Проектирование ИС

Под проектом ИС понимают комплекс проектно конструкторской и технологической  документации, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ИС конкретной программно технической среде. Под проектированием ИС подразумевается процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, методе проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичному назначению в соответствии с ГОСТом проектно информационной системы.

Объект проектирования ИС  - отдельные элементы или комплексы функционально-обеспечивающих систем. Функциональными элементами выступают задачи, комплексы задач и функции управления. В составе обеспечивающих информационную часть систем объектами проектирования служат элементы и комплексы информационного и программного обеспечения системы. В качестве субъекта проектирования выступают коллективы специалистов, которые осуществляют проектную деятельность в составе специализированной проектной организации, а так же организация заказчик для которой необходимо разработать информационную систему. Масштабы разрабатываемых систем определяют состав и количество проектируемых систем. При большом объёме жёстких сроков в разработке системы может принимать несколько коллективов.

 

Технологии, методы и средства проектирования

Осуществление проектирования ИС предполагает использование проектировщиками определённой технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта.

Технология проектирования ИС –  совокупность методологий и средств  проектирования, а так же методов проектирования. В основе лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действия. Технологический процесс проектирования ИС делится на совокупность последовательных, связанных цепочек действий каждая из которых может иметь свой предмет. Действия при проектировании могут быть определены как неделимые технологические операции или как подпроцесс технологических операций. Действия могут быть:

• проектировочные – формируют или модифицируют действия операции.
• оценочные – вырабатывают по установленным критериям оценки проектирования.

Предметом любой выбираемый технологии проектирования должно служить отношения  взаимосвязанных процессов проектирования на всех стадиях жизненного цикла изделия.

Основные требования к выбираемой технологии проектирования:

1. созданный проект должен отвечать требования заказчика
2. выбранная технология должна:
1. максимально отражать все этапы ЖЦ проекта
2. обеспечить минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта
3. быть основой связи между проектированием и сопровождением проекта.
4. Способствовать росту производительности труда проектировщика
5. Обеспечить надёжность эксплуатации проекта
6. Способствовать простому ведению документации

Основу технологии проектирования составляет методология, которая определяет сущность и основные технологические отличительные особенности. Организация проектирования предполагает определение методов взаимодействия проектировщиков между собой и заказчика в процессе создания проекта создания ИС.

 

Классификация методов  проектирования систем

Методы проектирования систем можно классифицировать по степени автоматизации, степени использования типовых средств решений и по степени адаптивности.

По степени автоматизации  методы делятся на ручное и компьютерное проектирование. Проектирование осуществляется без использования специальных инструментов, программных средств, а так же с использованием языков высокого уровня. При компьютерном проектировании генерация проектов решений происходит на основе использования специальных компьютерных средств.

По степени использования типовых  средств решения методы делятся  на методы оригинального (индивидуального) и методы типового проектирования. При оригинальном проектировании проектное решение разрабатывают с нуля в соответствии с требованиями к функциям ИС, т.е. ориентированы на создание индивидуальных для каждого объекта проектов, которые в максимальной степени отражают все его особенности. При типовом проектировании происходит конфигурирование ИС из готовых типовых проектных решений. Типовое проектирование происходит на основе опыта, полученного при разработке индивидуального проекта. Типовые проекты связаны с множеством специфических особенностей и отличаются по степени охвата функций управления, выполненных работ и разрабатываемой проектной документации.

По степени адаптивности проектных  решений методы подразделяются на реконструкцию, параметризацию, и реструктуризацию. При реконструкции адаптация проектных решений выполняется путём переработки соответствующих компонентов. При параметризации проектные решения настраиваются в соответствии с изменяемыми параметрами. При реструктуризации изменяется модель предметной области на основе которой заново автоматически генерируется проектное решение.

 

Классы технологии проектирования

Сочетание различных признаков, классификация  методов проектирования обуславливает  характер используемой технологии проектирования. Выделяют 2 основных класса: каноническая и индустриальная технология.

Индустриальная технология разбивается  на 2 подкласса: автоматизированная (с использованием CASE технологий) и типовая (параметрически - ориентированное или модельно ориентированное проектирование).

Класс технологии проектирования	Степень автоматизации	Степень типизации	Степень адаптивности
Каноническое проектирование	Ручное проектирование	Оригинальное проектирование	Реконструкция
Индустриальное автоматизированное проектирование	Компьютерное проектирование	Оригинальное проектирование	Реструктуризация модели (генерация ИС)
Индустриальное типовое проектирование	Компьютерное проектирование	Типовое сборочное проектирование	Параметризация и реструктуризация модели (конфигурация ИС)

 

Средства проектирования

Для конкретных видов технологии проектирования свойственно применение определённых средств разработки, поэтому перед разработчиками стоит задача выбора средств проектирования, которые по своим характеристикам соответствуют требованиям предприятия. Средства проектирования должны быть:

• Инвариантными к объекту проектирования
• охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла ИС
• Технически, программно и информационно совместимы
• Простыми в усвоении и применении
• Экономически целесообразными

Средства проектирования можно  разделить на 2 класса: без использования ПК и с использованием ПК. Без использования ПК применяется на всех стадиях и этапах проектирования ИС. Это средства организационно – методического обеспечения, операции проектирования и различные стандарты. Средства проектирования с использованием ПК могут применяться как на всех, так и на отдельных стадиях проектирования ИС.

 

Жизненный цикл ПО

Методология проектирования ИС описывает  процесс создания и сопровождения  систем в виде жизненного цикла ИС, представляя его как некоторую последовательность стадий и выполняемых на них процессах. Для каждого этапа определяются состав и последовательность выполняемых работ, получаемые результаты, методы и средства необходимые для выполнения работ, роли и ответственность участников.

ЖЦ ИС – ряд событий происходящих в системе в процессе её создания и использования. Модель ЖЦ отражает различные состояния системы, начиная с момента необходимости возникновения данной ИС и заканчивая её полным выходом из употребления. Модель ЖЦ – структура содержащая процессы, действия и задачи которые осуществляются в ходе разработки, функционирования и сопровождения программного продукта в течение всей жизни системы от определения требований до завершения её использования.

 

Общая структура  ЖЦ

1. системный анализ – предпроектная стадия, на которой осуществляется планирование и анализ требований. На этой стадии происходит:
• исследование предметной области,
• определение требований к создаваемой ИС,
• оформление технико-экономического обоснования и ТЗ на разработку ИС.

К основным целям процесса относят следующее:

• сформулировать потребность в новой ИС, т.е. идентифицировать все недостатки существующей ИС,
• выбрать направления и определить экономическую целесообразность новой ИС.
• Результат оформляется  в виде ТЗ проекта, в которое уточняются ТУ и требования к ИС, а так же ограничения на ресурсы проектирования.
• Требования к ИС определяются в терминах функции реализуемой системы и предоставляемой ей информации.

2. системный синтез – разработка в соответствии с системными требованиями состава автоматизированных функций и состава обеспечивающих подсистем, а так же оформление технического проекта ИС. Этапы составления функциональной архитектуры, представляющей собой совокупность связей между ними, являются наиболее ответственными с точки зрения всей последующей разработки. Построение системной архитектуры на основе функциональной предполагает выделение элементов и модулей информационного, технического, программного обеспечения и др. обеспечивающих подсистем, определение связи по информации и управлению между выделенными элементами и разработку технологии разработки информации. Этап конструирования включает разработку инструкций, программ, наполнение БД.

3. внедрение – обучение персонала, комплексная отладка ИС, поэтапное внедрение системы в эксплуатацию по подразделениям, оформление акта о сдача ИС.
4. эксплуатация и сопровождение ИС. Сбор статистики о функционировании ИС, исправление ошибок и  недоработок, оформление требований к модернизации ИС и её выполнение, т.е. выполнение стадий 2 - 4.

 

 

Модель ЖЦ

Каскадная

Предусматривает последовательное выполнение всех стадий проекта в строго фиксированном  порядке. Переход на след этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе. Каждый этап завершается выпуском комплекта документации достаточной для того, чтобы разработка была продолжена другой командой разработчиков.

Положительные стороны каскадной  модели:

1. на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности
2. выполняемые логические последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и затрат.

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении относительно простых  ИС, когда в самом начале разработке можно достаточно полно сформулировать все требования к системе. Основным недостатком является то, что реальный процесс создания системы никогда полностью не укладываются в такую жёсткую схему. Т.е. постоянно возникает потребность в возврате в предыдущем этапе и уточнении ранее принятых решений. В случае не точного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания ИС пользователи получают систему не соответствующую их потребностям. Каскадные модели при переходе от одной фазы к другой предполагает полную корректность результата предыдущей фазы и неточность какого либо требования или некорректная его интерпретация приводит к тому что приходится возвращаться к более ранним стадиям разработки и как следствие увеличение затрат. Модель не обеспечивает необходимую быстроту реакции и внесение соответствующих изменений в ответ на быстро меняющие потребности пользователя.

 

Итерационная модель (поэтапная  модель с промежуточным контролем).

Разработка ведётся итерациями с циклами обратной связи между этапами. Позволяет учитывать реальное существование взаимного влияния на результат на различных этапах. Время жизни растягивается на весь этап разработки. Трудоёмкость отладки по сравнению с каскадной моделью существенно снижается, если на каком либо этапе обнаружена ошибка, то необходимо повторить весь цикл работ на этой стадии. Эта модель так же не позволяет оперативно учитывать изменения и учитывать требования к системе. Согласование результата производится только в контрольных точках после завершения каждого этапа. Общие требования в системе зафиксированы в виде ТЗ и остаются неизменны на всех этапах разработки. Таким образом, пользователи получают систему которая не удовлетворяет их реальным потребностям.