5.6 Принципы построения, жизненный цикл и режимы эксплуатации информационных систем

Информационные системы могут функционировать с применением технических средств и без таковых. Выбор вида реализации зависит от экономической целесообразности. В неавтоматизированной ИС все действия, проводимые с информацией, и решения исходят от человека. Компьютерная или автоматизированная ИС подразумевает автоматизацию процессов обработки информации и частичную автоматизацию управленческих функций человека. Постоянное возрастание объемов информации в ИС организации, приводящих к потребности ускорения или усложнения способов ее обработки, совершенствование информационных технологий, деятельность конкурентов – все это наряду со многими другими факторами вызывает потребность в создании автоматизированных ИС. Основатель Microsoft Билл Гейтс основной целью автоматизации управления любой организации считает создание среды, автоматизирующей исполнение заранее намеченных действий и событий, планирование и учет, и своевременно реагирующей на незапланированные события и изменения ситуации, позволяя, тем самым, дать огромные преимущества в конкуренции и повышении эффективности работы. Подобную среду он называет электронной «нервной системой».

При построении и дальнейшем функционировании ИС необходимо учитывать ряд принципов. Принцип первого руководителя позволяет определять право принятия окончательного решения и порядок ответственности на различных уровнях управления с целью исключения возможных конфликтных ситуаций в процессе разработки. Принцип системного подхода реализуется при проведении анализа объекта управления и системы управления им в процессе проектирования ИС для структуризации рассматриваемой системы и окружающей ее среды. В результате чего вырабатываются общие цели и критерии функционирования объекта в условиях его автоматизации. Принцип однократного ввода и многократного использования для повышения эффективности предусматривает однократный ввод информации в систему и многократное использование, единство информационной базы, комплексное программное обеспечение. Принцип надежности характеризует надежность работы ИС. Надежность можно обеспечить различными способами, например, дублированием структурных элементов системы или их избыточностью. Принцип непрерывного развития системы позволяет обеспечить возможность расширять систему без проведения серьезных организационных изменений. Принцип экономичности предполагает превышение доходов от внедрения ИС над расходами на нее создание и эксплуатацию. Принцип совместимости заключается в том, что проектируемая ИС должна учитывать организационную структуру предприятия, интересы и квалификацию работающих с ней специалистов.

ИС, как и любой продукт, имеет свой жизненный цикл или интервал времени от начала ее создания до прекращения эксплуатации. Поскольку организация не может существовать без ИС поэтому прекращение эксплуатации подразумевает моральное устаревание ИС в целом, либо ее отдельных подсистем и элементов. Моральный износ представляет собой прекращение соответствия ИС, предъявляемым к ней требованиям. В этом случае возможные модификации ИС являются экономически невыгодными или невозможными, что влечет за собой необходимость разработки новой информационной системы. Устаревание и замена новым — вполне естественный процесс для информационных технологий.

Жизненный цикл есть период создания и использования информационной системы, охватывающий ее различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данной информационной системе и заканчивая моментом ее полного выхода из эксплуатации [22].

В жизненном цикле автоматизированной информационной системы выделяют пять стадий [4].

1. Предпроектное обследование (планирование и анализ требований). На данной стадии проводится системный анализ существующей ИС, определяются требования к создаваемой ИС, оформляются технико-экономическое обоснование и техническое задание на разработку.

2. Проектирование. Осуществляется разработка состава автоматизируемых функций (функциональной архитектуры) и состава обеспечивающих подсистем (системной архитектуры) и оформление технического проекта ИС.

3. Разработка информационной системы подразумевает рабочее и физическое проектирование, программирование, разработку и настройку программ, наполнение базы данных, создание рабочей инструкции для персонала, оформление рабочего проекта.

4. Ввод информационной системы в эксплуатацию. На данном этапе проводится комплексная отладка подсистем ИС, тестирование, опытная эксплуатация, обучение персонала, поэтапное внедрение ИС в эксплуатацию по подразделениям экономического объекта и оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях информационной системы.

5. Эксплуатация информационной системы: повседневная эксплуатация, сопровождение, модернизация, сбор рекламаций и статистики о функционировании ИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации системы и ее выполнение.

Стадии 2 и 3 нередко объединятся в одну — так называемую стадию системного синтеза.

Жизненный цикл носит итеративный характер: реализованные этапы жизненного цикла, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с новыми требованиями и изменениями внешних условий. На каждом этапе жизненного цикла формируется набор документов и технических решений, которые являются исходными для последующих решений. Моделью жизненного цикла информационной системы можно называть структуру, определяющую последовательность осуществления процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении жизненного цикла информационной системы, а также взаимосвязи между этими процессами, действиями и задачами [19]. Наибольшее распространение получили три модели жизненного цикла информационной системы [3, 19, 22]:

- каскадная модель – предусматривает последовательную организацию работ, и переход на следующий этап происходит после полного окончания работ по предыдущему этапу (классический подход к разработке различных систем в любых прикладных областях;

- итерационная модель - поэтапная модель разработки информационной системы и информационных технологий с циклами обратных связей между этапами. Здесь межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость разработки по сравнению с каскадной моделью, но каждый из этапов растягивается на весь период разработки;

- спиральная (прототипная) модель - делается упор на начальные этапы жизненного цикла: анализ требований, проектирование спецификаций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента информационной системы и информационной технологии, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Происходит последовательное углубление и конкретизация деталей проекта информационной системы, формируется его обоснованный вариант, который доводится до реализации.

При использовании спиральной модели более четко осуществляется накопление и повторное использование проектных решений, средств проектирования, моделей и прототипов информационной системы и информационной технологии и проводится анализ рисков и издержек в процессе проектирования систем и технологий.

Режимы эксплуатации ИС во многом связаны с повышением эффективности работы пользователей. Режимы работы в основном определяют эффективность работы вычислительной сети (ВС). Эффективность работы ВС зачастую характеризуется ее производительностью. Большое влияние на производительность оказывает возможность совмещения в системе работы устройств ввода-вывода и центрального процессора. Такую возможность обеспечивает использование в системе многопрограммного режима работы. Наличие нескольких процессоров также влияет на повышение производительности. Такой режим работы системы именуется многопроцессорным.

Режим пакетной обработки (off-line) - это объединение нескольких ПП в группу, называемую пакетом. Для данного режима характерно минимальное вмешательство оператора, высокая эффективность работы вычислительной системы, но большие затраты времени на ожидание результата. Ускорение выдачи результата возможно с использованием режима работы системы, называемого параллельной обработкой или квантованием времени для пакетной обработки. То есть каждой прикладной программе из группы выделяется квант времени, по истечении которого управление передается следующей программе. Это позволяет получить результаты по коротким программам до окончания обработки всего пакета.

Еще больше увеличивает скорость ответа системы пользователю возможность непосредственного доступа, осуществляемого в оперативном режиме обработки (on-line). При многопрограммном режиме работы ЭВМ с использованием квантования времени и режима непосредственного доступа получается режим, называемый разделением времени (time-sharing) [7].

Задачи, решаемые в автоматизированных системах управления можно подразделить на задачи, которые требуют немедленного ответа, и задачи, допускающие определенную задержку ответа. Для задач с немедленным ответом предназначен режим реального времени. Он характеризуется дистанционной обработкой информации, или телеобработкой. Телеобработка применима и для других режимов (например, для пакетного), позволяет передавать пакеты на обработку ЭВМ и получать результаты пользователям, находящимся на значительном расстоянии от нее. Для передачи данных часто используются каналы связи. Выбор того или иного режима эксплуатации вычислительной системы определяется параметрами решаемых задач. Когда пользователь имеет доступ к какому-либо терминалу и в обработке участвует небольшой объем данных (что характерно для информационного поиска и обработки сообщений), целесообразно использовать непосредственный доступ с немедленной обработкой. Для больших объемов информации и некритичности времени обработки характерен пакетный режим. Он сочетается с телеобработкой, что обеспечивает более быструю доставку результатов пользователю.