASE-технологии - максимально автоматизировать процесс разработки и отделить процесс проектирования от кодирования программных средств АИС.

Структурные методы построения моделей предприятий. Структурным принято называть такой метод исследования системы или процесса, который начинается с общего обзора объекта исследования, а затем предполагает его последовательную детализацию. Структурные методы имеют три основные особенности:

Расчленение сложной системы на части, представляемые как «черные ящики», каждый «черный ящик» реализует определенную функцию системы управления;

Иерархическое упорядочение выделенных элементов системы с определением взаимосвязей между ними;

Использование графического представления взаимосвязей элементов системы.

Модель, построенная с применением структурных методов, представляет собой иерархический набор диаграмм, графически изображающих выполняемые системой функции и взаимосвязи между ними.

В составе методологий структурного анализа к наиболее распространенным можно отнести следующие:

SADT - технология структурного анализа и проектирования, и ее подмножество - стандарт IDEFO.

DFD - диаграммы потоков данных.

ERD - диаграммы «сущность - связь».

STD - диаграммы переходов состояний.

В методологии IDEFO используются четыре основных понятия: функциональный блок, интерфейсная дуга, декомпозиция, глоссарий.

Модель IDEFO всегда начинается с представления процесса единого функционального блока с интерфейсными дугами, выходящими за пределы рассматриваемой области. Иногда такие диаграммы снабжаются контекстной справкой.

Цель выделяет те направления деятельности предприятия, которые следует рассматривать прежде всего. Цель устанавливает направление и уровень декомпозиции разрабатываемой модели.

В методологии DFD исследуемый процесс разбивается на подпроцессы и представляется в виде сети, связанной потоками данных. Внешне DFD похожа на SADT, но отличается по набору используемых элементов. В их число входят процессы, потоки данных и хранилища.

Методология ERD применяется для построения моделей БД, обеспечивает стандартизованный способ описания данных и определение связей между ними. Основные элементы методологии - понятия «сущность», «отношение» и «связь». Сущность задают базовые типы информации, а отношения указывают, как эти типы данных взаимодействуют между собой. Связи объединяют сущности и отношения.

Методология STD наиболее удобна для моделирования определенных сторон функционирования системы, обусловленных временем и откликом на события, например для реализации запроса пользователя к АИПС в рамках реального масштаба времени. Опорными элементами STD служат понятия «состояние», «начальное состояние», «переход», «условие» и «действие». Посредством понятий проводится описание функционирования системы во времени и в зависимости от событий. Модель STD представляет собой графическое изображение - диаграмму переходов системы из одного состояния в другое.

Объектно-ориентированные методы построения моделей системы управления. Эти методы отличаются от структурных более высоким уровнем абстракции. Они основаны на представлении системы в виде совокупности объектов, взаимодействующих между собой путем обмена данными. В качестве объектов предметной области могут служить конкретные предметы или абстрагированные сущности - заказ, клиент и т.п. Наиболее значим метод Г. Буча. Это техника объектного проектирования с элементами объектного анализа, имеющая четыре этапа:

1) разработка диаграммы аппаратных средств, отображающей процессы, устройства, сети и их соединения;

2) определение структуры класса, описывающей связь между классами и объектами;

3) разработка диаграмм объектов, которые показывают взаимосвязь объекта с другими объектами;

4) разработка архитектуры ПО, описывающей физический проект создаваемой системы.

Подавляющая часть существующих методов объектно-ориентированного анализа и проектирования включает в себя как язык моделирования, так и средства описания процессов моделирования.

Объектно-ориентированный подход не противопоставляется структурному, а может служить его дополнением.

5. Построение и внедрение АИС

После полного завершения работ по проектированию начинается этап построения АИС. Построение АИС - это совокупность организационно-технических мероприятий по реализации проекта АИС. Среди таких мероприятий меры финансового, информационного, технического, программного, правого, организационного характера:

Определение источников финансирования и выделение средств на закупку необходимого оборудования, предусмотренного проектом, - «Ведомость спецификации оборудования АИС»;

Выбор поставщиков и заключение контрактов на поставку оборудования;

Выделение помещения для дислокации АИС и его подготовка к монтажу оборудования;

Размещение, сборка, монтаж, настройка оборудования АИС в соответствии с проектом;

Подбор, организация и обучение категорий штатного персонала АИС выполнению соответствующих работ по обеспечению функционирования АИС;

Выполнение работ по проверке качества оборудования (контроль, тестирование). При обнаружении дефектов - оформление и предъявление рекламаций к поставщикам;

Инсталляция ПО и выполнение работ по тестированию программного комплекса АИС. При условии обнаружения дефектов - принятие мер по их устранению;

Наполнение БД, решение контрольных примеров по всему комплексу задач АИС в соответствии с проектом. При обнаружении недостатков - принятие мер к их устранению. Если недостатков не обнаружено - подготовка документов для сдачи АИС в опытную эксплуатацию.

Состав мер и их последовательность отражают основные контрольные точки в построении АИС. Построение каждой конкретной системы будет иметь свою специфику как по характеру задач, так и по их последовательности. Особенности построения определяются характером АИС, организационным уровнем применения АИС, режимом функционирования, объемом финансирования и др.

Одно из важных условий эффективности АИС - проведение комплекса работ по ее внедрению. Внедрение АИС начинается с того, что руководитель фирмы-заказчика выпускает приказ о внедрении системы с указанием основных этапов, сроков их выполнения, ответственных исполнителей, ресурсного обеспечения, формы представления результатов внедрения, ответственного за контроль исполнения приказа и др. Приказ может содержать план внедрения с указанием работ по следующим этапам:

1) документальное оформление результатов пусконаладочных работ оборудования, а также контрольных испытаний комплекса задач системы;

2) обучение персонала технологии АИС и изучение соответствующих разделов проектной документации;

3) проведение опытной эксплуатации системы, анализ и корректировка проектных ошибок и оформление документации по результатам опытной эксплуатации;

4) сдача АИС в производственную эксплуатацию с оформлением соответствующей документации.

Таким образом, на первом этапе проводится разработка программы контрольных испытаний АИС в целом. На втором этапе разработчик и заказчик организуют обучение персонала, привлекаемого к эксплуатации АИС. На третьем этапе проводится опытная эксплуатация системы. В зависимости от содержания и объема задач АИС опытная эксплуатации длится от трех до шести месяцев.

Внедрение АИС - достаточно сложная задача как в организационном, так и техническом аспектах. Заказчик должен провести подготовку внедрения системы. Данное условие требует определенных организационных, профессиональных и психологических усилий со стороны персонала фирмы-заказчика, в той или иной мере участвующего в эксплуатации АИС. Администрация фирмы должна обеспечить такие условия, при которых коллектив фирмы будет положительно относиться к реализации системы и помогать ее внедрению, освоении и развитию. Тогда можно будет предположить, что цель внедрения и функционирования АИС на предприятии будет достигнута.

6. Методика расчета технико-экономической эффективности автоматизированной обработки информации

Один из принципиальных разделов проекта АИС - технико-экономическое обоснование АИС вообще и процессов автоматизированной обработки экономической информации в частности. Для этого требуется проведение соответствующих расчетов технико-экономической эффективности.

Экономическая эффективность автоматизированной обработки данных обеспечивается за счет следующих основных факторов:

Высокой скорости выполнения операций по сбору, передаче, обработке и выдаче информации, быстродействия технических средств;.

Максимального сокращения времени на выполнение отдельных операций;

Улучшения качества обработки данных и получаемой информации.

Общая эффективность автоматизированного решения задач находится в прямой зависимости от снижения затрат на обработку данных и составляет прямую экономическую эффективность. Достижение эффекта от общесистемных решений по улучшению качества информационного обслуживания пользователей обеспечивает косвенную экономическую эффективность.

Показатели прямой экономической эффективности определяются путем сравнения затрат на обработку данных при нескольких вариантах проектных решений. По существу это сравнение двух вариантов - базового и спроектированного. За базовый вариант принимается существующая система автоматизированной или традиционной (ручной) обработки данных, а за спроектированный вариант - результат модернизации существующей системы или вновь разработанная АИС.

Абсолютный показатель экономической эффективности разрабатываемого проекта АИС - снижение годовых стоимостных и трудовых затрат на технологический процесс обработки данных по сравнению с базовым вариантом ТПОД.

Экономия финансовых затрат за счет автоматизации обработки данных определяется на основе расчета разницы затрат базисного и проектируемого вариантов обработки данных по формуле:

С э = С б – С п (1)

где С э - величина снижения затрат на обработку данных;

С б - затраты при базисном варианте;

С п - затраты при проектируемом варианте.

Относительный показатель экономической эффективности проекта АИС - коэффициент эффективности (К э) затрат и индекс изменения затрат (I з).

К э = С э / С б * 100 % (2)

Коэффициент эффективности затрат показывает, какая часть затрат будет сэкономлена при проектируемом варианте АИС, или на сколько процентов снизятся затраты.

Значение индекса изменения затрат можно определить по формуле:

I з = С э / С б. (3)

Этот индекс свидетельствует о том, во сколько раз снизятся затраты на обработку данных при реализации проекта АИС.

При внедрении проекта АИС необходимо учитывать дополнительные капитальные затраты, значение которых (К 3) можно определить по формуле:

K 3 = K п – K б (4)

где K п и K б - капитальные затраты соответственно проектируемой и базовой систем обработки данных.

Эффективность капитальных затрат определяется сроком окупаемости (Т) дополнительных капитальных затрат на модернизацию ИС:

Т = K 3 / С э (5)

Е = С э / K 3 = 1 / Т. (6)

Наряду с расчетом стоимостных затрат полезно получение показателей снижения трудовых затрат на обработку данных. Абсолютным показателем снижения трудовых затрат (t) выступает разность между годовыми трудовыми затратами базового и проектируемого вариантов обработки данных:

t = Т б. – Т п (7)

где Т б. и Т п - годовая трудоемкость эксплуатации соответственно базового и проектируемого вариантов обработки данных.

Значение относительного показателя снижения трудовых затрат можно отобразить коэффициентом снижения трудовых затрат (К):

K t = t / T б. (8)

Индекс изменения трудовых затрат (I t) характеризует рост производительности труда за счет освоения более трудосберегающего варианта проекта обработки данных, его можно определить по формуле:

I t = Т б / Т п. (9)

Абсолютный показатель снижения трудовых затрат (Р) применяется для определения потенциального высвобождения трудовых ресурсов (исполнителей) из системы обработки данных:

Р = (t / Т ф) * f (10)

где Т ф – годовой фонд времени одного исполнителя, занятого в технологии обработки данных;

f - коэффициент, отображающий возможность полного высвобождения работников, за счет фонда времени которых рассчитана величина t.

Определение прямой экономии от внедрения проектируемой (модернизированной) системы обработки данных проводится на базе сравнения показателей, отображающих трудовые и стоимостные затраты по операциям как традиционной, так и проектируемой системы обработки данных.

Экономию трудовых затрат (Э тз) при автоматизированной обработке информации по проекту можно определить по формуле

Э тз = Т о6щ – Т сов (11)

где Т о6щ - трудоемкость обработки данных традиционным способом при базовым варианте;

Т сов - трудоемкость автоматизированной обработки данных при проектном варианте.

Экономию финансовых затрат от внедрения проектного варианта обработки данных в сравнении с ручным базисным вариантом можно определить аналогичным образом.

Сбор исходных данных для подстановки в вышеприведенные формулы и выполнение расчетов по определению экономической эффективности проводится путем регистрации и замеров соответствующих параметров по этапам технологического процесса обработки данных. Кроме того, исходные данные за длительный период могут быть получены путем анализа регистрационных (технологических) журналов диспетчера АИС и других форм регистрации.

3.1 Определение модели ЖЦ АИС

Под моделью жизненного цикла разработки программного продукта понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении жизненного цикла разработки программного продукта. Наибольшее распространение получили следующие модели жизненного цикла разработки программного продукта (таблица1. Краткие характеристики моделей жизненного цикла АИС): каскадная модель, или водопад (waterfall model); v-образная модель (v-shaped model); модель прототипирования (prototype model); модель быстрой разработки приложений, или RAD-модель (RAD-rapid application development model);многопроходная модель (incremental model); спиральная модель (spiral model).

Таблица 1.Краткие характеристики каждой из перечисленных моделей

Название	характеристики
Каскадная модель	Прямолинейная и простая в использовании. Необходим постоянный жесткий контроль за ходом работы. Разрабатываемое программное обеспечение не доступно для изменений
v-образная модель	Простая в использовании. Особое значение придается тестированию и сравнению результатов фаз тестирования и проектирования
Модель прототипирования	Создается «быстрая» частичная реализация системы до составления окончательных требований. Обеспечивается обратная связь между пользователями и разработчиками в процессе выполнения проекта. Используемые требования не полные
Модель быстрой разработки приложений	Проектные группы небольшие (3… 7 человек) и составлены из высококвалифицированных специалистов. Уменьшенное время цикла разработки (до 3 месяцев) и улучшенная производительность. Повторное использование кода и автоматизация процесса разработки
Многопроходная модель	Быстро создается работающая система. Уменьшается возможность внесения изменений в процессе разработки. Невозможен переход от текущей реализации к новой версии в течение построения текущей частичной реализации
Спиральная модель	Охватывает каскадную модель. Расчленяет фазы на меньшие части. Позволяет гибко выполнять проектирование. Анализирует риски и управляет ими. Пользователи знакомятся с программным продуктом на более раннем этапе благодаря прототипам

3.2 Каскадная модель

В однородных информационных системах 1970-х и 1980-х годов прикладные программные продукты представляли собой единое целое. Для разработки такого типа программного продукта применялось каскадная модель, или «водопад».

Каскадная модель программного продукта подобна модели автоматизированной системы управления (см. главу 1, рис.1).

Этот процесс носит, как правило, итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних стадиях. Таким образом, постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс разработки принимает иной вид (см. глава 1, рис.2)

3.3 V-образная модель

Эта модель (рис.5) была разработана как разновидность каскадной модели, в которой особое внимание уделяется верификации и аттестации программного продукта. Модель показывает, что тестирование продукта обсуждается, проектируется и планируется, начиная с ранних этапов жизненного цикла разработки.

От каскадной модели v-образная модель унаследовала последовательную структуру, в соответствии с которой каждая последующая фаза начинается только после успешного завершения предыдущей фазы.

Данная модель основана на систематическом подходе к проблеме, для решения которой определены четыре базовых шага: анализ, проектирование, разработка и обзор. При выполнении анализа осуществляются планирование проекта и составление требований. Проектирование разделяется на высокоуровневое и детальное (низкоуровневое). Разработка включает в себя кодирование, обзор – различные виды тестирования.

На модели хорошо просматриваются взаимосвязи между аналитическими фазами и фазами проектирования, которые предшествуют кодированию и тестированию. Штриховые стрелки показывают, что эти фазы надо рассматривать параллельно.

Модель включает в себя следующие фазы:

Составление требований к проекту и планирование – определяются системные требования и выполняется планирование работ;

Составление требований к продукту и их анализ – составляется полная спецификация требований к программному продукту;

Высокоуровневое проектирование – определяется структура программного обеспечения, взаимосвязи между основными его компонентами и реализуемые ими функции;

Детальное проектирование – определяется алгоритм работы каждого компонента;

Кодирование – выполняется преобразование алгоритмов в готовое программное обеспечение;

Модульное тестирование – выполняется проверка каждого компонента или модуля программного продукта;

Интеграционное тестирование – осуществляются интеграция программного продукта и его тестирование;

Системное тестирование – выполняется проверка функционирования программного продукта после помещения его в аппаратную среду в соответствии со спецификацией требований;

Эксплуатация и сопровождение – запуск программного продукта в производство. На этой фазе в программный продукт могут вноситься поправки и может выполняться его модернизация.

Рис.5 V-образная модель

Преимущества v-образной модели:

1) Большая роль придается верификации и аттестации программного продукта, начиная с ранних стадий его разработки, все действия планируются;

2) Предполагаются аттестация и верификация не только самого программного продукта, но и всех полученных внутренних и внешних данных;

3) Ход выполнения работы может легко отслеживаться, так как завершение каждой фазы является контрольной точкой.

Кроме перечисленных достоинств модель обладает и рядом недостатков:

не учитываются итерации между фазами; нельзя вносить изменения на разных этапах жизненного цикла; тестирование требований происходит слишком поздно, поэтому внесение изменений влияет на выполнение графика работ.

Данную модель целесообразно использовать при разработке программных продуктов, главным требованием для которых является высокая надежность.

Продукта и создание удобных карточек заполнения атрибутов БД: простота создания связей и их модернизация. Глава II. Разработка программы для автоматизации деятельности таксопарка 2.1 Анализ требований заказчика Программа Автоматизированное рабочее место диспетчера такси разработана по спиральной модели жизненного цикла автоматизированных информационных систем. На каждом этапе создания...

Системы. Основными нормативными документами, регламентирующими процесс создания любого проекта ИС и ИТ, являются ГОСТы и их комплексы на создание и документальное оформление информационной технологии, автоматизированных систем, программных средств, организации и обработки данных, а также руководящие документы Гостехкомиссии России по разработке, изготовлению и эксплуатации программных и...

Любая деятельность компании отражается в документах, и, чтобы улучшить качество рабочих бизнес-процессов, необходимо улучшить документооборот, т. е. оптимизировать его. Под оптимизацией документооборота понимается комплекс мер организационного, технического, программно-технического и проектного характера, выполняемых организацией.

Применение данных методологий в ходе построения моделей бизнес-процессов в виде иерархии диаграмм, обеспечивает наглядность и полноту их отображения, позволяет анализировать деятельность предприятия.

IDEF0 - первый информационный разрез -- функциональность системы. Основной из трех методологий, поддерживаемых BPwin, является IDEF0. IDEF0, относится к семейству IDEF, которое появилось в конце шестидесятых годов под названием SADT (Structured Analysis and Design Technique). IDEF0 может быть использована для моделирования широкого класса систем. Для новых систем применение IDEF0 имеет своей целью определение требований и указание функций для последующей разработки системы, отвечающей поставленным требованиям и реализующей выделенные функции. Применительно к уже существующим системам IDEF0 она может быть использована для анализа функций, выполняемых системой и отображения механизмов, посредством которых эти функции выполняются. Результатом применения IDEF0 к некоторой системе является модель этой системы, состоящая из иерархически упорядоченного набора диаграмм, текста документации и словарей, связанных друг с другом с помощью перекрестных ссылок.

Двумя наиболее важными компонентами, из которых строятся диаграммы IDEF0, являются бизнес-функции или работы (представленные на диаграммах в виде прямоугольников) и данные и объекты (изображаемые в виде стрелок), связывающие между собой работы. При этом стрелки, в зависимости от того в какую грань прямоугольника работы они входят или из какой грани выходят, делятся на пять видов:

• - Стрелки входа (входят в левую грань работы) -- изображают данные или объекты, изменяемые в ходе выполнения работы.
• - Стрелки управления (входят в верхнюю грань работы) -- изображают правила и ограничения, согласно которым выполняется работа.
• - Стрелки выхода (выходят из правой грани работы) -- изображают данные или объекты, появляющиеся в результате выполнения работы.
• - Стрелки механизма (входят в нижнюю грань работы) -- изображают ресурсы, необходимые для выполнения работы, но не изменяющиеся в процессе работы (например, оборудование, людские ресурсы).
• - Стрелки вызова (выходят из нижней грани работы) -- изображают связи между разными диаграммами или моделями, указывая на некоторую диаграмму, где данная работа рассмотрена более подробно.

Все работы и стрелки должны быть именованы. Первая диаграмма в иерархии диаграмм IDEF0 всегда изображает функционирование системы в целом. Такие диаграммы называются контекстными. В контекст диаграммы входит описание цели моделирования, области (описания того, что будет рассматриваться как компонент системы, а что как внешнее воздействие) и точки зрения (позиции, с которой будет строиться модель). Обычно в качестве точки зрения выбирается точка зрения лица или объекта, ответственного за работу моделируемой системы в целом.

В данной работе именем модели «Учет посещаемости в детском саду», имя проекта «Учет посещаемости в детском саду», имя автора и тип модели - Ощепков Максим и Time Frame: AS - IS (Как есть).

Цель работы (Purpose) - Моделировать текущие бизнес-процессы сотрудника IT-отдела, точку зрения (Viewpoint) - инженера-системотехника. Внесем определение модели: «Это модель, ведет учет посещаемости в детском саду» и цель: «Ведение учета посещаемости, регистрация выполненных работ, организация поиска и отчетности».

Первая диаграмма в иерархии диаграмм IDEF0 всегда изображает функционирование системы в целом. Такие диаграммы называются контекстными (рисунок 2).

Рисунок 2. Контекстная диаграмма «Учет посещаемости в детском саду»

В соответствии с методом IDEF0 определим входные данные, выходные данные, управление и механизм, которые изображаются на диаграмме стрелками:

• - Входные данные: Заявка сотрудника с указанием причины неработоспособности ПК и его номера.
• - Выходные данные: Различные виды отчетности, исправленные и неисправленные комплектующие.
• - Управление: Законодательство, правила и инструкций.
• - Механизм: Сотрудники IT-отдела и других отделов организаций.

После того как контекст описан, проводится построение следующих диаграмм в иерархии. Каждая последующая диаграмма является более подробным описанием (декомпозицией) одной из работ на вышестоящей диаграмме. Пример декомпозиции контекстной работы показан на рисунке 3.

Рисунок 3. Диаграмма декомпозиции «Учет посещаемости в детском саду»

Описание каждой подсистемы проводится аналитиком совместно с экспертом предметной области. Обычно экспертом является человек, отвечающий за эту подсистему и, поэтому, досконально знающий все ее функции.

Таким образом, вся система разбивается на подсистемы до нужного уровня детализации, и получается модель, аппроксимирующая систему с заданным уровнем точности. Получив модель, адекватно отображающую текущие бизнес-процессы (так называемую модель AS-IS), аналитик с легкостью может увидеть все наиболее уязвимые места системы. После этого, с учетом выявленных недостатков, можно строить модель новой организации бизнес-процессов (модель TO-BE).

BPwin автоматически синхронизирует изменения объектов диаграмм на всех уровнях детализации, тем самым освобождая пользователя от ручного ведения словаря объектов модели. Так если мы исправим на верхнем уровне название объекта, то получим изменение на всех уровнях, где данный объект встречается. Также невозможным является случайное дублирование наименований работ. При появлении такой ситуации BPwin генерирует предупреждающее сообщение.

В диаграммах потоков данных все используемые символы складываются в общую картину, которая дает четкое представление о том, какие данные используются, и какие функции выполняются системой документооборота. При этом часто выясняется, что существующие потоки информации, важные для деятельности компании, реализованы ненадежно и нуждаются в реорганизации.

Каноническое проектирование АИС

Разработка и проектирование АИС начинается с создания концептуальной модели использования системы. Прежде всего должна быть определена целесообразность создания системы, ее конкретные функции и подлежащие автоматизации задачи. Должна быть выполнена оценка не только целей, но и возможностей создания системы. Далее проводится анализ требований к АИС, детальное проектирование, взаимосвязь этапов, программирование и тестирование, минимизация потерь при переходе от одного уровня представления информации к другому, интеграция в существующую систему, внедрение и поддержка.

Существует три класса методологий проектирования АИС :
· концептуальное моделирование предметной области;
· выявление требований и спецификация информационной системы через ее макетирование;
· системная архитектура программных средств, поддерживаемая инструментальными средствами CASE-технологии (CASE -- Computer Aided Software Engineering -- технология создания и сопровождения ПО различных систем).

Стадия создания автоматизированной системы — часть процесса создания АС, установленная нормативными документами и заканчивающаяся выпуском документации наАС, которая должна содержать модель системы на уровне данной стадии, изготовление несерийных компонентов или приемку АС в эксплуатацию.
Каждая стадия выделена по соображениям рационального планирования и организации работ и обязательно должна заканчиваться определенным результатом. Содержание документации на каждой стадии определяется составом и спецификой работ.
В ГОСТ 34.601-90 определено восемь стадий создания автоматизированных систем:

1. Формирование требований к АС.
2. Разработка концепции АС.
3. Техническое задание.
4. Эскизный проект.
5. Технический проект.
6. Рабочая документация.
7. Ввод в действие.
8. Сопровождение АС.

Можно выделить три периода создания системы: предпроектный, проектирование, ввод в эксплуатацию.
Стадии 1, 2, 3 относятся к первому периоду, стадии 4, 5, 6 — ко второму периоду, стадии 7, 8 — к третьему.
В предпроектный период разрабатывают технико-экономическое обоснование (ТЭО) и техническое задание (ТЗ) на проектирование системы. В этот период на стадии формирования требований к АС проводят три этапа работ:

• обследование объекта предметной области и обоснование необходимости создания системы;
• формирование требований пользователей к системе;
• составление отчета о выполненной работе и заявки на разработку системы.

На стадии разработки концепции АС проводят четыре этапа работ:

• изучение объекта;
• проведение научно-исследовательских работ;
• выбор варианта концепции системы из нескольких разработанных;
• составление отчета о выполненной работе.

На 3-й стадии разрабатывают и утверждают техническое задание на создание АС.
Техническое задание (ТЗ) — это перечень основных эксплуатационных, технологических экономических и других требований, которым должен удовлетворять проектируемый объект на всех этапах его существования.После утверждения ТЗ начинается второй период создания АС — период проектирования системы.
Проектирование — процесс обоснованного выбора характеристик системы, формирования логико-математических и экономико-математических моделей, разработки документации.
На стадии создания эскизного проекта на 1-м этапе разрабатывают предварительные проектные решения по системе и ее частям, на 2-м — документацию наАС и ее части.
На 5-й стадии при создании технического проекта в четыре этапа проводят разработку:

• проектных решений по системе и ее частям;
• документации наАС и ее части;
• документации на поставку изделий для комплектования АС и ТЗ на их разработку;
• заданий н# проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации.

Третий период — ввод в эксплуатацию АС. Обеспечивают разработку нестандартного оборудования, комплектацию оборудования, материалов, покупных изделий, монтаж, наладку, внедрение.
На 7-й стадии система вводится в эксплуатацию в восемь этапов:

• подготовка объекта автоматизации к вводу АС;
• подготовка персонала;
• комплектация АС программными, техническими, информационными средствами и изделиями;
• строительно-монтажные работы;
• пусконаладочные работы;
• предварительные испытания;
• опытная эксплуатация;
• приемочные испытания.

Содержание этапов создания АС на различных стадиях
С целью улучшения управления ходом проектирования каждая стадия детализируется, т. е. разбивается на этапы.
Этап создания автоматизированной системы — часть стадии создания АС, определяемая по характеру работ, его результату или специализации исполнителей.
Современные методологии проектирования систем должны обеспечивать описание объектов автоматизации, описание функциональных возможностей АИС, спецификацию проекта, гарантирующую достижение заданных характеристик системы, детальный план создания системы с оценкой сроков разработки, описание реализации конкретной системы.

Жизненный цикл АИС
В основе создания и использования АИС лежит понятие жизненного цикла (ЖЦ).
Жизненный цикл является моделью создания и использования АИС, которая отражает различные состояния системы с момента возникновения в данном комплексе средств до момента его полного выхода из употребления.

Для АИС условно выделяют следующие основные этапы их жизненного цикла:
1. анализ -- определение того, что должна делать система;
2. проектирование -- определение того, как система будет функционировать: прежде всего спецификация подсистем, функциональных компонентов и способов их взаимодействия в системе;
3. разработку -- создание функциональных компонентов и отдельных подсистем, соединение подсистем в единое целое;
4. тестирование -- проверку функционального и параметрического соответствия системы показателям, определенным на этапе анализа;
5. внедрение -- установку и ввод системы в действие;
6. сопровождение -- обеспечение штатного процесса эксплуатации системы на предприятии заказчика.

Этапы разработки, тестирования и внедрения АИС обозначаются единым термином -- реализация.
На каждом этапе жизненного цикла порождается определенный набор технических решений и отражающих их документов, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, принятые на предыдущем этапе.
Существующие модели жизненного цикла определяют порядок исполнения этапов в процессе создания системы, а также критерии перехода от этапа к этапу. Наибольшее распространение получили следующие модели.

Каскадная модель предполагает переход на следующий этап после полного завершения работ предыдущего этапа. Эта модель используется при построении АИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. Это дает разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и другие. Однако, этот подход имеет ряд недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания системы никогда полностью не укладывается в жесткую схему. Например, в процессе создания программного обеспечения возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений.

Спиральная модель опирается на начальные этапы жизненного цикла: анализ, предварительное и детальное проектирование.
Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Основная проблема - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов ЖЦ. Переход осуществляется в соответствии с планом, который составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков. Недостатком этого подхода являются нерешенные вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования. Они могут привести на последующих этапах к проблемам и даже к неуспеху всего проекта. По этой причине анализ и проектирование должны выполняться особенно тщательной

Модели ЖЦ АИС – Структура, определяющая последовательное осуществление процессов, действий, задач, выполняемых на протяжении ЖЦ и взаимосвязи между этими процессами.

Каскадная модель. Переход на следующий этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе. Требования, определенные на стадии формирования требований, строго документируются в виде технического задания и фиксируются на все время разработки проекта. Каждая стадия завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.

Этапы проекта в соответствии с каскадной моделью:

1. Формирование требований;

2. Проектирование;

3. Разработка;

4. Тестирование;

5. Внедрение;

6. Эксплуатация и сопровождение.

Преимущества:

-Полная и согласованная документация на каждом этапе;

-Определенный порядок последовательности работ;

-Позволяет четко спланировать сроки и затраты.

Недостатки:

-Существенная задержка получения готовых результатов;

-Ошибки на любом из этапов выявляются на последующих этапах, что приводит к необходимости возврата и переоформление проектной документации;

-Сложность управления проектом.

Спиральная модель. Каждая итерация соответствует созданию фрагмента или версии ПО, на ней уточняются цели и характеристики проекта, оценивается качество полученных результатов и планируются работы следующей итерации.

Каждая итерация – законченные циклы разработки в виде 1й версии АИС.

Этапы итерации:

1.Формирование требований

3.Проектирование

4.Разработка

5.Интеграция

На каждой итерации оцениваются:

Риск превышения сроков и стоимости проекта;

Необходимость выполнения ещё одной итерации;

Степень полноты и точности понимания требований к системе;

Целесообразность прекращения проекта.

Преимущества:

-Упрощается процесс внесения изменений в проект;

-Обеспечивает большую гибкость в управлении проектом;

-Возможность получения надежной и устойчивой системы, т.к. ошибки и несоответствия обнаруживаются на каждой итерации;

-Влияние заказчика на работу в процессе проверки каждой итерации.

Недостатки:

-Сложность планирования;

-Напряженный режим работы для разработчиков;

-Планирование работ проводится на основе имеющегося опыта и недостаточно метрик для измерения качества каждой версии.

Требования к технологии проектирования, разработки и сопровождения АИС

Технология проектирования - определяет совокупность трех составляющих:

-пошаговой процедуры, определяющей последовательность технологических операций проектирования;

-правила, используемые для оценки результатов выполнения технологических операций;

-представление проектной разработки на экспертизу и утверждению.

Технологические инструкции, составляющие основное содержание технологии, должны состоять из описания последовательности технологических операций, условий, в зависимости от которых выполняется та или иная операция, и описаний самих операций.

Технология проектирования, разработки и сопровождения ИС должна удовлетворять следующим общим требованиям:

Технология должна поддерживать полный ЖЦ ПО;

Технология должна обеспечивать гарантированное достижение целей разработки ИС с заданным качеством и в установленное время;

Технология должна обеспечивать возможность ведения работ по проектированию отдельных подсистем небольшими группами (3-7 человек). Это обусловлено принципами управляемости коллектива и повышения производительности за счет минимизации числа внешних связей;

Технология должна предусматривать возможность управления конфигурацией проекта, ведения версий проекта и его составляющих, возможность автоматического выпуска проектной документации и синхронизацию ее версий с версиями проекта;

Применение любой технологии проектирования, разработки и сопровождения ИС в конкретной организации и конкретном проекте невозможно без выработки ряда стандартов (правил, соглашений), которые должны соблюдаться всеми участниками проекта. К таким стандартам относятся следующие:

-стандарт проектирования;

-стандарт оформления проектной документации;

-стандарт пользовательского интерфейса.

Требование разработки

- Выполнение работ по созданию программного обеспечения;

Подготовка к внедрению АИС;

Контроль, тестирование основных показателей проекта.

Требования к сопровождению

Завершение внедрения КИС должно сопровождаться публикацией системы административных регламентов и должностных инструкций, определяющих порядок функционирования организации. С момента ввода информационной системы в действие эксплуатация происходит на основе «Регламента функционирования информационной системы» и ряда нормативных актов. Сопровождение системы и ее бесперебойной работы осуществляется подразделением организации, уполномоченным соответствующим приказом. Доработка информационной системы после ввода в эксплуатацию осуществляется согласно отдельным проектам и техническим заданиям.

В процессе сопровождения КИС ставится задача поддержания ее жизнеспособности. Жизнеспособность КИС во многом определяется насколько она соответствует реальным задачам и потребностям ВУЗа, которые являются меняющимися в течение жизненного цикла КИС.