8.2. Основы проектирования ис

В общем случае процесс разработки ИС может быть рас­смотрен: по содержанию действий разработчиков (процесс описывается в терминах основных потоков работ — исполни­тели, действия, последовательность действий и т.п.); по вре­мени или стадиям ЖЦ разрабатываемой системы (организа­ция процесса разработки в терминах циклов, стадий, итера­ций и этапов).

Проект — комплекс взаимосвязанных мероприятий, предназначенных для достижения поставленных целей с ус­тановленными требованиями к качеству результата в тече­ние заданного времени, при установленных бюджете и уров­нях рисков.

Выделяют следующие основные отличительные призна­ки проекта как объекта управления: изменчивость (целе­направленный перевод системы из существующего в неко­торое желаемое состояние, описываемое в терминах целей проекта); ограниченность бюджета и требуемых ресурсов; комплексность (наличие большого числа факторов, прямо или косвенно влияющих на прогресс и результаты проекта); правовое и организационное обеспечение (создание специфи­ческой организационной структуры на время реализации проекта). Для экспериментальной проверки правильности приня­тых на предыдущих этапах решений и подготовки к внедре­нию ИС выполняется пилотный проект, преимуществами которого является: небольшая стоимость по сравнению с пол­номасштабным внедрением; малые сроки реализации с боль­шой практической ценностью; построение модели предприя­тия для дальнейшего внедрения.

Эскизный проект предусматривает разработку предвари­тельных проектных решений по системе и ее частям. Его со­держание задается в ТЗ.

Технический проект системы — это техническая доку­ментация, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, оценку экономической эффек­тивности ИС и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

Рабочий проект системы включает создание программно­го продукта и всей сопровождающей документации, которая должна содержать все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и ее эксплуатации, для поддержания уровня эксплуатацион­ных характеристик (качества) системы. Разработанная доку­ментация соответствующим образом оформляется, согласо­вывается и утверждается.

Для проверки соответствия разработанной системы функ­циональным требованиям технического задания проводятся ее испытания, которые в зависимости от взаимосвязей час­тей ИС и объекта автоматизации могут быть автономные и комплексные. Автономные испытания охватывают части системы. Их проводят по мере готовности ее частей к сдаче в опытную эксплуатацию. Комплексные испытания про­водят для групп взаимосвязанных частей или для системы в целом.

Предварительные испытания проводят для определения работоспособности системы и решения вопроса о возможно­сти ее приемки в опытную эксплуатацию. Их выполняют после проведения разработчиком отладки и тестирования поставляемых программных и технических средств системы и предоставления соответствующих документов об их готов­ности к испытаниям. Опытную эксплуатацию системы проводят с целью оп­ределения фактических значений количественных и каче­ственных характеристик системы и готовности персонала к работе в условиях ее функционирования, определения фактической эффективности и корректировки, при необхо­димости, документации.

Целесообразность и осуществимость проекта, степень до­стижения поставленных целей Проекта и сравнения факти­ческих результатов с запланированными характеризуются такими технико-экономическими показателями, как объем работ, сроки выполнения, себестоимость, экономическая эф­фективность, обеспечиваемая реализацией проекта, соци­альная и общественная значимость проекта.

Для обоснования, анализа хода его реализации, а также для заключительной оценки существует ряд характеристик проекта. К важнейшим из них относятся показатели объема работ, сроков выполнения, себестоимости, экономической эф­фективности, обеспечиваемой реализации проекта, социаль­ной и общественной значимости проекта.

Управление проектом должно быть достаточно гибким, чтобы допускать возможность модификации, обеспечивать распределение и перераспределение ресурсов, координацию выполняемой последовательности работ и снижать внешние и внутренние риски.

Выделяют два подхода к проектированию ИС: канониче­ский и типовой.

Каноническое проектирование ИС ориентировано на ис­пользование, главным образом, каскадной модели ЖЦ ИС.

Типовое проектирование ИС предполагает создание сис­темы из готовых типовых элементов. Основным требованием для применения методов типового проектирования является возможность декомпозиции проектируемой ИС на множе­ство составляющих компонентов (подсистем, комплексов за­дач, программных модулей и т.д.). Для реализации выделенных компонентов выбираются имеющиеся на рынке типовые проектные решения.

Типовое проектное решение (ТПР) — это тиражируемое проектное решение. Основными видами ТПР являются: типо­вые решения по задаче или по отдельному виду обеспече­ния задачи; отдельные подсистемы, разработанные с учетом функциональной полноты и минимизации внешних инфор­мационных связей; полный набор функциональных и обес­печивающих подсистем ИС.

Типовое проектирование предполагает реализацию одно­го из подходов: параметрически-ориентированного (оценка пригодности пакетов прикладных программ для решения за­дач, анализ и оценка доступных пакетов, выбор и закупка наиболее подходящего, настройка параметров или доработ­ка закупленного пакета) или модельно-ориентированного (адаптация типовой ИС в соответствии с моделью объекта ав­томатизации — построение с использованием специального программного инструментария — SAP Business Engineering Workbench (BEW), BAAN Enterprise Modeler и др.).

В результате обследования объекта автоматизации проис­ходит оценка реального объема проекта, его целей и задач, определение подходов к созданию системы и расчет затрат на ее реализацию, сбор и анализ требований пользователей к ИС; формулировка задач, обеспечивающих реализацию функций управления, анализ организационной структуры и содержания работ по управлению предприятием, характер подчиненности вышестоящим органам управления; опреде­ление характеристик документооборота; перечня задач уп­равления, решение которых целесообразно автоматизиро­вать, и очередность их разработки.

Результаты изучения объекта автоматизации представ­ляют объективную основу для формирования технического задания на информационную систему.

В основе проектирования ИС лежит моделирование пред­метной области. Под моделью предметной области понима­ется некоторая система, имитирующая ее структуру или функционирование и адекватно отражающая специфику этой области. Моделирование предметной области позволяет сок­ратить время и сроки проведения проектировочных работ и получить более эффективный и качественный проект.

К моделям предметных областей предъявляются следующие требования:

• формализация, обеспечивающая однозначное описание ее структуры;

• понятность для заказчиков и разработчиков, для чего применяются графические средства отображения;

• реализуемость, подразумевающая наличие средств физической реализации модели в ИС;

• обеспечение оценки эффективности реализации. Любую организацию можно рассматривать как совок;

возможность взаимодействующих элементов (подразделений), каждый из которых может иметь свою структуру. В общем случае можно выделить три вида связей подразделений предприя­тия: функциональные (каждое подразделение выполняет оп­ределенные виды работ в рамках единого бизнес-процесса); информационные (подразделения обмениваются информа­цией); внешние (некоторые подразделения взаимодействуют с внешними системами, взаимодействие может быть как ин­формационным, так и функциональным).

Общность структуры разных предприятий позволяет сформулировать некоторые единые принципы построе­ния ИС:

1. Системность — предусматривает рассмотрение пред­приятия как единого целого и выделение в нем типов связей между структурными подразделениями или бизнес-процес­сами, устанавливает направления информационных пото­ков, функций отдельных подразделений и позволяет согла­совать по целям функционирования, входным и результиру­ющим документам, защите информации все составные части объекта.

2. Развитие — система создается с учетом постоянного из­менения бизнеса и потребностей пользователей, что требует наличия в системе инструментария для адаптации или мо­дернизации.

3. Совместимость — разработанная ИС должна быть от­крытой, ориентированной на максимальное использование стандартов на все виды обеспечения.

4. Непосредственное участие работников предприятия в процессе проектирования и разработки ИС — непрерывный контроль со стороны заказчика позволяет избежать не­правильных постановок задач и ускорить процесс внедрения системы.

5. Безопасность — обеспечение безопасности всех инфор­мационных процессов.

6. Эффективность — достижение рационального соотно­шения между затратами на создание ИС и результатами ее эксплуатации.

Модели деятельности организации создаются в двух ва­риантах :

• модель «как есть» («as-is»), фиксирующая существу­ющие в организации бизнес-процессы;

• модель «как должно быть» («to-be»), отражающая не­обходимые изменения бизнес-процессов с учетом внедре­ния ИС.

Среди практических подходов к проведению анализа биз­нес-процессов наибольшее распространение получил реин­жиниринг, который определяет схему проведения анализа на базе полной бизнес-модели предприятия (предприятие рас­сматривается как целевая открытая социально-экономическая система, включающая внутренние подсистемы (отделы, цеха, бригады и пр.) и взаимодействующая с совокупностью откры­тых внешних надсистем — рынка, государственных учреж­дений и пр.). Такой подход позволяет описать деятельность предприятия в виде совокупности функционально ориентиро­ванных информационных моделей и получить ответы на воп­росы: зачем, что, где, кто, как, когда, кому, сколько (рис. 8.3).

Стратегическая модель целеполагания отвечает на воп­росы: зачем компания занимается именно этим бизнесом, по­чему предполагает быть конкурентоспособной, какие цели и стратегии для этого необходимо реализовать.

Организационно-функциональная модель отвечает на воп­росы кто, что делает в компании и кто за что отвечает. Функционально-технологическая — что, как реализуется в компании. Процессноролевая модель — кто, что, как, ко­му. Количественная модель — сколько необходимо ресурсов. Модель структуры данных определяет, в каком виде описы­ваются регламенты предприятия и объекты внешнего окру­жения.

Представленная совокупность моделей обеспечивает не­обходимую полноту и точность описания компании и поз­воляет вырабатывать понятные требования к проектируе­мой ИС.

На основании миссии предприятия формулируются цели и стратегии, определяются необходимый набор продуктов и требуемые ресурсы. Компоненты производственного цикла формируют бизнес-функции для поставки ресурсов, произ­водства продуктов и их распределения в места реализации. Такой подход позволяет описать предприятие с помощью универсального множества управленческих регистров (це­ли, стратегии, продукты, функции, организационные звенья и пр.).

Современные программные средства моделирования пре­доставляют средства для решения задач систематизации, хранения и обработки «неколичественной» информации об организации бизнеса и позволяют значительно ускорить проектирование.

Процессные потоковые модели представляют собой моде­ли, описывающие процесс последовательного во времени преобразования в ходе реализации какой-либо бизнес-функ­ции или функции менеджмента материальных и информа­ционных потоков предприятия. Функциональная деятель­ность предприятия детализируется с помощью множества бизнес-функций, которые представляются в виде дерева функций. Бизнес-функции характеризуются показателями, образующими дерево показателей. На их основании строит­ся система показателей оценки эффективности выполнения бизнес-процессов, используемая для контроля процессов владельцами. Наиболее общими показателями оценки эф­фективности бизнес-процессов являются количество про­изводимой продукции заданного качества за определенный интервал времени; количество потребляемой продукции; длительность выполнения типовых операций и др.

Каждый процесс имеет своего потребителя: внешнего — клиента или внутреннего — сотрудников или подразделе­ния, реализующих другие процессы. При описании процес­сов выявляется значимость каждого и для потокового описа­ния выбираются ключевые процессы деятельности.

Обычно выделяют следующие классы процессов: основ­ные (процессы, ориентированные на производство товаров и услуг, представляющие ценность для клиента и обеспечи­вающие получение дохода), процессы управления (процес­сы, охватывающие весь комплекс функций управления на уровне каждого бизнес-процесса и бизнес-системы в целом), процессы обеспечения (обеспечение производства, докумен­тооборот, информационное, коммуникационное, юридиче­ское обеспечение, безопасность, материально-техническое обеспечение управления и др.), сопутствующие, вспомога­тельные и процессы развития.

Существуют различные подходы к представлению пред­метной области при проектировании ИС (структурный, функ­циональный, объектно-ориентированный).

При структурном подходе предполагается построение ря­да структур, представленных ниже.

При структурном подходе в основном используются гра­фические методы, которые обеспечивают возможность струк­турной декомпозиции спецификаций системы с максималь­ной степенью детализации и согласование описаний на смеж­ных уровнях декомпозиции.

С моделированием непосредственно связана проблема вы­бора языка представления проектных решений, позволяюще­го как можно больше привлекать будущих пользователей системы к ее разработке, предоставлять проектировщикам средства достаточно формализованного и однозначного опре­деления проектных решений, подлежащих реализации в ви­де программных комплексов, образующих целостную систе­му программного обеспечения.

В основе различных методологий моделирования пред­метной области ИС лежат принципы последовательной дета­лизации абстрактных категорий. Обычно модели строятся на внешнем уровне (определение требований), концептуаль­ном (спецификация требований) и внутреннем (реализация требований). На внешнем уровне определяется состав основ­ных компонентов системы: объектов, функций, событий, ор­ганизационных единиц, технических средств. На концепту­альном уровне — характер взаимодействия компонентов системы одного и разных типов. На внутреннем уровне — с помощью каких программно-технических средств реализу­ются требования к системе. Уровни моделей строятся на этапах анализа требований, логического (технического) и физического (рабочего) проек­тирования в соответствии с этапами жизненного цикла ИС.

При функционально-ориентированной и объектно-ориен­тированной методологии описания предметной области про­цесс бизнес-моделирования может быть реализован в рамках различных методик, отличающихся подходом к тому, что представляет собой моделируемая организация.

Объектные методики рассматривают моделируемую ор­ганизацию как набор взаимодействующих объектов — про­изводственных единиц, выделяются объекты, составляющие организацию, и ответственность за выполняемые действия распределяется между ними.

Функциональные методики рассматривают организацию как набор функций, преобразующий поступающий поток ре­сурсов в выходной поток. Основное отличие от объектной ме­тодики заключается в четком отделении функций (методов обработки данных) от самих данных.

Объектно-ориентированный подход использует объект­ную декомпозицию, при этом статическая структура описы­вается в терминах объектов и связей между ними, а поведе­ние системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами. Концептуальной основой объектно-ориен­тированного подхода является объектная модель, которая строится с учетом следующих принципов: абстрагирование, инкапсуляция, модульность, иерархия, типизация, парал­лелизм и устойчивость.

Важным качеством объектного подхода является согла­сованность моделей деятельности организации и моделей проектируемой ИС от стадии формирования требований до стадии реализации. По объектным моделям может быть про­слежено отображение реальных сущностей моделируемой предметной области (организации) в объекты и классы ин­формационной системы.

В качестве языка моделирования объектного подхода ис­пользуется унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language), который содержит стандарт­ный набор диаграмм для моделирования.

Объектно-ориентированный подход существенно повыша­ет уровень унификации разработки и пригодность для повторного использования и переходу к сборочному созданию моделей; позволяет избежать создания сложных моделей, так как предполагает эволюционный путь развития модели на базе относительно небольших подсистем; ориентирован на человеческое восприятие мира.

К недостаткам объектно-ориентированного подхода отно­сятся высокие начальные затраты. Эффект от его применения сказывается после разработки двух-трех проектов и накоп­ления повторно используемых компонентов, а диаграммы, от­ражающие специфику объектного подхода, менее наглядны.

Несомненным достоинством функциональных моделей является реализация структурного подхода к проектирова­нию по принципу «сверху—вниз», когда каждый функцио­нальный блок может быть декомпозирован на множество подфункций и так далее, выполняя, таким образом, модуль­ное проектирование ИС. Объектные модели данных строятся в виде ER-диаграмм. Для проверки корректности моделиро­вания предметной области между функциональными и объ­ектными моделями устанавливаются взаимно однозначные связи.

Главный недостаток функциональных моделей заключа­ется в том, что процессы и данные существуют отдельно друг от друга — помимо функциональной декомпозиции суще­ствует структура данных, находящаяся на втором плане. Кроме того, не ясны условия выполнения процессов обработ­ки информации, которые динамически могут изменяться.

Перечисленные недостатки функциональных моделей снимаются в объектно-ориентированных моделях, в кото­рых главным структурообразующим компонентом выступа­ет класс объектов с набором функций, которые могут обра­щаться к атрибутам этого класса.

При объектно-ориентированном подходе изменяется прин­цип проектирования ИС. Сначала выделяются классы объек­тов, а затем в зависимости от возможных состояний объектов определяются методы обработки (функциональные процеду­ры), что обеспечивает наилучшую реализацию динамическо­го поведения информационной системы.

Все методики позволяют построить модель «как есть» и «как должно быть». Наилучшим способом преодоления недостатков рассмотренных методик является формирование синтетической методики. При этом из каждой методики не­обходимо взять часть методологии, наиболее полно и фор­мально изложенную, и обеспечить возможность обмена ре­зультатами на различных этапах применения синтетической методики. Идея синтетической методики заключается в пос­ледовательном применении функционального и объектного подхода с учетом возможности реинжиниринг существу­ющей ситуации.