Вопросы для самопроверки

1. Дать определение автоматизированной системы (ГОСТ 34).

2. Дать определение интегрированной автоматизированной системы (ГОСТ 34).

3. Дать определение функций и задач автоматизированной системы (ГОСТ 34).

4. Дать определение жизненного цикла автоматизированной системы (ГОСТ 34).

5. Дать определение процесса создания автоматизированной системы (ГОСТ 34).

6. Дать определение стадии создания автоматизированной системы (ГОСТ 34).

7. Дать определение этапа создания автоматизированной системы (ГОСТ 34).

8. Описать процесс проектирования автоматизированной системы (ГОСТ 34).

9. Дать определение модели жизненного цикла (ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99).

10. Дать определение системы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99).

11. Дать определение модели жизненного цикла системы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99).

12. Описать пример жизненного цикла системы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99).

13. Как распределяются процессы жизненного цикла программного средства по периодам жизненного цикла системы. (ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99).

2.2. Методологические подходы к проектированию информационных систем

В настоящее время можно выделить три методологических подхода к разработке и проектированию баз данных и прикладного программного обеспечения:

• структурный подход (анализ и проектирование);

• информационная инженерия;

• объектно-ориентированный подход.

Структурный подход зародился в середине 70-х годов. Его отличительная особенность – ориентация в первую очередь на описание процессов. Первой заметной работой в этой области считается статья Д. Росса и К. Шумана по SADT, опубликованная в 1975 году. В ней было предложено строить логическую модель существующей системы, которая должна показывать аспекты системы, не зависящие от способа реализации и служащие описанием требований при разработке новой системы. В 1977 г. Появилась книга К. Гейна и Т. Сэрон, в которой обсуждалось применение диаграмм потоков данных (DFD), а в 1978 г. – книги Т. Де Марко и В. Вейнбурга. Они привели последовательность шагов структурного анализа от моделирования существующей системы (с использованием DFD) до моделирования разрабатываемой системы (с использованием DFD, мини-спецификаций и словаря данных). Они предложили стратегию построения требований для разработки новой системы, состоящую из следующих этапов:

• моделирование текущих операций;

• выявление причин выполнения именно этих операций;

• добавление новых требований;

• выбор границ автоматизации.

Такая стратегия предусматривает последовательное построение четырех моделей: физической и логической моделей существующей системы, логической и физической моделей новой системы.

Хотя моделирование данных не игнорировалось, основной упор делался на моделирование процессов (функций). Конечной целью структурного анализа и проектирования было проведение декомпозиции функций, которые должна выполнять целевая система.

Уорд и Меллор дали ряд рекомендаций для лучшей поддержки моделирования систем. Они добавили ER-диаграммы и диаграммы “состояния-переходы” (STD) к набору средств структурного анализа. ER-диаграммы моделируют структуру данных и их взаимосвязи. Диаграммы «состояния-переходы» моделируют состояния систем и подсистем, а также события, которые вызывают переходы между состояниями.

Последний и решающий вклад в развитие структурного подхода внес Э. Йодан. Разработанный им современный структурный анализ отличается от первоначальных воззрений по нескольким аспектам:

• не рекомендуется моделировать текущую систему;

• добавлена предварительная фаза разработки, названная созданием основной модели;

• определена техника, известная как «событийное разбиение», для конструирования DFD;

• большое внимание уделяется информационному моделированию с помощью ER-диаграмм и моделированию поведения;

• указано место прототипирования в жизненном цикле разработки.

Сущность структурного подхода заключается в декомпозиции системы. Декомпозиция системы производится следующим образом: система разбивается на функциональные подсистемы, которые делятся на подфункции, те – на задачи и так далее до конкретных процедур.

В основе структурного подхода лежат следующие принципы:

• принцип декомпозиции («разделяй и властвуй»);

• принцип иерархического упорядочения (организация составных частей системы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне);

• принцип абстрагирования (выделение существенных аспектов системы и отвлечение от несущественных);

• принцип непротиворечивости (обоснованность и согласованность элементов системы);

• принцип структурирования данных (данные должны быть структурированы и иерархически организованы).

Информационная инженерия. Одна из ведущих методологий была введена Джеймсом Мартином и Кливом Финклейштейном в начале 80-х годов. Информационная инженерия базируется на двух концепциях:

• послойный целостный подход к разработке интегрированных приложений, базирующийся на стратегическом плане информационных систем;

• направленность, прежде всего, на моделирование данных, а затем на функциональное моделирование, при проведении фактического процесса проектирования.

Таким образом, в основе этого метода лежат два положения:

• данные, циркулирующие в организации, дают более стабильную базу для проектирования систем, чем процедуры по их обработке;

• данные должны рассматриваться независимо от того, как они сейчас обрабатываются.

Отсюда ясно, что в первую очередь предлагается строить именно модели данных, а уже затем модели процессов.

Выделяют следующие фазы информационной инженерии:

1. информационное стратегическое планирование;

2. анализ бизнес-областей;

3. системное проектирование;

4. конструирование.

Информационная инженерия на первом шаге предусматривает действия в масштабах всей организации, в ходе которых разрабатывают модель всего предприятия и архитектуру данных верхнего уровня. На основе результатов планирования аналитики выделяют подсистемы, называемые бизнес-областями, и составляют более подробное их описание. При этом происходит более детальное понимание основных функций и их взаимозависимостей. Здесь предлагается использовать такие выразительные средства, как матрицы «сущность-процессы» и ER-модели.

Фаза проектирования базируется на результатах предыдущих фаз. На этом этапе формируется детальная модель, которая включает следующие диаграммы: декомпозицию процессов, зависимость процессов, потоки данных, действий и структур данных.

Объектно-ориентированный подход. Под ООП будем понимать методологию, основанную на представлении программы в виде совокупности объектов. Каждый из них является реализацией определенного класса, а классы в свою очередь, образуют иерархию на основе принципа наследования.

ОО анализ представляет собой методологию анализа предметной области, основанную на преимущественном выявлении ее объектов и установлении взаимных связей между ними.

ОО проектирование является методологией проектирования, соединяющей процесс объектной декомпозиции и приемы представления моделей проектируемой системы как на логическом и физическом уровнях, так в статической и динамической формах.

ОО технология – это совокупность языков, инструментальных средств и методологий, предназначенных для обеспечения разработки ПО, ядром которой являются объекты и связи между ними.

В целом концепция ООТ опирается на декомпозицию на основе объекта, декларативное описание объектов классами, а также пошаговое программирование с использованием механизма наследования.

Таким образом, традиционные подходы к разработке ПО различали данные и процессы. Технологии, опирающиеся на данные, сначала их специфицируют, а затем описывают процессы. Технологии, ориентированные на процессы, вначале выделяют процессы, а затем специфицируют потоки данных между ними. В ООТ данные и процессы объединяются в логические сущности – объекты, что позволяет с помощью механизма наследования формировать новое ПО из существующего с меньшими затратами.

В настоящее время для проектирования информационных систем чаще всего выбирается методология структурного подхода. Этот выбор обоснован тем, что в момент реструктуризации российской экономики и приватизации предприятий резко меняются функции предприятия от централизованного министерского сбыта и снабжения до свободного поведения на рынке. В этом случае резко возрастает роль процессов (функций), а потоки данных не определены (не установлены законодательные акты, часто меняются формы отчетов предприятий перед государственными органами).