Проектирование информационных систем.

Архитектура информационных систем.

Информационная система - это совокупность организационных, технических, программных и информационных средств, объединенных в единую систему с целью сбора, хранения, обработки и выдачи информации предназначенной для выполнения функций управления.

Система – это совокупность взаимосвязанных объектов (элементов), функционирующих совместно для достижения какой-то цели. Для системы характерно состояние объектов, которое происходит в течении какого то времени в результате взаимодействия этих объектов между собой и с внешней средой.

Процесс управления системой – это направленное воздействие на элементы системы для достижения определенной цели. Процесс управления можно представить в виде информационного процесса, который связывает внешнюю среду, объект и систему управления.

Внешняя среда и объект управления информируют систему управления о своем состоянии. Система управления анализирует эту информацию и вырабатывает управляющее воздействие на объект управления. И отвечает на возмущение внешней среды.

Объект управления представляет собой материальные элементы и процессы.

Система управления представляет собой совокупность структурных подразделений, осуществляющих функции управления, такие как:

1. Планирование. Это определение цели функционирования экономической системы на различные периоды времени.

2. Учет. Это отражение состояния объектов управления в результате выполнения хозяйственных процессов.

3. Контроль. Это определение отклонения учетных данных от плановых целей и нормативов.

4. Оперативное управление. Это регулирование всех процессов с целью исключения возникающих отклонений плановых и учетных данных.

5. Анализ. Это определение тенденций в работе экономической системы и резервов, которые учитываются при планировании на следующий временной период.

Информационные системы связывают объект и систему управления между собой и с внешней средой через информационные потоки.

ИП1 – это информационный поток из внешней среды системы управления, который с одной стороны представляет поток нормативной информации, создаваемый гос учреждениями в части законодательства, а с другой стороны поток информации о конъюнктуре рынка, создаваемой конкурентами, потребителями, поставщиками.

ИП2 – это информационный поток из системы управления во внешнюю среду, а именно, отчетная информация в гос органы, инвесторам, кредиторам, потребителям и маркетинговую информацию потенциальным потребителям.

ИП3 – это информационный поток из системы управления в объект управления; это совокупность плановой, нормативной и распорядительной информации для осуществления хозяйственных процессов.

ИП4 – это информационный поток от объекта управления в систему управления; это внутренняя обратная связь, которая отражает учетную информацию о состоянии объекта управления (сырья, материалов, денежных, энергетических, трудовых ресурсов) в результате выполнения хозяйственных процессов.

Классификация информационных систем.

- По типу хранимых данных:

1. Фактографические ИС. Предназначены для хранения и обработки структурированных данных в виде чисел и текстов.

2. Документальные ИС. Информация представлена в виде документов, состоящих из наименований, описаний, рефератов и текстов.

- По степени автоматизации информационных процессов:

1. Ручные ИС. Без участия вычислительной техники

2. Автоматические ИС.

3. Автоматизированные ИС.

- В зависимости от сферы применения:

1. ИС организационного управления (ИСОУ). Предназначены для автоматизации функций управленческого персонала. Основными функциями таких ИС являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, управление сбытом, снабжением и бух учет.

2. ИС управления технологическими процессами (ИСУТП). Служит для автоматизации функции производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температура, давление, химический состав), процедур контроля допустимости параметров и регулирование технологических процессов

3. ИС автоматизированного проектирования (САПР). Предназначена для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, дизайнеров, архитекторов. Основные функции: инженерные расчеты, создание чертежей, схем планов, моделирование проектируемых объектов.

4. Интегрированные или корпоративные ИС (ИИС или КИС). Используются для автоматизации всех функций предприятия.

- по характеру обработки информации:

1) системы обработки данных (СОД). Осуществляют подготовку стандартных документов для внешней среды. Имеют четко заданный алгоритм работы и имеют регулярный характер.

2) информационные системы управления. Ориентированные на тактический уровень управления, характерны периодичность формирования результатных документов, четкий алгоритм решения (список заказов для формирования производственной программы, определение потребности в сырье и материалах). Предназначены для руководителей различных служб предприятий.

3) системы поддержки принятия решений (СППР). Используются на верхнем уровне управления, решают задачи формирования стратегических целей, источников финансирования, выбор места размещения предприятия. Задачи СППР имеют нерегулярный характер, отсутствует четкий алгоритм решения. В основе такой ИС лежит база знаний о правилах и моделях принятия решений и база обобщенной информации.

- в зависимости от уровня управления, на котором система используется:

1) ИС оперативного уровня. Поддерживает исполнителей, обрабатывая данные о сделках и событиях (счета, накладный, зарплата, кредиты, сырье, материалы). В таких системах четко определены задачи, источники информации, алгоритмы обработки.

1.1) информационные системы специалистов.

1.2) информационные системы уровня менеджмента. Используются работниками среднего управленческого звена для мониторинга, контроля, принятия решения и администрирование. Основные функции: сравнение текущих показателей с прошлыми, составление периодических отчетов за определенное время, обеспечение доступа к архивной информации.

2) ИС стратегического уровня. Помогает высшему звену управленцев решать неструктурированные задачи, осуществлять долгосрочное планирование. Основная задача: сравнение происходящих во внешнем окружении изменений существующим потенциалом фирмы. Эти системы способны в любой момент предоставить информацию из многих источников, провести их аналитическую обработку и предложить пути решения проблемы.

Требования, предъявляемые к информационным системам:

1. Гибкость. Это способность к адаптации и дальнейшему развитию.

2. Надежность. Подразумевает функционирование системы без искажения информации и потери данных по техническим причинам.

3. Эффективность. Подразумевает, что с учетом выделенных системе ресурсов она позволяет решать возложенные ею задачи в минимальные сроки. Эффективность системы обеспечивается оптимизацией данных и методов их обработки.

4. Безопасность. Подразумевается свойство системы, в силу которого посторонние лица не имеют доступа к информационным ресурсам организации и разграничением доступа для тех лиц, которым предоставлено возможность работы с информационной системой.

Жизненный цикл информационных системы.

Модели жизненного цикла.

Жизненный цикл – это ряд событий, которые происходят с системой в процессе ее создания и использования.

Модель жизненного цикла – это структура, которая содержит процессы, действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, функционирования и сопровождения программного продукта в течении всей жизни системы, от определения требований до завершения ее использования ИС.

В наст время используются 3 основные модели жизненного цикла:

1. Каскадная модель. Предусматривает последовательное выполнение всех этапов проекта в строго фиксированном порядке. Переход к следующему этапу осуществляется после полного завершения работ на предыдущем этапе. Результатом первого этапа является техническое задание. Результатом второго этапа является комплект проектной документации, содержащей все необходимые данные для реализации проекта. Результатом третьего этапа является готовый программный продукт. Результатом выполнения четвертого этапа является выявление различного рода скрытых недостатков, проявляющихся в реальных условиях. Главная задача пятого этапа это убедить заказчика, что все его требования выполнены в полной мере.

Разработка требований ПроектированиеРеализацияТестированиеВвод в действие

Достоинство каскадной модели: возможность планирования сроков завершения каждого из этапов и необходимых затрат для разработки информационной системы.

Каскадную модель используют, когда в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования к информационной системе. К таким системам относятся сложные расчетные системы, и системы реального времени.

Недостатки: существенная задержка в получении результатов, ошибки и недоработки на любом из этапов проявляются на последующих этапов работы; сложность управления проектом.

2. Поэтапная модель с промежуточным контролем. Время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.

3. Спиральная модель жизненного цикла. На каждом витке спирали выполняется создание очередной версии продукта, уточняется требование проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка. Особое внимание уделяется начальным этапам разработки: анализу и проектированию.

Плюсы: упрощается внесение изменений в проект при изменении требований заказчика; уменьшение уровня рисков.

Минусы: определение момента перехода на следующий этап.

Существует целый ряд стандартов, регламентирующих жизненный цикл программного обеспечения: ГОСТ 34.601-90. Распространяется на автоматизированные системы и устанавливает стадии и этапы их создания; в стандарте содержится описание содержания работ на каждом этапе; в большей степени соответствуют каскадной модели жизненного цикла.

ISO/IEC 12207:1995. Распространяется на все виды заказного ПО, стандарт не содержит описания фаз, стадий и этапов.

Custom Development Method (CDM). Стандарт по разработке прикладных информационных систем (методика Oracle), технологический материал, детализированный до уровня заготовок проектных документов.

Моделирование бизнес процессов по продаже ж/д билетов.

1. Клиент обращается с запросом на покупку железнодорожного билета к диспетчеру по продажам.

2. Диспетчер на основании данных указанных клиентом формирует запрос о наличии билетов к диспетчеру центрального управления (центральной базы).

3. Диспетчер центрального управления производит обработку запроса, и передает номера поездов, вагонов и свободных мест диспетчеру по запросам. Если свободных мест нет, то поступает соответствующая информация об их отсутствии.

4. Диспетчер по продажам сообщает полученную информацию (в виде списка) клиенту.

5. Клиент делает выбо р, если не было отрицательного ответа. Если был отрицательный ответ, то формируется альтернативный запрос на другой день.

6. Диспетчер по продажам формирует запрос о резервировании билета к диспетчеру центрального управления.

7. Диспетчер центрального управления проверяет место в поезде указанное в запросе (не занято ли оно уже) и подтверждает регистрацию, формируя соответствующую отметку в реестре продаж билетов на данный поезд (если место уже занято, то формируется соответствующий ответ).

8. Если регистрация билета подтверждена, то диспетчер по продажам производит выписку билета, с последующей ее регистрацией в реестре выписок. Если регистрация не подтверждена, то клиент формирует альтернативный вариант.

9. В конце месяца диспетчер по продажам формирует сводную ведомость реестра выписок и выдает ее диспетчеру центрального управления.

10. Диспетчер центрального управления формирует сводную ведомость реестра продаж, а затем сверяет ее со сводной ведомостью реестра выписок билетов, на основании чего он формирует отчет по продажам и передает его в бухгалтерию.

Методологические основы проектирования ИС.

Цель методологии заключается в регламентации процесса проектирования ИС и обеспечение управления этим процессом с тем, чтобы гарантировать выполнение требований как к самой ИС, так и к характеристикам процесса разработки. Внедрение методологии должно приводить к снижению сложности процесса создания ИС за счет полного и точного описания этого процесса, а также применение современных методов и технологий создания ИС на всем жизненном цикле. Проектирование ИС охватывает 3 основные области:

1. Проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных.

2. Проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным.

3. Учет конкретной среды или технологии, а именно топология сети, конфигурация аппаратных средств, используемая архитектура (файл-сервер, клиент-сервер), требуется распределенная обработка данных или параллельная обработка данных.

Проектирование ИС всегда начинается с определения цели проекта. Цель проекта можно определить как решение ряда взаимосвязанных задач:

1. Требуемая функциональность системы.

2. Требуемая пропускаемая способность системы.

3. Требуемое время реакции системы на запрос.

4. Необходимый уровень безопасности.

Процесс создания ИС делится на ряд этапов, которые ограничены временными рамками и заканчиваются выпуском конкретного продукта, модели, документации, базы данных и т.д.

Проект информационной системы – это проектно-конструкторская и технологическая документация, в которой представлено описание проектных решений по созданию и

Объекты проектирования – это задачи и функции управления, а также элементы и их комплексы информационного, программного и технического обеспечения системы. (то что необходимо сделать)

Субъекты проектирования – это коллективы специалисток, которые осуществляют проектную деятельность и организация-заказчик, для которой необходимо разработать ИС.

Технология проектирования ИС – это совокупность методов и средств проектирования и организации проектирования.

Методы проектирования можно классифицировать:

1. По степени автоматизации:

1. Это метод ручного проектирования

2. Метод компьютерного проектирования

2. По степени использования типовых проектных решений:

1. Метод оригинального или индивидуально проектирования

2. Метод типового проектирования

3. По степени адаптивности проектных решений:

1. Метод реконструкции (перепрограммирование модулей)

2. Метод параметризации

3. Метод реструктуризации модели (это автоматическая перенастройка проектных решений)

Средства проектирования ИС делятся на 2 класса:

1. Без использования ЭВМ

2. С использованием ЭВМ

Средства проектирования без использования ЭВМ – это различные стандарты, единая система классификации и кодирования информации, унифицированная система документации, модели описания и анализа потоков информации.

Средства проектирования с использованием ЭВМ делятся на 4 подкласса:

1. Операционные средства, которые поддерживают проектирование обработки информации:

1. Алгоритмические языки

2. Библиотеки стандартных подпрограмм

3. Средства расширения функций операционных систем (утилиты)

4. Средства для тестирования и отладки программ.

2. Средства, поддерживающие проектирование отдельных компонентов проекта ИС:

1. Система управления базами данных (СУБД)

2. Методоориентированные ППП (пакет прикладных программ)

3. Табличный процессор

4. Оболочки экспертных систем

5. Интегрированные ППП (например, офис)

3. Средства, поддерживающие проектирование разделов проекта ИС:

1. Типовые проектные решения

2. Функциональные пакеты прикладных программ

4. Средства, поддерживающие разработку проекта на стадиях и этапах процесса проектирования:

1. Различные Case средства

Общая структура организации работ по проектированию.

Организация работ по проектированию ИС определяется порядком взаимодействия между несколькими сторонами, участвующими в этом процессе.

Пользователь – это организация или группа подразделений, которые используют результаты обработки информации на ЭВМ. Пользователь выполняет следующие функции:

1. Формирует исходные данные для проектирования и обработки

2. Состав задач для автоматизации

3. Определяет основные требования к задачам и режим функционирования системы (однопользовательский, многопользовательский)

Заказчик – это ответственное лицо (в рамках организации или подразделения), которое выполняет функции:

1. Формирует требования к системе и ее частям

2. Выдает техническое задание и финансирует разработку ИС

3. Обеспечивает проведение комплекса мероприятий по созданию ИС

4. Проводит внедрение и прием проекта

Заказчик несет ответственность перед пользователем за соответствие состава и характеристик решаемых задач исходным данным пользователя за сроки создания системы.

Администратор – это ответственное лицо, которое выполняет эксплуатацию программно-технических средств, а также информационного и методологического обеспечения ИС. Администратор несет ответственность перед пользователем за достоверность результата работы ИС и их своевременность. А перед заказчиком и разработчиком за соблюдение условий эксплуатации.

Разработчик – это ответственное лицо, которое выполняет следующие функции:

1. Разрабатывает ИС по техническому заданию

2. Принимает участие во внедрении

3. Осуществляет авторское сопровождение проекта.

Разработчик несет ответственность перед заказчиком за соответствие реализации требований технического задания, научно-технический уровень разработки, за сроки проведения работ, за качество проектной документации и за расход денежных ресурсов.

Существует несколько типов схем организации работ, выбор которых зависит от объема заказа.

1. Если заказ имеет небольшие размеры по стоимости и по продолжительности то применяют первую схему.

Достоинства: минимальные сроки и стоимость разработки.

Недостатки: недостаточные контроль над научно-техническим уровнем разработки.

2. Для больших и сложных заказов применяют схему, в которой функции разработчика отделяются от функций заказчика и администратора.

Достоинства: возможность привлечения к разработке специализированных организаций.

Недостаток: отсутствие прямой связи между разработчиком и пользователем (задержка в своевременном получении исходных данных для проектирования).

3. Если заказчик большая организация, которая курирует разработку нескольких проектов ИС.

Достоинства: более высокий профессиональный уровень работников; возможность организации контроля за сроками и качеством выполнения работ.

Недостаток: нет прямой связи.

Каноническое проектирование информационных систем.

Содержание и методы канонического проектирования.

Процесс канонического проектирования проводится в соответствии с ГОСТ 34.601-90 и делится на следующие 7 стадий:

1. Исследование и обоснование создания системы

2. Разработка технического задания (в соответствии с ГОСТ)

3. Создание эскизного проекта

4. Техническое проектирование

5. Рабочее проектирование

6. Ввод в действие

7. Функционирование, сопровождение, модернизация

На практике выделяют 4 стадии проектирования:

1. Пред проектная стадия

2. Стадия проектирования

3. Стадия внедрения

4. Стадия эксплуатации и сопровождения проекта

Состав и содержание работ на пред проектной стадии проектирования.

Выполняется обследование экономического объекта и разработка ТЭО (технико-экономического обоснования) и ТЗ (техническое задание).

Основное назначение этой стадии: обосновать экономическую целесообразность и формулирование требований ИС.

Обследование – это изучение и диагностический анализ организационной структуры предприятия, его деятельности и существующие системы обработки информации.

Объектами обследований являются структурно-организационные звенья предприятия; функциональная структура; состав хозяйственных процессов и процедур; стадии и элементы хозяйственного процесса.

Стадия	Этап стадии	Результаты	Документы
Предпроектная стадия	Сбор материалов обследования	Материалы обследования, которые содержат описание изучаемой предметной области	-
	Анализ материалов обследования	Характеристики информационных потоков, описание их структуры, мест обработки и т.д.	ТЭО ТЗ Эскизный проект
Стадия проектирования	Техническое проектирование	Логическая разработка и выбор наилучших вариантов проектных решений	Технический проект
	Рабочее проектирование	Физическая реализация выбранного варианта проекта	Рабочий проект
Стадия внедрения	Подготовка объекта к внедрению	Работы по подготовке к внедрению разработанного проекта	Акт готовности объекта к внедрению, Программа и Приказ о начале опытного внедрения
	Опытное внедрение	Проверка правильности работы некоторых частей проекта	Акт о проведении опытного внедрения
	Сдача в промышленную эксплуатацию	Комплексная проверка всех частей проекта	Акт приемки проекта в промышленную эксплуатацию
Стадия эксплуатации и сопровождения	Эксплуатация проекта	Сбор информации о работе и статистики о сбоях на работе	-
	Сопровождение проекта	Ликвидация последствий сбоев в работе, исправление ошибок, модернизация проекта	Модернизированный «Технорабочий проект»

Компоненты информационных потоков (документы, показатели, файлы, сообщения).

1 Этап предпроектной стадии .

Сбор материалов обследования:

• Предварительное изучение предметной области

• Выбор технологии проектирования

• Выбор метода проведения обследования

• Выбор метода сбора материала

• Разработка программы обследования

• Разработка плана-графика сбора материалов

• Сбор и формализация материалов.

Методы сбора материала, выполняемые силами проектировщиков:

• Метод систем и консультаций с руководителями. Проводится с целью определения проблем развития и управления предприятием.

• Метод опроса исполнителей на рабочих местах.

• Метод личного наблюдения. Применим если изучаемый вопрос понятен и необходимо уточнить детали без отрыва исполнителя от работы.

• Метод фотографии рабочего дня.

• Метод хронометража отдельных работ. Данный метод позволяет установить нормативы на выполнение отдельных операций и собрать подробный материал о технике осуществления некоторых работ.

• Метод анализа операций. Заключается в расчленении процесса на задачи, расчеты, операции с целью определить повторяемость отдельных операций, многократного обращения к одной и той же операции, степень зависимости операции друг от друга.

• Расчетный метод. Применяется для определения трудоемкости и стоимости работ (подлежащих автоматизации).

• Метод аналогии.

Методы сбора материала, выполняемые силами специалистов предметной области:

• Метод ведения индивидуальных тетрадей-дневников. Записи в дневник производятся производителем в течении месяца ежедневно сразу после выполнения работы.

• Метод документной инвентаризации. Создается специальная карта обследования, в которую заносятся основные данные о регистрируемой работе или составляемых документов.

• Метод самофотографии рабочего стола. Носит более детальный характер и происходит в более короткие сроки. Здесь регистрируются наиболее трудоемкие и типичные работы для определения их трудоемкости.

Программа обследования:

- получение представления об объекте изучения.

- изучение и описание организационно-функциональной структуры объекта.

- изучение и описание структуры информационных потоков.

ПРОГРАММА ОБСЛЕДОВАНИЯ.

№ п/п	Наименование вопроса	Источник информации	Получатель информации
1.	Цель функционирования объекта	Руководитель предприятия	Руководитель проекта
2.	…	…	…

Сбор и формализация материалов обследования.

• Опрос специалистов подразделений

• Сбор сведений о всех объектах обследования: о предприятии, функциях управления, составе обрабатываемых и рассчитываемых показателей

• Получение форм используемых документов, используемых классификаторов, макетов файлов, сведений о технических средствах и т.д.

• Составление отчета об обследовании

Отчет об обследовании.

1 группа документов: документы, содержащие описание общих параметров объекта.

2 группа документов: материалы по каждому структурному подразделению.

3 группа документов: описание компонентов каждого информационного потока (документы, файлы и т.д.).

2 Этап предпроектной стадии.

Анализ материалов обследования.

1. Сопоставление полученной информации с требованиями, которые предъявляются к объекты, определение недостатков объекта.

2. Выработка основных направлений совершенствования работы объекта.

3. Обоснование выбора решений по основным компонентам проекта ИС.

Факторы выбора объектов автоматизации:

• Количество формализуемых функций в каждом конкретном подразделении.

• Количество связей этого подразделения с другими подразделениями.

• Важность этого подразделения в процессах управления объектов и др.

Примеры: отдел оперативного управления основным производством, отдел МТС, отдел реализации и сбыта готовой продукции, бухгалтерия.

Факторы выбора задач, подлежащих автоматизации:

• Важность решения задачи для выполнения функций управления

• Трудоемкость и стоимость расчета основных показателей данной задачи за год

• Сильная информационная связь рассматриваемой задачи с другими задачами

• Недостаточная оперативность расчета показателей

• Низкая достоверность получаемых данных

• Недостаточное количество аналитических показателей, получаемых на базе первичных документов