Лекции по автоматизации инф систем

Информационные системы в экономике 1. Основные понятия. Понятие система включает в себя совокупность связанных между собой и с внешней средой элементов или частей, функционирование которых направлено на получение конкретного полезного результата. В соответствии с этим, экономический объект можно рассматривать как систему, стремящуюся в своем функционировании к достижению определенной цели.
Для системы характерны следующие основные свойства: 1) сложность 2) делимость 3) целостность 4) многообразие элементов и различия их природы 5) структурированность Систему, реализующую функцию управления, называют системой управления. Важнейшими функциями, реализуемыми этой системой, являются прогнозирование, планирование, учет, анализ, контроль и регулирование. Управление связано с обменом информацией между компонентами системы, а также самой системы с окружающей средой. В процессе управления получают сведения о состоянии системы в каждый момент времени и о достижении заданной цели с тем, чтобы воздействовать на систему и обеспечить выполнение управленческих решений. Таким образом, любой системе управления экономическим объектом соответствует своя информационная система, называемая экономической информационной системой (ЭИС). ЭИС – совокупность внутренних и внешних потоков прямой и обратной информационной связи экономического объекта, методов, средств, специалистов, которые участвуют в процессе обработки информации и выработке управленческих решений. Информационная система является системой информационного обслуживания работников управленческих служб и выполняет технологические функции по накоплению, хранению, передаче и обработке информации. Она складывается, формируется и функционирует в регламенте, определенном методами и структурой управленческой деятельности, принятой на конкретном экономическом объекте, и реализует цели и задачи, стоящие перед ним. Современный уровень информатизации общества предполагает использование новейших технических, технологических и программных средств в различных информационных системах экономических объектов. Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой совокупность информационных, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенную для обработки информации и принятия управленческих решения. Создание АИС способствует повышению эффективности производства экономического объекта и обеспечивает высокое качество управления. Процесс управления в условиях функционирования АИС основывается на экономико-организационных моделях, которые адекватно отражают структурно-динамические свойства объекта. Адекватность модели означает ее соответствие объекту в смысле идентичности поведения в условиях, имитирующих реальную ситуацию. Однако полного повторения объекта в модели быть не может, т.к. при ее построении несущественными для анализа и принятия управленческого решения деталями пренебрегают. Модели имеют собственную классификацию, подразделяясь на вероятностные и детерминированные; функциональные и структурные. Эти особенности моделей и порождают разнообразие типов информационных систем. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем. В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав ИС, включают: 1. диалоговый ввод/вывод 2. логику диалога 3. прикладную логику обработки данных 4. логику управления данными 5. операции манипулирования файлами и БД Корпоративной информационной системой (КИС) называют совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительной аппаратной платформы, на которой оно установлено и настроено. В современных условиях для успешного управления бизнесом необходимым инструментом является КИС предприятия. Выделяют 3 наиболее важных фактора, существенно влияющих на развитие КИС: 1. развитие методик управления предприятием 2. развитие общих возможностей и производительности компьютерных систем 3. развитие подходов к технической и программной реализации элементов ИС 1. Теория управления предприятием представляет собой довольно обширный предмет для изучения и совершенствования. Это обусловлено широким спектром постоянных изменений ситуации на мировом рынке. Все время растущий уровень конкуренции вынуждает руководителей организаций искать новые методы сохранения своего присутствия на рынке и поддержания рентабельности своей деятельности. Такими методами являются диверсификация, децентрализация и управление качеством. Современная ИС должна отвечать всем нововведениям в теории и практике менеджмента. Этот фактор является самым главным, т.к. построение продвинутой в техническом отношении системы, которая не отвечает требованиям по функциональности, не имеет смысла. 2. Прогресс в области наращивания мощности и производительности компьютерных систем, развитие сетевых технологий, систем передачи данных, широкие возможности интеграции компьютерной техники с самым разнообразным оборудованием позволяют постоянно наращивать производительность информационных систем и их функциональность. 3. Параллельно с развитием аппаратной части ИС на протяжении последних лет происходит постоянный поиск новых, более удобных и универсальных методов программно-технологической реализации ИС. Выделяют 3 наиболее существенных новшества, оказавших колоссальное влияние на развитие новых ИС: 1. Объектно-ориентированное программирование, в котором до настоящего времени непрерывно совершенствуются методы построения объектных моделей. Благодаря внедрению объектно-ориентированных технологий программирования существенно сокращаются сроки разработки сложных ИС, а также упрощается их поддержка и развитие. 2. Развитие сетевых технологий, благодаря которым локальные ИС повсеместно вытесняются клиент-серверными и многоуровневыми организациями. 3. Развитие сети Интернет принесло большие возможности работы с удаленными подразделениями и открыло широкие перспективы электронной коммерции. Определенные преимущества использования Интернет-технологий дает в интересах предприятия (интранет-технологии). В составе КИС выделяют 2 относительно независимых составляющих: 1. компьютерную инфраструктуру организации, представляющую собой совокупность сетевой, телекоммуникационной, программной, информационной и организационной инфраструктур. Эта составляющая называется корпоративной сетью. 2. взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач предприятия и достижение его целей. Первая составляющая отражает системно-техническую структурную сторону любой ИС. Это основа для интеграции функциональных подсистем, которая полностью определяет свойства информационной системы. Вторая составляющая полностью относится к прикладной области и напрямую зависит от специфики задач и целей предприятия. Разработку любой ИС целесообразно начинать с построения компьютерной инфраструктуры (корпоративной сети).
Корпоративная сеть создается на многие годы вперед, т.к. капитальные затраты на ее разработку очень велики. А функциональные подсистемы изменчивы по своей природе, поэтому их разрабатывают и внедрение может происходить постепенно. 2. Классификация информационных систем.
Рассмотрим наиболее часто используемые способы классификации: 1. по сфере функционирования объекта управления 2. по виду процесса управления 3. по уровню в системе государственного управления 4. по масштабу 5. по сфере применения 6. по способу организации 1. По сфере функционирования объекта управления делятся на АИС в промышленности; АИС сельского хозяйства; АИС транспорта; АИС связи и т.д. 2. По виду процесса управления делятся на: 1) АИС управления технологическими процессами, представляющие собой человеко-машинные системы, обеспечивающие управление технологическими устройствами, станками, автоматическими линиями. 2) АИС управления организационно-технологическими процессами, представляющие собой многоуровневые системы, сочетающие АИС управления технологическими процессами и АИС управления предприятиями. 3) АИС организационного управления, объектом которых служат производственно-хозяйственные, социально-экономические, функциональные процессы, которые реализуются на всех уровнях управления, в частности банковские АИС, АИС фондового рынка, финансовые АИС, налоговые, таможенные, статистические и АИС промышленных предприятий. 4) АИС научных исследований. Обеспечивают высокое качество и эффективность межотраслевых расчетов и научных опытов. Методической базой таких систем служат экономико-математические методы, а технической базой – вычислительная техника и технические средства для проведения экспериментальных работ моделирования. 5) Обучающие АИС, используются при подготовке специалистов в системе образования, а также при переподготовке и повышении квалификации работников разных отраслей. 3. По уровню в системе государственного управления выделяют: 1) отраслевые АИС, которые функционируют в сферах промышленного и агропромышленного комплексов, в строительстве, на транспорте. Они решают задачи информационного обслуживания аппарата управления соответствующих ведомств. 2) территориальные АИС. Предназначены для управления административно-территориальными районами. Их деятельность направлена на качественное выполнение управленческих функций в регионе, формирование отчетности и выдачу оперативных сведений местным государственным и хозяйственным органам. 3) межотраслевые АИС. Являются специализированными системами функциональных органов управления национальной экономикой. Они обеспечивают разработку экономических и хозяйственных прогнозов, государственного бюджета, осуществляют контроль результатов и регулирование деятельности всех звеньев хозяйства, а также контроль наличия и распределения ресурсов. 4. По масштабу подразделяются на: 1) одиночные ИС, которые реализуются на автономном персональном компьютере. Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Такие приложения создаются с помощью настольных СУБД. 2) групповые ИС. Ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы, и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы БД, так называемые SQL-серверы. 3) корпоративные ИС. Являются развитием систем для рабочих групп и ориентированы на крупные компании. Они могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы БД, что и при разработке групповых ИС. Для этих систем повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах БД. 5. По сфере применения ИС делятся на: 1) системы обработки транзакций, которые в свою очередь по оперативности обработки данных разделяются на пакетные ИС и оперативные ИС. В ИС организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени. Пакетная же обработка занимает весьма ограниченную часть. Для оперативных ИС характерен регулярный поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов. Важными требованиями для них являются высокая производительность обработки транзакций и гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям. 2) системы поддержки принятия решений. Представляют собой тип ИС, в которых с помощью сложных запросов производится отбор и анализ данных по различным показателям. 3) информационно-справочные системы. Основаны на гипертекстовых документах и мультимедиа. 4) офисные ИС, нацеленные на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом. 6. По способу организации: 1) системы на основе архитектуры файл-сервер. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют незначительную нагрузку на центральный процессор. Однако такая архитектура имеет существенный недостаток: при выполнении некоторых запросов к БД клиенту могут передаваться большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемости времени реакции. Это особенно сказывается при организации удаленного доступа к БД на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи. 2) архитектура клиент-сервер. Использует выделенный сервер БД, понимающий запросы на языке SQL и выполняющий поиск, сортировку и агрегирование информации. Большинство конфигураций клиент-серверных систем использует двухуровневую модель. В настоящее время это самая распространенная архитектура. 3) многоуровневая архитектура в классической форме состоит из трех уровней. Нижний уровень представляет собой приложения клиентов, средний уровень – сервер приложений, верхний уровень – удаленный специализированный сервер БД. Такая архитектура позволяет сбалансировать нагрузку на разные узлы и сеть, а также способствует специализации инструментов для разработки приложений и устраняет недостатки модели клиент-сервер. 4) технологии Интернет и интранет для ИС. В таких системах основной акцент делается на разработке инструментальных программных средств. Для создания удобных и простых в использовании ИС, эффективно работающих с БД, применяют объединение многоуровневой архитектуры с Интернет-технологиями. Благодаря такой интеграции процесс внедрения и сопровождения корпоративной ИС существенно упрощается, а структура информационного приложения приобретает вид следующей цепочки: браузер – сервер приложений – сервер БД – сервер динамических страниц – Web-сервер.
3. Области применения и примеры реализации ИС. В последнее время компьютер стал неотъемлемой частью управленческой системы предприятия. Благодаря стремительному развитию информационных технологий наблюдается расширение области их применения. Эффективное использование корпоративной ИС позволяет делать более точные прогнозы и избегать возможной ошибки в управлении. В жесткой конкурентной борьбе большие шансы на победу имеет предприятие, которое в управлении использует современные информационные технологии. Рассмотрим наиболее важные задачи, решаемые с помощью специальных программных средств:
1. бухгалтерский учет 2. управление финансовыми потоками 3. управление складом, ассортиментом, закупками 4. управление производственными процессами 5. управление маркетингом 6. документооборот 7. оперативное управление предприятием 8. предоставление информации о фирме Бухгалтерский учет – классическая область применения информационных технологий и наиболее часто реализуемая на сегодняшний день задача. Это объясняется тем, что ошибка бухгалтера может стоить организации очень дорого. Поэтому очевидна выгода использования возможностей автоматизации бухгалтерии, чтобы исключить человеческий фактор. Другой причиной является довольно легкая формализация задач бухучета. Поэтому разработка АИС бухучета не представляет технически сложной проблемы. Внедрение информационных технологий в управление финансовыми потоками также обусловлено критичностью этой области управления предприятия к ошибкам. Неправильно построив систему расчетов с поставщиками и потребителями можно спровоцировать кризис наличности даже при налаженной сети закупки, сбыта и хорошем маркетинге. Процесс автоматизации анализа движения товаров позволяет отследить тот ассортимент, который приносит наибольшую прибыль. Управление производственным процессом представляет собой очень трудоемкую задачу. Основными механизмами здесь являются планирование и оптимальное управление производственным процессом. Автоматизированное решение такой задачи дает возможность грамотно планировать, учитывать затраты, проводить техническую подготовку производства, оперативно управлять процессом выпуска продукции в соответствии с производственной программой и технологией. Управление маркетингом подразумевает сбор и анализ данных о фирмах-конкурентах, их продукции и ценовой политики, а также моделирование параметров внешнего окружения для определения оптимального уровня цен, прогнозирования прибыли и планирования рекламных компаний. Решение большинства этих задач может быть формализовано и представлено в виде ИС, позволяющей существенно повысить эффективность управления маркетингом. Документооборот является очень важным процессом деятельности любого предприятия. Хорошо отлаженная система учетного документооборота отражает реально происходящую на предприятии текущую производственную деятельность и дает управленцам возможность воздействовать на нее. Поэтому автоматизация документооборота позволяет повысить эффективность управления. ИС, решающая задачи оперативного управления предприятием, строится на основе БД, в которой фиксируется вся возможная информация о предприятии. Такая информация и система на ее основе являются инструментом для управления бизнесом и является корпоративной ИС. Одним из наиболее важных требований, предъявляемых к таким системам, является гибкость и способность к адаптации и дальнейшему развитию предприятия. Активное развитие сетей Интернет привело к необходимости создания корпоративных серверов для предоставления различного рода информации о предприятии. Практически каждое хорошо организованное предприятие в настоящее время имеет свой Web-сервер. Web-сервер предприятия решает ряд задач, из которых выделяют две основные: 1. создание имиджа предприятия 2. максимальная разгрузка справочной службы компании путем предоставления абонентам возможности получения необходимой информации о фирме, предлагаемых товарах, услугах и ценах. Использование Web-технологий открывает широкие перспективы для электронной коммерции.
Жизненный цикл ИС 1. Общие сведения об управлении проектами. Жизненный цикл – период создания и использования АИС, охватывающий ее различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данной АИС, и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления у пользователя. Жизненный цикл АИС позволяет выделить 4 основные стадии: - предпроектную - проектную - внедрения - функционирования От качества проектировочных работ зависит эффективность функционирования системы. Поэтому каждая стадия проектирования разделяется на ряд этапов и предусматривает составление документации, отражающей результаты работы. Разработка корпоративной ИС выполняется для конкретного предприятия, и на ее структуру будут оказывать влияние особенности предметной деятельности предприятия. Однако структуры разных предприятий в целом похожи между собой, т.к. независимо от рода деятельности организация состоит из ряда подразделений, непосредственно осуществляющих определенный вид деятельности. Таким образом, любую организацию можно рассматривать как совокупность взаимодействующих подразделений, каждое из которых может иметь свою достаточно сложную структуру и взаимосвязи. В общем случае выделяют 3 вида связей между подразделениями предприятия: 1. функциональные связи, когда каждое подразделение выполняет определенные виды работ в рамках единого бизнес-процесса 2. информационные связи, где подразделения обмениваются информацией 3. внешние связи, когда некоторые подразделения взаимодействуют с внешними системами, причем их взаимодействие может быть как информационным, так и функциональным. Общность структуры разных предприятий позволяет сформулировать единые принципы построения корпоративной ИС. В общем случае процесс разработки ИС может быть рассмотрен с двух точек зрения: 1. по содержанию действий разработчиков. В этом случае рассматривается статический аспект процесса разработки, описываемый в терминах основных потоков работ: исполнители – действия – последовательность действий 2. по времени или по стадиям жизненного цикла разрабатываемой системы. В данном случае рассматривается динамическая организация процесса разработки, описываемая в терминах циклов, стадий итераций и этапов. ИС предприятия разрабатываются как некоторый проект. Многие особенности управления проектами и фазы жизненного цикла являются общими и независящими от предметной области и характера проекта. Проект – это ограниченное по времени целенаправленное изменение отдельной системы с изначально четко определенными целями, достижение которых определяет завершение проекта, а также с установленными требованиями к срокам, результатам, риску, рамкам расходования средств и ресурсов и к организационной структуре. Выделяют следующие основные отличительные признаки проекта как объекта управления: 1. изменчивость, т.е. целенаправленный перевод системы из существующего в некоторое желаемое состояние, описываемое в терминах целей проекта
2. ограниченность конечной цели 3. ограниченность продолжительности 4. ограниченность бюджета 5. ограниченность требуемых ресурсов 6. новизна для предприятия, для которого реализуется проект
7. комплексность, т.е. наличие большого числа факторов прямо или косвенно влияющих на прогресс и результат проекта 8. правовое и организационное обеспечение, т.е. создание специфической организационной структуры на время реализации проекта Рассматривая планирование проектов и управление ими, необходимо четко осознавать, что речь идет об управлении динамическим объектом. Поэтому система управления проектом должна быть достаточно гибкой, чтобы допускать возможность модификаций без глобальных изменений в работающей программе. В системном плане проект может быть представлен черным ящиком, входом в который являются технические требования и условия финансирования, а итогом работы – достижение требуемого результата. Выполнение работ обеспечивается наличием необходимых ресурсов: материалов, оборудования, работников. Эффективность работ достигается за счет управления процессом реализации проекта, который обеспечивает распределение ресурсов, координацию выполняемой последовательности работ и компенсацию внутренних и внешних возмущающих воздействий. С точки зрения систем управления проект как объект управления должен быть наблюдаемым и управляемым, т.е. выделяются некоторые характеристики, по которым можно постоянно контролировать ход выполнения проекта. Кроме того, необходимы механизмы своевременного воздействия на ход реализации проекта. Свойство управляемости особенно актуально в условиях неопределенности и изменчивости предметной области, которые часто сопутствуют проектам разработки ИС. Для обоснования целесообразности и осуществимости проекта, хода его реализации, а также для заключительной оценки степени достижения поставленных целей проекта и сравнения фактических результатов с запланированными существует ряд характеристик проекта. К важнейшим из них относятся следующие технико-экономические показатели: - объем работ - сроки выполнения - себестоимость - экономическая эффективность, обеспеченная реализацией проекта - социальная и общественная значимость проекта Проекты могут сильно отличаться по сфере приложения, составу, предметной области, масштабам, длительности, составу участников, степени сложности, значимости результатов. Отметим основные признаки классификации проектов: 1. Класс проекта определяется по составу и структуре проекта. Здесь различают монопроект – отдельный проект, который может быть любого типа, вида и масштаба; мультипроект – комплексный проект, состоящий из ряда монопроектов и требующий применения многопроектного управления. 2. Тип проекта, определяется по основным сферам деятельности, в которых осуществляется проект. Выделяют 5 основных типов: - Технический - Организационный - Экономический - Социальный - Смешанный 3. Масштаб проекта. Определяется по размерам бюджета и количеству участников. Выделяют мелкие проекты; малые проекты; средние; крупные проекты. Масштабы проектов рассматривают также в более конкретной форме, а именно отраслевые, корпоративные, ведомственные и проекты одного предприятия. 2. Основные фазы проектирования ИС. Каждый проект независимо от сложности и объема работ, необходимого для его выполнения, проходит в своем развитии определенные состояния. Совокупность ступеней развития от возникновения идеи до полного завершения проекта принято разделять на фазы. В определении количества фаз и их содержания имеются некоторые отличия, т.к. эти характеристики во многом зависят от условий осуществления конкретного проекта и опыта основных его участников. Однако логика и основное содержание процесса разработки информационной системы почти во всех случаях являются общими. Выделяют следующие фазы развития ИС: 1. Формирование концепции 2. Разработка технического задания 3. Проектирование 4. Изготовление 5. Ввод системы в эксплуатацию Главным содержанием работ на концептуальной фазе является определение проекта и разработка его концепции, включающая: 1. Формирование идеи и постановку целей 2. Формирование ключевой команды проекта 3. Изучение мотивации и требований заказчика и других участников 4. Сбор исходных данных и анализ существующего состояния 5. Определение основных требований и ограничений, а также требуемых материальных, финансовых и трудовых ресурсов 6. Сравнительную оценку альтернатив 7. Представление предложений, их экспертизу и утверждение Главным содержанием фазы разработки технического предложения являются переговоры с заказчиком о заключении контракта. Общее содержание работ этой фазы следующее: 1. Разработка основного содержания проекта и его базовой структуры 2. Разработка и утверждение технического задания 3. Планирование и декомпозиция базовой структурной модели проекта 4. Составление сметы и бюджета проекта, определение потребности в ресурсах 5. Разработка календарных планов и укрупненных графиков работ 6. Подписание контракта с заказчиком 7. Ввод в действие средств коммуникации участников проекта и контроля за ходом работ На фазе проектирования определяются подсистемы, их взаимосвязи, выбираются наиболее эффективные способы выполнения проекта и использования ресурсов. Характерные работы этой фазы: 1. Выполнение базовых проектных работ 2. Разработка частных технических заданий 3. Выполнение концептуального проектирования 4. Составление технических спецификаций и инструкций 5. Представление проектной разработки, ее экспертиза и утверждение На фазе разработки производятся координация и оперативный контроль работ по проекту, осуществляется изготовление подсистем, их объединение и тестирование. Основное содержание: 1. Выполнение работ по разработке программного обеспечения 2. Выполнение подготовки к внедрению системы 3. Контроль и регулирование основных показателей проекта На фазе ввода системы в эксплуатацию проводится испытание, опытная эксплуатация системы в реальных условиях, ведутся переговоры о результатах выполнения проекта и о возможных новых контактах. Основные виды работ: 1. Комплексные испытания 2. Подготовка кадров для эксплуатации создаваемой системы 3. Подготовка рабочей документации, сдача системы заказчику и ввод ее в эксплуатацию 4. Сопровождение, поддержка и сервисное обслуживание 5. Оценка результатов проекта и подготовка итоговых документов 6. Разрешение конфликтных ситуаций и закрытие работ по проекту 7. Накопление опытных данных для последующих проектов, анализ опыта, состояния, определения направлений развития. Кроме перечисленных фаз существует дополнительная фаза, которая учитывает момент исправления допущенных ошибок на стадии системного проектирования. На обнаружение таких ошибок расходуется примерно в два раза больше времени, чем на последующих фазах, а их исправление обходится в пять раз дороже. Поэтому на начальных стадиях проекта разработку следует выполнять особенно тщательно.
Наиболее часто на начальных фазах допускаются следующие ошибки: 1. Ошибки в определении интересов заказчика 2. Концентрация на маловажных или сторонних интересах 3. Неправильная интерпретация исходной постановки задачи 4. Неправильное или недостаточное понимание деталей
5. Неполнота функциональных спецификаций 6. Ошибки в определении требуемых ресурсов и сроков 7. Редкая проверка на согласованность этапов и отсутствие контроля со стороны заказчика. 3. Модели жизненного цикла ИС. Моделью жизненного цикла ИС называют некоторую структуру, определяющую последовательность осуществления процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении жизненного цикла ИС, а также взаимосвязи между этими процессами, действиями и задачами. Существует стандарт методов реализации и выполнения действий и задач, входящих в процессы жизненного цикла ИС (ISO-стандарт). Этот стандарт не конкретизирует детали, а описывает лишь структуры этих процессов. Регламенты стандарта являются общими для любых моделей жизненного цикла, методологий и технологий разработки. Однако модель жизненного цикла зависит от специфики ИС и условий, в которых она создается и функционирует. Поэтому не имеет смысла предлагать какие-либо конкретные модели жизненного цикла и методы разработки ИС для общего случая без привязки к определенной предметной области. К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие две основные модели жизненного цикла: 1. Каскадная модель (водопад) 2. Спиральная модель Каскадная модель демонстрирует классический подход к разработке различных систем в любых прикладных областях. Каскадные методы проектирования широко использовались для разработки ИС в 70 – 80-х гг. ХХ века. Организация работ по каскадной схеме применялась в различных прикладных областях. Она предусматривает последовательную организацию работ. При этом основной особенностью является разбиение всей разработки на этапы. Причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будут полностью завершены все работы на предыдущем этапе. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков. Выделяют ряд устойчивых этапов разработки, практически не зависящих от предметной области: 1. Анализ требований заказчика 2. Проектирование 3. Разработка 4. Тестирование и опытная эксплуатация 5. Сдача готового продукта Каскадная модель имеет ряд положительных сторон, благодаря которым она хорошо зарекомендовала себя при выполнении различного рода инженерных разработок. На каждом этапе такой модели набор проектной документации отвечает критериям полноты и согласованности. На заключительных этапах разрабатывается еще и пользовательская документация, охватывающая все предусмотренные стандартами виды обеспечения ИС, а именно организационная, методическая, информационная, программная и аппаратная. К достоинствам модели относят и то, что выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения и соответствующие затраты. Каскадное моделирование хорошо зарекомендовало себя при построении ИС, для которой в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования с тем, чтобы предоставить разработчикам свободу выбора реализации с наилучшей технической точки зрения. К таким системам относятся системы реального времени. Однако каскадная модель имеет ряд недостатков, ограничивающих ее применение при разработке ИС. Причем эти недостатки делают ее либо полностью неприменимо, либо приводят к увеличению сроков разработки и стоимости проекта. Основными из недостатков являются: 1. Существенная задержка в получении результатов 2. Ошибки и недоработки на любом из этапов выясняются, как правило, на последующих этапах, что приводит к необходимости возврата на предыдущие стадии 3. Сложность распараллеливания работ по проекту 4. Чрезмерная информационная перенасыщенность каждого из этапов 5. Сложность управления проектами Спиральная модель в отличие от каскадной предполагает итерационный процесс разработки ИС. При этом возрастает значение начальных этапов жизненного цикла: анализ и проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждая итерация представляет собой законченный цикл разработки, приводящий к выпуску внутренней или внешней версии изделия, которая совершается от итерации к итерации, чтобы стать законченной системой. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии ИС, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются результаты следующего витка спирали. На каждой итерации углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, в результате чего выбирается обоснованный вариант, который доводится до окончательной реализации. Использование спиральной модели позволяет осуществить переход на следующий этап выполнения проекта, не дожидаясь полного завершения работы на текущем, т.е. недоделанную работу можно выполнять на следующей итерации. Главная задача каждой итерации: как можно быстрее создать работоспособный продукт, который можно показать пользователям системы, поэтому существенным образом упрощается процесс внесения уточнений и дополнений в проект. Спиральный подход к разработке программного обеспечения позволяет преодолеть большинство недостатков каскадной модели и кроме того обеспечивает ряд дополнительных возможностей, делая процесс разработки более гибким. Рассмотрим преимущества итерационного подхода: 1) существенно упрощается внесение изменений в проект при изменении требований заказчика 2) отдельные элементы ИС интегрируются в единое целое постепенно; при итерационном подходе интеграция производится фактически непрерывно; поскольку интеграция начинается с меньшего количества элементов, то возникает гораздо меньше проблем при ее проведении 3) уменьшается уровень рисков. Это преимущественно является следствием предыдущего, т.к. риски обнаруживаются именно во время интеграции, поэтому уровень рисков максимальный в начале разработки проектов. По мере продвижения разработки ожидаемый риск уменьшается. Данное утверждение справедливо при любой модели разработки, однако, при использовании спиральной уменьшение уровня рисков происходит с наибольшей скоростью. Это связано с тем, что при итерационном подходе интеграция выполняется уже на первой итерации, и при выполнении начальных итераций выявляются многие аспекты проекта, такие как пригодность используемых инструментальных средств, программного обеспечения, квалификация разработчиков
4) итерационная разработка обеспечивает большую гибкость в управлении проектом, давая возможность внесения тактических изменений в разрабатываемое изделие. Например, можно сократить сроки разработки за счет уменьшения функциональности системы или использовать в качестве составных частей системы продукцию сторонних фирм вместо собственных разработок.

Структурный анализ систем 1. Модель бизнеса и структурный анализ Современное эффективное управление возможно лишь на базе управленческой культуры нового уровня. Менеджеру для успешной деятельности кроме общей культуры необходимо иметь целый арсенал инструментальных средств в области управления компанией. Большое значение приобретает комплекс средств, которые позволили бы менеджеру видеть и понимать функциональную структуру своей компании и соответственно прогнозировать ее развитие на разумный период. В жизненном цикле компании важным является этап реструктуризации в соответствии с изменившимися хозяйственными условиями. В связи с этим выделяют следующие этапы по реструктуризации деятельности компании: 1) обследование существующей бизнес-архитектуры, бизнес-процессов, бизнес-правил и информационных потоков 2) идентификация узких мест, отрицательно влияющих на эффективность деятельности предприятия и ключевых факторов, определяющих его стоимость 3) формирование и обоснование нормативной модели бизнес-процессов и информационных потоков 4) разработка и реализация мероприятий по переходу от существующей к нормативной модели, т.е. устранение существенных проблем и перестройка бизнес-процессов 5) разработка конкретного проекта корпоративной ИС, реализация этого проекта и сопровождение в будущем Существуют два способа описания процессов с помощью моделей: 1. статический – рассматривает структуру модели, предполагая ее неизменность во времени 2. динамический – рассматривает изменение моделирующих явлений во времени. Одна из наиболее важных моделей – модель бизнеса, с помощью которой определяются функции компании во внешнем мире. Она показывает, что является окружающей средой компании и как компания взаимодействует с этой средой. Под окружающей средой понимают все, с чем компания взаимодействует в ходе осуществления своих бизнес-процессов, в частности клиентов, партнеров, субподрядчиков. Модель бизнеса показывает работам всех уровней, что должно быть сделано, когда и как именно. Ключевой элемент этой модели – описание архитектуры копании, т.е. ее наиболее важных структур, отделений, отделов. Однако, просто организационная схема не полностью отражает архитектуру компании, необходимы другие структуры, такие как процессы, продукция, человеческие и технические ресурсы. Структуры состоят из взаимосвязанных элементов, элементы имеют ответственных за них владельцев в лице кого-либо из сотрудников компании. Элементы осязаемы, т.е. они имеют содержание, им может быть присвоено значение, у них есть ограничение. Для удобства работы с моделью бизнеса необходимо разграничить представляющую его информацию. Поэтому описывая бизнес целой компании исключают массу несущественных деталей, т.к. модель должна представлять в точности только то, что хотят продемонстрировать. Обычно модель бизнеса разрабатывается только для тех отделов компании, которые осуществляют ключевые бизнес-процессы. Ключевые бизнес-процессы – это те, в которых участвуют клиенты и благодаря которым компания получает прибыль. Т.о. модель бизнеса показывает функцию компании во внешнем мире: что она делает, как и когда. Модель должна представлять архитектуру, т.е. статические структуры компании, а кроме того различные потоки событий, т.е. динамическое поведение элементов архитектуры. Техника моделирования должна быть достаточно мощной для построения как общих моделей компании в целом, так и ее детальных описаний. Моделирование деятельности – ключевой компонент построения бизнес-системы. Компания должна идентифицировать и разработать набор действий, которые будет использовать для реализации стратегии, но для достижения поставленных целей необходимые затраты не должны превышать планируемой отдачи. Процесс разработки и применения стратегий, при которых взамен устаревшей существующей стратегии ведения бизнеса разрабатывается новая с использованием методов моделирования называется реинженирингом бизнес-процессов. Рассмотрим основные виды моделей, необходимых для адекватного представления сложной системы, характеризуемой структурой, выполняемыми функциями и поведением во времени: 1. функциональная модель системы – описывает совокупность выполняемых систем, функций и характеризует морфологию системы, а именно состав подсистем и их взаимосвязи 2. информационная модель – отображает отношения между элементами системы в виде структур данных, их состав и взаимосвязи 3. поведенческая модель – описывает информационные процессы, и в ней фигурируют такие категории как состояние системы, события, переход из одного состояния в другое, условия перехода, последовательность событий, т.е отражает динамику функционирования 4. сочетание типов моделей, которые образуют стандартные CASE-модели. 2. CASE-технологии Термин «CASE» используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение ограничивалось вопросами автоматизации разработки только программного обеспечения. В настоящее время приобретает новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных систем, имеющих широкую область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС, покрывающих весь жизненный цикл программного обеспечения. Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации, при этом большую роль играют методы визуального представления информации. Это предполагает построение структурных диаграмм в реальном масштабе времени, использование многообразных цветов палитры. Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую информационную систему, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств. Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее определенную совокупность процессов жизненного цикла системы и обладающее следующими основными характерными особенностями: 1. мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивают удобный интерфейс с разработчиком и развивающий его творческие возможности 2. интеграция отдельных компонентов CASE-средств, обеспечивает управляемость процесса разработки ИС
3. использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных, называемых репозиторием. Классификация CASE-средств в основном совпадает с компонентным составом и включает следующие основные типы: 1. средства анализа, предназначенные для построения и анализа моделей предметной области
2. средства анализа и проектирования, поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использования для создания проектных спецификаций. Выходом таких средств являются спецификации компонентов, интерфейсов, систем, алгоритмов и структур данных 3. средства проектирования БД, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем БД для наиболее распространенных СУБД 4. средства разработки приложений 5. средства реинжениринга, обеспечивающие анализ программных кодов, схем БД и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Существуют вспомогательные типы, которые включают: 1) средства планирования и управления проектом 2) средства конфигурационного управления 3) средства тестирования 4) средства документирования Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры. Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизированные функции, т.е. система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяющиеся на задачи. В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой, и отношения между данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей, выполненных в виде диаграмм, наиболее распространенными среди которых являются SADT и DFD. SADT – модели и соответствующие им функциональные диаграммы. DFD – диаграммы потоков данных. 3. Методология функционального моделирования SADT Метод SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы – главные компоненты моделей. Все функции ИС и интерфейсы представлены на них как блоки и дуги. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющая информация входит в блок сверху, в то время как информация, которая подвергается обработке показывается с левой стороны блока, а результаты выхода – с правой. Механизм, т.е. человек или автоматизированная система, которые осуществляют операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу. Одной из наиболее важных особенностей методологии является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель. Модель SADT представляет собой серию диаграмм с сопроводительной документацией, разбивающей сложный объект на составные части, которые представлены в виде блоков. Детали каждого из основных блоков показаны в виде блоков на других диаграммах. Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из более общей диаграммы. На каждом шаге декомпозиции более общая диаграмма называется родительской для более детальной диаграммы. Каждый компонент модели может быть декомпозирован на другой диаграмме. Каждая диаграмма иллюстрирует внутреннее строение блока на родительской диаграмме. Подход SADT относится к классу формальных методов, используемых при анализе и разработке системы. Методология SADT предполагает ведение структурированного анализа, в процессе которого происходит создание системы. В дополнение к функциональному моделированию SADT структурный анализ предполагает построение информационной модели данных и диаграмм состояний STD, которые моделируют поведение системы во времени. Основной принцип CASE состоит в том, что тщательный анализ системы обуславливает получение возможного оптимального решения, таким образом, появившаяся в начале 80-х гг. XX в. как технология поддержки разработки ИС методология CASE применяется в настоящее время не только в программировании, но и как средство описания деятельности различный организаций. Удобные средства визуального представления информации описаны в стандартах семейства IDEF, которая может применяться для описания деятельности произвольной компании, т.к. цель проведения реинжениринга бизнес-процессов – это оптимизация ее функционирования на рынке.
Семейство стандартов IDEF 1. Методики концептуального проектирования Применяемые в CASE-средствах разные методики моделирования описывают различные свойства систем, важные с точки зрения их автоматизации, а также позволяющие количественно оценить параметры проекта. Спектр свойств систем различного назначения очень широк и не все они к настоящему времени отражены в адекватных моделях. В то же время для класса информационных систем адекватные модели разработаны и поддерживаются соответствующими средствами автоматизации. Взаимная совокупность методик и моделей концептуального проектирования IDEF была разработана в США. В настоящее время имеются методики функционального, информационного и поведенческого моделирования и проектирования, в которые входят следующие IDEF-модели: 1) IDEF-0 – функциональное моделирование; 2) IDEF-1 и IDEF-1X – информационное моделирование; 3) IDEF-2 – поведенческое моделирование; 4) IDEF-3 – моделирование деятельности; 5) IDEF-4 – объектно-ориентированное проектирование; 6) IDEF-5 – систематизация объектов приложения; 7) IDEF-6 – использование рационального опыта проектирования; 8) IDEF-8 – взаимодействие человека и системы; 9) IDEF-9 – учет условий и ограничений; 10) IDEF-14 – моделирование вычислительных сетей. 1) Реализует методику функционального моделирования сложных систем; наиболее известной реализацией IDEF-0 является методология SADT, предложенная в 1973 г. ученым Россом. Эта методология впоследствии стала основой стандарта IDEF-0. Методика IDEF-0 рекомендуется для начальных стадий проектирования сложных искусственных систем управления, производства, бизнеса, включая людей, оборудование и программное обеспечение. 2) Реализует методики инфологического проектирования БД. В IDEF-1X имеется ясный графический язык для описания объектов и отношения в приложениях, называемых языком диаграмм. Разработка информационной модели в IDEF-1X выполняется в несколько этапов: - выясняются цели проекта, составляется план сбора информации. При этом исходные положения для информационной модели следуют из гера-модели (модели-родительницы)
- выявляются и определяются основные сущности, т.е. элементы БД, в которых будут храниться данные для системы - выявляются и определяются основные отношения, а результаты представляются графически в виде диаграмм - детализация нестандартных отношений и определяются ключевые атрибуты сущностей; детализация отношений заключается в замене связей «многие ко многим» на связи «многие к одному» и «один ко многим»;
- определяются атрибуты сущностей. 3,4) реализуется поведенческое моделирование; если методика IDEF-0 связана с функциональными аспектами и позволяет отвечать на вопрос «что делает система?», то в этих методиках детализируется ответ, как система это делает. В основе поведенческого моделирования лежат модели и методы имитационного моделирования систем массового обслуживания. Сети Петри применяют модели конечного автомата, описывающие поведенческие системы как последовательность смен состояний. Все перечисленные выше методики относятся к структурным методам. 5) реализуется объектно-ориентированный анализ больших систем; он предоставляет пользователю графический язык для изображения классов и диаграмм исследования. 6) направлен на предоставление антологической информации приложения в удобном для пользователя виде. Для этого используются символические обозначения объектов, их ассоциаций, ситуаций, называемых дискрепторами. IDEF-5 имеет схемный язык описания отношений классификации в таких терминах, как часть, целое, переход. В методике имеется правило связывания объектов, называемых термами. Термы связываются в предложения и аксиомы. 7) направлен на сохранение рационального опыта проектирования ИС, что способствует предотвращению структурных ошибок. 8) предназначен для проектирования диалогов человека и технической системы. 9) предназначен для анализа имеющихся условий и ограничений, таких как физические, юридические, политические и их влияния на принимаемые решения в процессе реинжениринга. 10) предназначен для представления и анализа данных при проектировании вычислительных сетей на графическом языке с описанием конфигураций, очередей, сетевых компонентов, требований к надежности. 2. Методология функционального моделирования IDEF-0 Методология IDEF-0 – это технология описания системы как множества взаимозависимых деталей или функций. IDEF-0 функции системы исследуются независимо от объектов, которые обеспечивают их выполнение. Функциональная точка зрения позволяет четко отделить аспекты назначения системы от аспектов его физической реализации. Наибольшая часть IDEF-0 применяется как технология исследования и проектирования систем на логическом уровне. Поэтому IDEF-0 используется на ранних этапах разработки проекта. Модель IDEF-0 сочетает в себе небольшую по объему графическую диаграмму со строгими и четко определенными рекомендациями, предназначенными для построения качественной и понятной модели системы. Диаграмма содержит только два обозначения: блоки и стрелки. Первый шаг при построении гера-модели заключается в определении назначения модели, т.е. набора вопросов, на которые должна отвечать модель. Границы моделирования предназначены для обозначения ширины охвата предметной области и глубины детализации и являются логическим продолжением уже определенного назначения модели. Как читающий модель, так и ее автор должен понимать степень детализированности ответов на поставленные значением модели вопросы. Следующим шагом является предполагаемая целевая аудитория, ради нужд которой создается модель. От этого непосредственно зависит уровень детализации, с которым должна создаваться модель. Перед построением модели необходимо иметь представления о том, какие сведения о предмете моделирования уже известны, какие дополнительные материалы и техническая документация для понимания модели могут быть необходимы для целевой аудитории, какие язык и стиль изложения являются наиболее подходящими. Под точкой зрения понимается перспектива, с которой наблюдается система при построении модели. Тачка зрения выбирается таким образом, чтобы учесть уже обозначенные границы моделирования и назначения модели. Однажды выбранная точка зрения остается неизменной для всех элементов модели. При необходимости могут быть созданы другие модели, отображающие систему с другой точки зрения. IDEF-0 функцией называется действие, которое обрабатывает или переводит входные параметры в выходные. Поскольку модели IDEF-0 моделируют систему как множество иерархических функций в первую очередь должна быть определена функция, описывающая систему в целом, т.е. контекстная функция. Функции изображают на диаграммах как функциональные блоки в виде прямоугольников. Имена функций подбираются по наименованию соответствующих действий, чтобы они отражали систему с точки зрения выбранной для моделирования. Любой блок может быть декомпозирован на составляющие его блоки. Описание любого блока должно как минимум включать описание объектов, которые блок потребляет или преобразует. В IDEF-0 также моделируются управление и механизмы исполнения. Под управлением понимают объекты, воздействующие на способ, которым блок преобразует вход и выход. Механизм исполнения – объекты, которые непосредственно меняют преобразование входа в выход, но остаются неизменными. Для типизации категорий информации на IDEF-0 диаграммах используют 4 типа стрелок: вход, выход, управление, механизм. Стрелки на диаграммах должны сопровождаться названиями. Стрелка «вход» представляет собой сырье или информацию, потребленную или преобразованную функциональным блоком для производства выхода. Стрелки входа всегда направлены в левую сторону прямоугольника, обозначенного в IDEF-0 функциональный блок. Наличие входных стрелок на диаграмме не является обязательным, т.к. возможно, что некоторые блоки ничего не преобразуют и не изменяют. Стрелки «управления» отвечают за регулирование того, как и когда выполняется функциональный блок. Т.к. управление контролирует поведение функционального блока для обеспечения создания желаемого выхода каждый функциональный блок должен иметь как минимум одну стрелку управления. Стрелки управления всегда входят в функциональный блок сверху. Управление часто существует в виде правил, инструкций, законов, набора необходимых процедур или стандартов, влияя на работу блока, управление само остается неизменным. Может оказаться, что целью функционального блока является как раз изменение какого-то правила, инструкции или стандарта. В этом случае стрелка, содержащая соответствующую информацию, должна рассматриваться не как управление, а как вход функционального блока. Управление можно рассматривать как специфический вид входа. В случаях, когда неясно, относить ли стрелку к входу или к управлению, предпочтительно относить ее к управлению до момента, пока неясность не будет разрешена. Стрелка «выхода» - продукция или информация, полученная в результате работы функционального блока. Каждый блок должен иметь как минимум один выход. Действие, которое не имеет никакого четко определенного выхода, желательно вообще не моделировать.
При моделировании непроизводственных предметных областей выходами как правило являются данные в каком-либо виде, обрабатываемые функциональным блоком. В этом случае важно, чтобы название стрелок входа и выхода были достаточно различны по своему смыслу. Стрелки механизма исполнения являются ресурсом, который непосредственно исполняет моделируемое действие. С помощью механизмов исполнения могут моделироваться: ключевой персонал, техника, оборудование. Стрелки механизма могут отсутствовать в случае, если оказывается, что они не являются необходимыми для достижения поставленной цели моделирования.
В IDEF-0 существуют 5 основных видов комбинированных стрелок: 1) выход-вход 2) выход-управление 3) выход-механизм 4) выход – обратная связь на управление 5) выход – обратная связь на вход. 1) применяется, когда один из блоков должен полностью завершить работу перед началом работы другого блока 2) отражает ситуацию преобладания одного блока над другим, когда один блок управляет работой другого 3) встречается реже и отражает ситуацию, когда выход одного функционального блока применяется в качестве инструментария для работы другого блока 4) обратные связи на вход и на управление применяются в случаях, когда зависимые блоки формируют обратные связи для управляющих ими блоков 5) обычно применяются для описания циклов повторной обработки чего-либо, кроме того, связи «выход – обратная связь на вход» могут применяться в случаях, если бракованная продукция может заново использоваться в качестве сырья Выход функционального блока может использоваться в нескольких других блоках. Главная ценность IDEF-0 заключается в том, что эта методология помогает выявить взаимозависимости между блоками системы. Соответственно IDEF-0 предусматривает как разъединение, так и соединение стрелок на диаграмме. Разъединение на несколько частей стрелки может иметь наименование, отличающееся от наименования исходной стрелки. Исходная, и разъединяющая, и объединяющая стрелки в совокупности называются связанными. Такая техника обычно применяется для того. Чтобы отразить использование в процессе только части сырья или информации, обозначенной исходной стрелкой. Аналогичный подход применяется по отношению к объединяющим стрелкам. Понятие связанных стрелок используется для управления уровнем детализации программ. Если одна из стрелок диаграммы отсутствует на родительской диаграмме и не связана с другими стрелками той же диаграммы, то точка входа или выхода этой стрелки обозначается туннелем. Кроме того, туннели используются для отражения ситуации, когда стрелка, присутствующая на родительской диаграмме, отсутствует в диаграмме декомпозиции соответствующего блока. 3. Дополнительные диаграммы в IDEF-0. В дополнение к контекстным диаграммам и диаграммам декомпозиции при разработке и представлении моделей могут применяться следующие виды IDEF-0 диаграмм: · дерево моделей · презентационные диаграммы. Дерево модели – это обзорная диаграмма, показывающая структуру всей модели. Обычно вершина дерева соответствует контекстному блоку. Под вершиной выстраивается вся иерархия модели. Не запрещается назначать вершиной и произвольный блок, помещая под ним все его детские блоки. Из-за высокой итеративности функционального моделирования дерево модели будет неоднократно изменяться существенным образом до тех пор, пока не будет получена его стабильная версия. Обзор модели с использованием дерева помогает сконцентрироваться на функциональной декомпозиции модели. Презентационные диаграммы FEO часто включают в модели, чтобы проиллюстрировать другие точки зрения или детали, выходящие за рамки традиционного синтаксиса IDEF-0. Диаграммы FEO допускают нарушения любых правил построения диаграмм IDEF-0 в целях выделения важных с точки зрения аналитика частей модели. Если диаграмма FEO включена в модель исключительно для отображения другой точки зрения на систему, она внешне будет выглядеть как обыкновенная IDEF-0 диаграмма, удовлетворяя всем ограничениям IDEF-0. Один из способов использования FEO диаграмм состоит в выделении функционального блока от его окружения посредствам создания диаграммы с единственным блоком и всеми относящимися к нему стрелками наподобие контекстной диаграммы. Это может оказаться полезным в ситуациях, когда необходимо быстро получить информацию об интерфейсе функционального блока, а соответствующая диаграмма декомпозиции содержит слишком много объектов. Кроме того, встречаются следующие виды презентационных диаграмм: · копия IDEF-0 диаграммы, которая содержит все функциональные блоки и стрелки, относящиеся только к одному из функциональных блоков, что позволяет отразить взаимодействие между этим блоком и другими объектами диаграммы; · копия IDEF-0 диаграммы, которая содержит все функциональные блоки и стрелки, непосредственно относящиеся только ко входу или выходу родительского блока; · копия IDEF-0 диаграммы, представляющая различные точки зрения на глубину одного уровня декомпозиции. 4. Методология описания бизнес-процессов. IDEF-3 – это способ описания процессов с использованием структурированного метода, позволяющего эксперту в предметной области представить положение вещей как упорядоченную последовательность событий с одновременным описанием объектов, имеющих непосредственное отношение к процессу. IDEF-3 является технологией для сбора данных, требующихся для проведения структурного анализа системы. Основой модели IDEF-3 служит сценарий бизнес процесса, который выделяет последовательность действий или подпроцессов анализируемой системы. Сценарий для большинства моделей должен быть документирован. Также важным для системного аналитика является понимание цели моделирования, т. е. набора вопросов, ответами на которые будет служить модель: границ моделирования, какие части системы войдут в модель и для кого разрабатывается модель.
Главной организационной единицей модели IDEF-3 является диаграмма. Взаимная организация диаграмм внутри модели IDEF-3 особенно важна в случае, когда модель заведомо создается для последующего опубликования или рецензирования. Другим важным компонентом модели в IDEF-3 является единица работы или действие. Диаграммы IDEF-3 отображают действие в виде прямоугольника. Каждому из действий присваивается уникальный идентификационный номер. Этот номер не используется вновь даже в том случае, если в процессе построения модели действие удаляется.


Идентификационный ном р (номер роди еля. номер действия: 1.1) В диаграммах IDEF-3 номер действия обычно предваряется номером его родителя. Существенные взаимоотношения между действиями выделяют связи. Все связи в IDEF-3 являются однонаправленными. Существует 3 возможных типа связи: · временное предшествование®; · объектный поток · нечеткое отношение Связь типа «временное предшествование» показывает, что исходное действие должно завершиться прежде чем конечное действие сможет начаться. Связь типа «объектный поток» используется, когда некоторый объект, являющийся результатом выполнения исходного действия, необходим для выполнения конечного действия. Наименования потоковых связей должны четко идентифицировать объект, который передается с их помощью. Связь типа «нечеткое отношение» используется для выделения отношений между действиями, которые невозможно описать с использованием двух предыдущих. Значение каждой такой связи должно быть определено, поскольку связи типа «нечеткое отношение» сами по себе не предполагают никаких ограничений. В IDEF-3 завершение одного действия может инициировать начало выполнения сразу нескольких других действий или наоборот – определенное действие может требовать завершения нескольких других действий до начала своего выполнения. В модели такие случаи представляют специальным объектом «соединение». Соединения разбивают или соединяют внутренние потоки и используются для описания ветвления процессов. Существуют разворачивающие соединения, которые используются для разбиения потока, т. е. завершение одного действия вызывает начало выполнения нескольких других. Сворачивающие соединения объединяют потоки, т. е. завершение одного или нескольких действий вызывает начало выполнения другого действия. Соединение «и» инициирует выполнение конечных действий. Все действия присоединенные к сворачивающему «и»-соединению, должны завершиться прежде чем начнется выполнение следующего действия. Соединение «эксклюзивное или» независимо от количества действий, связанных со сворачивающим или разворачивающим соединением, будет инициировать только одно из предложенных действий, и поэтому только оно будет завершено перед тем, как любое действие, следующее за сворачивающим «эксклюзивным или» сможет начаться. Соединение «или» предназначено для описания ситуаций, которые не могут быть описаны двумя предыдущими типами. Существуют случаи, когда время начала или окончания параллельно выполняемых действий должно быть одинаковым, т. е. действия должны выполняться синхронно. Для моделирования такого поведения системы используются различные виды синхронных соединений: и, или, эксклюзивное или. Синхронное соединение обозначается двумя вертикальными линиями внутри прямоугольника. Все соединения на диаграммах должны быть парными, из чего следует, что любое разворачивающее соединение имеет парное себе сворачивающее. Однако типы соединений необязательно должны совпадать. Соединения могут комбинироваться для создания более сложных ветвлений, однако комбинации соединений следует использовать с осторожностью, поскольку перегруженность ветвлениями диаграммы затрудняет восприятие модели. В IDEF-3 существуют специальные объекты, которые ссылаются на другие разделы описания процесса. Они называются указателями. Используются для привлечения внимания пользователя к каким-либо важным аспектам модели. Изображаются указатели в виде прямоугольника, похожего на действие, но без разделительной черты. Имя указателя включает его тип и идентификатор. Существуют следующие типы указателей: · объект (используется для описания того, что в действии принимает участие заслуживающий внимания объект); · ссылка (используется для реализации цикличности выполнения действий); · единица действия (используется для многократного отображения на диаграмме одного и того же действия); · заметка (используется для документирования любой важной информации общественного характера); · уточнение (используется для уточнения или более подробного описания изображенного на диаграмме). 5. Структурный анализ потоков данных DFD Так же как и диаграммы IDEF-0, диаграммы потоков данных моделируют систему как набор действий, соединенных друг с другом стрелками. Диаграммы потоков данных содержат два новых типа объектов: 1. Объекты, собирающие и хранящие информацию, называемые хранилищами данных 2. Объекты, моделирующие взаимодействие с теми частями системы, которые выходят за границы моделирования и называются внешние сущности.
В отличие от стрелок в IDEF-0, которые иллюстрируют отношения, стрелки DFD показывают, как объекты реально перемещаются от одного действия к другому. Это представление потока обеспечивает отражение в DFD-моделях таких физических характеристик системы, как движение объектов, хранение объектов, источники и потребитель объектов.
Построение DFD-диаграмм изначально применялось при разработке программного обеспечения. Сейчас DFD-моделирование используется при структурном анализе потоков данных в других предметных областях. В отличие от IDEF-0, рассматривающего систему как множество взаимопересекающихся действий, в названиях объектов DFD-диаграмм преобладают имена существительные. Контекстная DFD-диаграмма часто состоит из одного функционального блока, т.е. действия, и нескольких внешних сущностей. Функциональный блок контекстной диаграммы обычно имеет имя, совпадающее с именем всей системы. Добавление на диаграмму внешних ссылок не изменяет фундаментального требования, что модель должна строиться с единственной точки зрения и иметь четко определенные цель и границы. Функциональный блок DFD моделирует некоторую функцию, которая преобразует сырье в какую-либо продукцию. Функциональные блоки DFD изображаются в виде прямоугольников с закругленными углами и почти идентичны функциональным блокам IDEF-0. Однако они имеют только входы и выходы и не имеют управления и механизма исполнения. В некоторых интерпретациях DFD механизм исполнения моделируется как ресурсы и изображается в нижней части прямоугольника. Внешние сущности обеспечивают необходимые входы для системы и являются приемниками для ее выходов. Одна внешняя сущность может одновременно предоставлять входы, т.е. функционировать как поставщик, и принимать выходы (работать как получатель). Внешние сущности изображаются в виде прямоугольников и размещаются у краев диаграммы. Одна внешняя сущность может повторяться на одной и той же диаграмме несколько раз. Этот прием применяется для сокращения количества линий, соединяющих объекты на диаграмме. Стрелки описывают передвижение объектов от одной части системы к другой. Поскольку все стороны функционального блока DFD равнозначны, стрелки могут начинаться и заканчиваться в любой части блока. В DFD используются и двунаправленные стрелки, которые нужны для взаимодействия между блоками, обозначающего диалог. Объект хранилища данных моделирует передвижение данных в статических состояниях. При моделировании производственного процесса хранилищами данных служат места временного складирования. В информационных системах хранилища представляют любой механизм, который поддерживает хранение данных для их промежуточной обработки. Стрелки на DFD-диаграммах могут быть разбиты (разветвлены) на части и при этом каждый получившийся сегмент может быть переименован таким образом, чтобы показать декомпозицию данных, переносимых конкретным потоком. Стрелки могут соединяться между собой для формирования так называемых комплексных объектов.
Другие возможности IDEF-моделей
Функциональные модели могут служить исходными данными при использовании других методов моделирования. Например, стоимостные модели, построенные на базе моделей IDEFO, могут применяться для анализа затрат на сооружение здания, основанного на соотнесении общих затрат на строительство с затратами на строительные материалы, выполнение соответствующих технологических операций и заработную плату. Кроме того, на базе моделей IDEF3 иногда проводят имитационное моделирование для исследования параметров системы, меняющихся во времени. Стоимостный анализ IDEF-моделей. Функциональное оценивание Функциональное оценивание (Activity-based costing — ABC) — это технология выявления и исследования стоимости выполнения той или иной функции (действия). Исходными данными для функционального оценивания являются затраты на ресурсы (материалы, персонал и т.д.), затем эти затраты распределяются между блоками IDEF3 - модели, которые, в свою очередь, привязываются к выходам системы, называемым, в терминологии функционального оценивания, объектами затрат. В сравнении с традиционными способами оценки затрат, при применении которых часто недооценивается продукция, производимая в незначительном объеме, и переоценивается массовый выпуск, ABC обеспечивает более точный метод расчета стоимости производства продукции, основанный на стоимости выполнения всех технологических операций, выполняющихся при ее выпуске. Модель функциональной оценки отражает схему функционирования компании, так как в ее основе лежит IDEF3-модель действий. Поскольку построение полной картины затрат может оказаться неоправданно дорогим и долгим, важно сконцентрировать внимание на основных производственных затратах компании. Модель функциональной оценки представляется, как правило, в виде таблицы, в которой стоимость каждого ресурса или механизма исполнения записывается в разрезе выполняемых действий и получающейся в результате продукции. Фрагмент такой модели приведен в табл. 1. Таблица 1
Действие
Ресурсы
Прием платежа Инкассация Наимено­вание Стоимость Кол-во Всего Кол-во Всего Подсчет наличных Счетчик банкнот $10 1 $10 3 $30 Опера­ционист $5 1 $5 3 $15 Итого $15 $45 Формула расчета стоимости ресурсов для выполнения того или иного действия выглядит так: CTOИMОCTЬ_ресурса • количество = общие_затраты_на_ресурс Как уже упоминалось выше, при функциональном оценивании результирующую продукцию называют объектом затрат, а основные организационные единицы компании, такие, например, как департаменты, — центрами затрат (cost centers).
Если в общей стоимости продукции существенную роль играет стоимость исходного сырья, то создаются таблицы, подобные по структуре табл.1 и отражающие стоимость сырья для каждого выхода, производимого тем или иным блоком. Также может оказаться важным оценить стоимость неудачи при выполнении того или иного действия, в случае если это приводит к су­щественным потерям, выражающимся как в непосредственных потерях от испорченного сырья, так и в стоимости повторного выполнения технологических операций при переделке продукции. Для этого также строят отдельные таблицы, похожие по структуре на уже рассмотренные. В иерархических моделях IDEF3 стоимости присваиваются только для блоков, не имеющих диаграмм декомпозиции (листовых блоков); стоимостью родительских блоков в этом случае предполагается совокупная стоимость листовых блоков.