Лекция №2 Понятие и структура АИС. История создания и развития АИС.

Лекция №1 Основные понятия системного анализа

Принципы системного подхода

Системный подход - это подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее существенным образом влияющие на исследуемые результаты его функционирования, а цели каждого из элементов, исходя из общего предназначения объекта.

Далее рассмотрим основные принципы системного подхода:

1. Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.

2. Иерархичность строения, т.е. наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня - элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.

3. Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами ее отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.

4. Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.

Системотехника, предмет и компоненты. Основные понятия системотехники

Системотехника– дисциплина, изучающая вопросы создания, испытаний и эксплуатации сложных автоматизированных систем.

Система — множество элементов, находящихся в отношениях и связях между собой.

Элемент - такая часть системы, представление о которой нецелесообразно подвергать при проектировании дальнейшему членению.

Сложная система - система, характеризуемая большим числом элементови, что наиболее важно, большим числом взаимосвязей элементов. Сложностьсистемы определяется также видом взаимосвязей элементов, свойствамицеленаправленности, целостности, иерархичности, многоаспектности.

Подсистема—часть системы (подмножество элементов и их взаимосвязей), которая имеет свойства системы.

Надсистема — система, по отношению к которой рассматриваемая системаявляется подсистемой.

Структура - отображение совокупности элементов системы и их взаимосвязей; понятие структуры отличается от понятия самой системы также тем, что при описании структуры принимают во внимание лишь типы элементов исвязей без конкретизации значений их параметров.

Лекция №2 Понятие и структура АИС. История создания и развития АИС.

Основные понятия. Предпосылки создания ИС

Под информационной системой обычно понимается прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.

Автоматизированная информационная система - комплекс технических, программных, других средств и персонала, предназначенный для автоматизации различных процессов.

Предпосылки создания ИС:

1. Необходимость создания средств автоматизации для решения экономических задач может обуславливаться различными факторами (увеличение объема производства, услуг, товарооборота, необходимость сокращения затрат времени на обработку экономических данных). Эти факторы связаны с необходимостью повышения производительности труда.

2. Отработанность (стабильность) технологического процесса обработки данных

3. Готовность руководства предприятия и сотрудников к освоению и применению АИС.

История развития ИС

Первые информационные системы появились в 50-х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.

60-е гг. знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Дня этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

В 70-х - начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.

К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.

Структура ИС

Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.

Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.

Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем

Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Информационное обеспечение - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Техническое обеспечение - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы

Математическое и программное обеспечение - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.

К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.

Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

Организационное обеспечение — это совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС.

Правовое обеспечение - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

Процессы жизненного цикла.

Согласно международному стандарту ISO структура жизненного цикла основывается на трех группах процессов:

· основные процессы жизненного цикла (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

· вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, разрешение проблем);

· организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла, обучение).

Рассмотрим каждую из указанных групп более подробно.

Разработка.

Разработка информационной системы включает в себя все работы по созданию информационного программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями. Разработка информационного программного обеспечения также включает:

· оформление проектной и эксплуатационной документации;

· подготовку материалов, необходимых для проведения тестирования разработанных программных продуктов;

· разработку материалов, необходимых для организации обучения персонала.

Разработка является одним из важнейших процессов жизненного цикла информационной системы и, как правило, включает в себя стратегическое планирование, анализ, проектирование и реализацию (программирование).

Эксплуатация.

Эксплуатационные работы можно подразделить на подготовительные и основные.

К подготовительным относятся:

· конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей;

· обеспечение пользователей эксплуатационной документацией;

· обучение персонала.

Основные эксплуатационные работы включают:

· непосредственно эксплуатацию;

· локализацию проблем и устранение причин их возникновения;

· модификацию программного обеспечения;

· подготовку предложений по совершенствованию системы;

· развитие и модернизацию системы.

Сопровождение.

Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в жизни любой корпоративной информационной системы. Наличие квалифицированного технического обслуживания на этапе эксплуатации информационной системы является необходимым условием для решения поставленных перед ней задач, причем ошибки обслуживающего персонала могут приводить к явным или скрытым финансовым потерям, сопоставимым со стоимостью самой информационной системы. Основными предварительными действиями при подготовке к организации технического обслуживания информационной системы являются следующие:

· выделение наиболее ответственных узлов системы и определение для них критичности простоя. Это позволит выделить наиболее критичные составляющие информационной системы и оптимизировать распределение ресурсов для технического обслуживания;

· определение задач технического обслуживания и их разделение на внутренние (решаемые силами обслуживающего подразделения) и внешние (решаемые специализированными сервисными организациями). Таким образом производится четкое определение круга исполняемых функций и разделение ответственности;

· проведение анализа имеющихся внутренних и внешних ресурсов, необходимых для организации технического обслуживания в рамках описанных задач и разделения компетенции. Основные критерии для анализа: наличие гарантии на оборудование, состояние ремонтного фонда, квалификация персонала;

· подготовка плана организации технического обслуживания, в котором необходимо определить этапы исполняемых действий, сроки их исполнения, затраты на этапах, ответственность исполнителей. Обеспечение качественного технического обслуживания информационной системы требует привлечения специалистов высокой квалификации, которые в состоянии решать не только каждодневные задачи администрирования, но и быстро восстанавливать работоспособность системы при сбоях.

Итерации.

Каждая итерация представляет собой законченный цикл разработки, приводящий к выпуску внутренней или внешней версии изделия (или подмножества конечного продукта), которое совершенствуется от итерации к итерации, чтобы стать законченной системой.

Обеспечивающая часть

Информационное обеспечение АИС — это совокупность баз данных и файлов операционной системы, форматной и лексической баз, а также языковых средств, предназначенных для ввода, обработки, поиска и представления информации в форме, необходимой потребителю.

ИО включает массивы форматированных (и неформатированных) документов, классификаторы, кодификаторы, словари, нормативную базу для реализации решений по объемам, размещению и формам существования информации в АИС, а также совокупность средств и правил для формализации естественного языка, используемых при общении пользователей и персонала АС с комплексом средств автоматизации.

В настоящее время ИО рассматривают как совокупность собственно ИО и лингвистического обеспечения. При этом собственно ИО включает файлы операционных систем и БД, а лингвистическое — форматную базу, лексическую базу и языковые средства.

Математическое обеспечение — «совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, примененных вАС» (ГОСТ 34.03-90).

Программное обеспечение — совокупность общесистемных и прикладных программ, а также инструктивно-методической документации по их применению.

Техническое обеспечение — комплекс технических средств, обеспечивающих работу системы. Это технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации.

Правовое обеспечение — совокупность нормативно-правовых документов, определяющих права и обязанности персонала в условиях функционирования системы, а также комплекс документов, регламентирующих порядок хранения и защиты информации, правил ревизии данных, обеспечение юридической чистоты совершаемых операций.

Организационно-методическое обеспечение — совокупность документов, определяющих организационную структуру системы автоматизации для выполнения конкретных автоматизируемых функций.

Эргономическое обеспечение — совокупность методов и средств по созданию оптимальных условий для работы специалистов в рамках АИС.

Функциональная часть

Подсистема сбора информации осуществляет сбор информации по каналам связи разными способами: ручным, автоматизированным, иногда автоматическим.

Операторы выполняют первичный сбор и систематизацию информации. Собранная информация анализируется с точки зрения выявления сущностей, которые будут являться прообразами создаваемых таблиц БД (если БД реляционная). Далее информация направляется в подсистему представления, хранения и обработки информации.

Подсистема представления, хранения и обработки информации выполняет предмашинную подготовку данных и ввод их в базу данных, рассматриваемую как информационную модель предметной области. Операторы при участии администратора базы данных по определенным правилам на основе инструкций заполняют базу данных подготовленной информацией. В этой подсистеме осуществляется проверка данных на достоверность и непротиворечивость, редактирование, обработка и анализ данных, осуществляется сохранность накапливаемых данных, восстановление утерянных. Основой этой подсистемы является информационный фонд — база данных (БД), управляемая системой управления базами данных (СУБД).

База данных — именованная совокупность структурированных, организованных данных, отображающая состояние объектов и их отношений в определенной предметной области.

Система управления базами данных — совокупность методов, языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и использования БД многими пользователями. СУБД позволяют создавать и хранить большие массивы данных и манипулировать ими.

В совокупности информационный фонд, а также средства и методы его обработки могут представлять собой банк данных.

Банк данных (БнД) — система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

Подсистема выдачи и распространения информации осуществляет поиск необходимых данных по запросам, создание готовых документов и отчетов, передает готовые документы по каналам связи и предоставляет требуемую информацию потребителям.

Основные признаки классификации проектов:

1. Класс проекта определяется по составу и структуре проекта. Здесь различают монопроект – отдельный проект, который может быть любого типа, вида и масштаба; мультипроект – комплексный проект, состоящий из ряда монопроектов и требующий применения многопроектного управления.

2. Тип проекта, определяется по основным сферам деятельности, в которых осуществляется проект. Выделяют 5 основных типов:

· Технический

· Организационный

· Экономический

· Социальный

· Смешанный

3. Масштаб проекта. Определяется по размерам бюджета и количеству участников. Выделяют мелкие проекты; малые проекты; средние; крупные проекты. Масштабы проектов рассматривают также в более конкретной форме, а именно отраслевые, корпоративные, ведомственные и проекты одного предприятия.

Концептуальная фаза

Главным содержанием работ на концептуальной фазе является определение проекта, разработка его концепции, включающая:

· формирование идеи, постановку целей;

· формирование ключевой команды проекта;

· изучение мотивации и требований заказчика и других участников;

· сбор исходных данных и анализ существующего состояния;

· определение основных требований и ограничений, требуемых материальных, финансовых и трудовых ресурсов;

· сравнительную оценку альтернатив;

· представление предложений, их экспертизу и утверждение.

Подготовка технического предложения

Главным содержанием фазы подготовки технического предложения является уточнение технического предложения в ходе переговоров с заказчиком о заключении контракта. Общее содержание работ этой фазы:

· разработка основного содержания, базовой структуры проекта;

· разработка и утверждение технического задания;

· планирование, декомпозиция базовой структурной модели проекта;

· составление сметы и бюджета проекта, определение потребности в ресурсах;

· разработка календарных планов и укрупненных графиков работ;

· подписание контракта с заказчиком;

· ввод в действие средств коммуникации участников проекта и средств контроля за ходом работ.

Проектирование

На фазе проектирования определяются подсистемы, их взаимосвязи, выбираются наиболее эффективные способы выполнения проекта и использования ресурсов. Характерные работы этой фазы:

· выполнение базовых проектных работ;

· разработка частных технических заданий;

· выполнение концептуального проектирования;

· составление технических спецификаций и инструкций;

· представление проектной разработки, экспертиза и утверждение.

Разработка

На фазе разработки производятся координация и оперативный контроль работ по проекту, осуществляется изготовление подсистем, их объединение и тестирование. Основное содержание:

· выполнение работ по разработке программного обеспечения;

· подготовка к внедрению системы;

· контроль и регулирование основных показателей проекта.

Ввод системы в эксплуатацию

На фазе ввода системы в эксплуатацию проводятся испытания, идет опытная эксплуатация системы в реальных условиях, ведутся переговоры о результатах выполнения проекта и о возможных новых контрактах. Основные виды работ:

· комплексные испытания;

· подготовка кадров для эксплуатации создаваемой системы;

· подготовка рабочей документации, сдача системы заказчику и ввод ее в эксплуатацию;

· сопровождение, поддержка, сервисное обслуживание;

· оценка результатов проекта и подготовка итоговых документов;

· разрешение конфликтных ситуаций и закрытие работ по проекту;

· накопление опытных данных для последующих проектов, анализ опыта, состояния, определение направлений развития.

Тема 9. Методология RAD

Одним из возможных подходов к разработке ПО 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 ПО, 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.

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;

· применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;

· 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.

Стандарты и методики

Одним из важных условий эффективного использования информационных технологий является внедрение корпоративных стандартов. Корпоративные стандарты представляют собой соглашение о единых правилах организации технологии или управления. При этом за основу корпоративных стандартов могут приниматься отраслевые, национальные и даже международные стандарты.

Корпоративные стандарты образуют целостную систему, которая включает три вида стандартов:

• на продукты и услуги;

• на процессы и технологии;

• на формы коллективной деятельности, или управленческие стандарты.

Виды стандартов

Существующие на сегодняшний день стандарты можно условно разделить на несколько групп.

• По предмету стандартизации. К этой группе можно отнести функциональные стандарты (стандарты на языки программирования, интерфейсы, протоколы) и стандарты на организацию жизненного цикла создания и использования информационных систем и программного обеспечения.

• По утверждающей организации. Здесь можно выделить официальные международные, официальные национальные или ведомственные национальные стандарты (например, ГОСТ, ANSI, IDEF0/1), стандарты международных консорциумов и комитетов по стандартизации (например, OMG), стандарты де-факто – официально никем не утвержденные, но фактически действующие (например, стандартом де-факто долгое время были язык взаимодействия с реляционными базами данных SQL и язык программирования C), фирменные стандарты (например, Microsoft ODBC).

• По методическому источнику. К этой группе относятся различного рода методические материалы ведущих фирм-разработчиков программного обеспечения, фирм-консультантов, научных центров, консорциумов по стандартизации

Особенности методики CDM

Отметим основные особенности методики CDM, определяющие область ее применения и присущие ей ограничения.

• Степень адаптивности CDM ограничивается тремя моделями жизненного цикла:

– классическая модель предусматривает все этапы;

– быстрая разработка ориентирована на использование инструментов моделирования и программирования Oracle;

– облегченный подход рекомендуется в случае малых проектов и возможности быстро прототипировать приложения.

• Методика не предусматривает включение дополнительных задач, которые не оговорены в CDM, и их привязку к остальным. Также исключено удаление задачи, не предусмотренное ни одной из трех моделей жизненного цикла, и изменение последовательности выполнения задач по сравнению с предложенной.

• Все модели жизненного цикла являются по сути каскадными. Даже «облегченный подход», несмотря на итерационность действий по прототипированию, сохраняет общий последовательный и детерминированный порядок выполнения задач.

• Методика не является обязательной, но может считаться фирменным стандартом. При формальном применении степень обязательности полностью соответствует ограничениям возможностей адаптации.

• Прикладная система рассматривается в основном как программно-техническая система, например, возможность выполнения организационно-структурных преобразований, практически всегда происходящих при переходе к новой информационной системе, в этой методике отсутствует.

• CDM теснейшим образом опирается на инструментарий Oracle, несмотря на утверждения о простоте адаптации CDM к проектам, в которых используется другой комплект инструментальных средств.

• Методика CDM представляет собой вполне конкретный материал, детализированный до уровня заготовок проектных документов, рассчитанных на прямое использование в проектах информационных систем с опорой на инструментальные средства и СУБД фирмы Oracle.

Примечание.

В отличие от CDM фирмы Oracle, стандарт ISO 12207 в равной степени ориентирован на организацию действий каждой из двух сторон: поставщика (разработчика) и покупателя (пользователя); он может быть применен и в том случае, когда обе стороны относятся к одной организации.

Идентификация

Чтобы осуществлять управление объектами, необходимо их идентифицировать. При идентификации объектов в системах PVCS используется понятие версии. Версией проекта называется некий уникальный идентификатор, обозначающий текущий номер разработки. Так как в отдельные составляющие проекта во время разработки могут вноситься изменения, каждому из объектов, помещенных в PVCS-хранилище, присваиваются идентификаторы версий самого объекта и проекта в целом. Это позволяет определить, какие именно файлы должны быть использованы для сборки заданной версии приложения.

Блокировки

Система контроля версий обязательно должна обеспечивать блокировку. Блокировка преследует две основные цели.

Обеспечение централизованного управления файлами проекта. В этом случае задачей блокировки является устранение возможности случайной или намеренной модификации исходных текстов файлов проекта после его отладки и принятия версии (всего проекта или одной из его частей) как окончательной. Для защиты финальной версии проекта (или отдельных его составляющих) от модификации обычно используются различные схемы, включая применение паролей для снятия блокировки, шифрование и некоторые другие.

Исключение конфликтов при одновременной модификации одной и той же составляющей несколькими участниками проекта. Возможность таких конфликтов обусловлена тем, что практически никогда нельзя разделить проект на несколько полностью изолированных друг от друга частей. Поэтому ряд файлов проекта может одновременно относиться к нескольким частям проекта и, следовательно, их могут модифицировать разные программисты.

Последовательность работы

Последовательность операций, выполняемых при использовании системы PVCS:

1. Ввод исходной операции о структуре проекта и его составляющих. Создание первой версии проекта в PVCS-хранилище.

2. Определение авторов проекта, назначение ответственных за отдельные составляющие проекта, задание связей между отдельными объектами, настройка прав доступа (возможность чтения, внесения изменений, управления и т.п.) разработчиков как к отдельным объектам, так и ко всему проекту.

3. Предоставление отдельных составляющих проекта для изменения с учетом прав доступа и возможности блокировки разных версий объекта до момента помещения модифицированного объекта в хранилище.

4. Занесение в PVCS-хранилище измененных (или вновь созданных) составляющих проекта с присвоением номеров версий как самим составляющим, так и проекту в целом.

5. Предоставление всех составляющих проекта заданной версии для компиляции либо всего проекта, либо отдельной его составляющей.

Существует множество инструментов, предназначенных для контроля версий проектов. Наиболеепопулярны StarTeam, TeamSourse, Microsoft Visual Sourse Safe QSC Team Conerence.

Хранилище TeamSource

Как уже отмечалось, хранилище TeamSource организовано по файловому принципу. Для каждого проекта выделяется каталог, называемый корневым (root), в котором создается структура вложенных каталогов и файлов, соответствующая файлам и каталогам, включенным в описание проекта. Ниже описана структура файлов и каталогов, которая создается для каждого корневого каталога изначально.

Archives — каталог, в котором содержатся версии файлов проекта. Файлы хранятся в архивированном виде в формате ZLib. В каталоге представлены все версии каждого из файлов проекта. Имена присваиваются файлам по следующему принципу: к имени исходного файла (включая расширение) добавляется расширение z (например, файл project.dpr получит имя project.dpr.z). Помимо файлов проекта, данный каталог содержит еще два файла:

• файл с информацией о проекте (название проекта, версия TeamSource и уникальное имя контроллера версий, получаемое от соответствующего модуля расширения);

• файл, содержащий версию проекта.

History — каталог, в котором сохраняется информация об изменениях файлов в хранилище. Имена файлов в этом каталоге, называемых файлами истории, имеют вид:

< код даты и времени>.< имя рабочей станции>

Файл истории содержит имя пользователя, работавшего с проектом, дату и время сеанса, а также список измененных файлов.

Locks — каталог, предназначенный для хранения информации о блокировках. Обычно содержит единственный файл lockinfo.txt

logs.txt — журнал работы с проектом.

Summary.txt — результирующие данные о каждом сеансе работы с проектом.