1. Значение и направления развития проектирования информаци онных систем, предназначенных для обработки экономической инфор мации; проблемы проектирования автоматизированных экономических информационных систем (АЭИС) (14. 1).
Мировая экономика - широко разветвленная научная отрасль, имеющая мощную информационную базу (только в США выходит более 500 наименований журналов по экономике и бизнесу). В нашей стране проблема проектирования АЭИС стоит особенно остро, если учесть, что до недавнего времени экономическая теория обслуживала, глав ным образом, государственные органы власти разного уровня, а сама экономика была самозамкнутой, с минимальным участием в междуна родном разделении труда. Сложилась устойчивая система информаци онного обеспечения государственного сектора.
Существует также более общая проблема, связанная с ролью и местом информационных процессов в обществе. В современных услови ях эффективность информатизации определяется качеством информаци онных связей, уровнем общения различных участников процесса ком муникаций, обусловленным проникновением информатизации во все сферы общественной жизни - идеологию, мораль, политику, религию, медицину, образования и т. д. , не говоря уже о экономике.
В условиях наметившейся информатизации общества большое зна чение придается разработке и проектированию экономических инфор мационных систем, обслуживающих сферы с высоком уровнем потребле ния вычислительной техники. Открываются новые возможности, свя занные с динамичностью проведения экономических реформ и появле нием новых форм хозяйственной деятельности (Например, создание информационных систем, реагирующих на изменение состояния рынка). С каждым днем все большая часть экономических и финансовых дан ных, относящихся к производственной сфере, банковским и коммер ческим расчетам, социально-бытовому и транспортному обслуживанию, здравоохранению, национальной безопасности и личной жизни, дове ряются информационным системам, базирующимся на надежной и удоб ной как аппаратной, так и программной основе, воплощенных в самом массовом классе вычислительной техники - ПЭВМ.
В маркетинговой деятельности информатизация позволяет перей ти к новым формам работ: анализ потребительского спроса, модели рование развития общественных потребностей и возможностей их удовлетворения, автоматизации процессов заключения договоров на поставку продукции и контроля за их исполнением. Многие хозяйс твенные структуры, связанные стабильными договорными отношениями, создают информационные системы, позволяющие заказчику контролиро вать ход выполнения заказа у подрядчика. Создаются высокоавтома тизированные системы рыночных взаимодействий, которые предъявляют повышенные требования к информационному обеспечению экономических структур: те хозяйства, которые не будут иметь развитых систем в сфере маркетинга, не смогут нормально функционировать на внутрен нем и внешнем рынках. Наличие теких систем является необходимым условием рыночной интеграции.
Назначение информационной системы (ИС) - поиск и анализ ин формации, потребителем которой является человек. Основу алгорит мов такой системы составляют программы логической обработки дан ных. Объем входной информации в таких системах невелик, но в них имеются большие постоянные или медленно изменяющиеся массивы дан ных. Воздействие ИС на все области человеческой деятельности предъявляет ряд требований, которые должны быть учтены при проек тировании и сопровождении АЭИС, и гарантирующих, что последние являются: исключительно надежными; естественными; удобными в ис пользовании; оставляющими главную роль за человеком, а на за ма шиной; проверяемыми; труднодоступными для злоупотреблений.
Анализ _значимости . для общества информационных и вычислитель ных систем является частью работы по их проектированию, а методы проведения этого анализа должны быть включены в практическую ме тодологию проектирования. Система состоит из компонентов, выпол няющих определенные функции по отношению к ее внешнему окружению. Чтобы иметь возможность воспринимать информацию извне и переда вать ее во внешнее окружение, система должна иметь _входы . и _выхо _ды ... АЭИС представляет собой человеко-машинный комплекс, в котором экономическая информация обрабатывается с помощью ЭВМ, а резуль таты обработки используются человеком для принятия решения. Цель проектирования, направленная на достижение конечного результата, может быть представлена в виде иерархической структу ры: г===========================¬ ---¦ Успешность проектирования ¦----¬ ¦ L===========================- ¦
г==============¦==============¬ г==============¦==============¬ ¦ Качество ¦ ¦ Эффективность процесса ¦ ¦ системы ¦ ¦ разработки системы ¦ L==============T==============- L==============T============== ----------+T----------¬ -----------T+---------¬
г====¦====¬г====¦====¬г====¦====¬ г====¦====¬г====¦====¬г====¦====¬ ¦ Челове- ¦¦ Управле-¦¦ Програм-¦ ¦ Челове- ¦¦ Управле-¦¦ Програм-¦ ¦ ческие ¦¦ ние ре-¦¦ мотехни-¦ ¦ ческие ¦¦ ние ре-¦¦ мотехни-¦ ¦ факторы ¦¦ сурсами ¦¦ ка ¦ ¦ факторы ¦¦ сурсами ¦¦ ка ¦ LT========-LT========-LT========- LT========-LT========-LT======== +Легкость +Эффектив- +Специфиро- +Планируе- +Анализиру-+Осуществи ¦использо- ¦ность ¦ванность: ¦мость ¦емость эф-¦мость ¦вания ¦ ¦ полнота +Организо- ¦фективнос-+Полнота и +Удовлетво-LИзмеряе- ¦ безопас- ¦ванность ¦ти затрат ¦осуществи ¦рение пот- мость ¦ ность +Укомплек- ¦ ¦мость тре ¦ребностей ¦ непротиво-¦тованность+Планируе- ¦бований ¦пользова- ¦ чивость ¦штатов ¦мость +Проектиру ¦теля ¦ осуществи-+Руководи- ¦ ¦емость из +Реализация ¦ мость ¦мость LКонтроли- ¦делия ¦потенциа- ¦ проверяе- +Контроли- руемость +Програм ¦льных спо- ¦ мость ¦руемость ¦мируемость ¦собностей +Правиль- +Автомати- +Комплекси ¦пользова- ¦ность ¦зируемость ¦руемость ¦теля LАдаптируе- LСледование +Внедряе LСледование мость: модифици- ¦мость модифици- структури- рованному +Сопровож рованному рованность золото- ¦даемость му золотому независи- правилу +Снимае правилу мость ¦мость понятность LУправляемость конфигурацией
Проектирование АЭИС включает в себя также создание качест венной документации, формирование и ведение баз данных и разра ботку процедур работы с системой. Проектирование АЭИС должно про водиться на системной основе с целью минимизации как стоимости проектирования, так и времени, затрачиваемого на разработку. При решении задач проектирования ИС на основе ПЭВМ критичным является состояние дела с людскими ресурсами. В то время, как ко личество и сложность аппаратуры возрастает значительными темпами (и этому росту не видно никаких физических ограничений), соот ветствующий рост программного обеспечения (ПО) ограничен интел лектуальным и социальным уровнем развития общества. Производи тельность труда при разработке ПО относительно низка и удовлетво рение спроса возможно только за счет дополнительного привлечения людских ресурсов. На рубеже 80-х г. г. Дж. Мартин выступил с проек том, названным новой информационной технологией (НИТ). Необходи мость НИТ обуславливалась тем, что длительность традиционных ме тодов разработки информационных систем превосходила время безус ловного морального старения их спецификаций. С момента, когда бы ли сформированы и утверждены требования к будущей системе и до начала ее опытной эксплуатации эти требования безнадежно устаре вали. Для выхода из этой ситуации было предложено участие в про цессе создания и проектирования системы будущих пользователей. Используя языки программирования сверхвысокого уровня, специаль ные языки запросов к базам данных, и специальные языки для фор мальных спецификаций, пользователь, согласно замыслу автора НИТ, должен был реализовать прототип будущей системы, который предус матривал все нужные функции, но не удовлетворял требованиям эф фективности использования ресурсов. Это реализовывалось професси ональными программистами, которые формировали ПО будущей системы. Первый шаг к НИТ был сделан, когда ПЭВМ стали применяться при ре шении практических задач, таких как управление деятельностью предприятий, планирование, информационный поиск в больших масси вах информации, т. е. с появлением качественно нового типа - ИС. Сложился также определенный комплекс требований для ПЭВМ. Это можно продемонстрировать примером, характерным для США, где предъявляют семь основных четко сформировавшихся требований для ПЭВМ: 1) цена всей системы не должна превышать 5000 дол. ;
2) система включает внешние запоминающие устройства (накопи тели на компакт-диска или на магнитных дисках); 3) емкость ОЗУ составляет не менее 64 Кбайт;
4) в состав ПО входит по крайней мере один из языков прог раммирования высокого уровня (Бейсик, Фортран или Паскаль); 5) имеется операционная система, способная поддерживать диа логовое взаимодействие с пользователем;
6) распространение ПЭВМ осуществляется на основе сети сбыта с ориентацией на людей, не обладающих навыками работы с ВТ; 7) система обладает достаточной гибкостью для поддержки прикладного ПО, она в известном смысле является универсальной. Создание АЭИС с использованием ПЭВМ позволяет:
- обеспечивать работников управленческий сферы и финансово экономических служб оперативной информацией вместо обезличенного представления информации функциональному подразделению в целом; - получать комплексную информацию на основе данных всех под систем управления хозяйственной и коммерческой деятельностью; - создать многоуровневый интегрированный банк данных и обес печить диалоговый режим общения пользователя с системой через ав томатизированные рабочие места (АРМ);
- снизить объем выходных бумажных документов (так называемых машинограмм) в три-четыре раза;
- сократить время поиска информации в системе, а также ее обработки, подготовки и выпуска различной организационно-распоря дительной документации;
- автоматизировать функции контроля исполнения на всех уров нях управления и экономической деятельности;
- автоматизировать ведение локальной информации конечных пользователей и создавать локальные базы данных;
- дать возможность пользователям работать с имеющейся в бан ке данных информацией как в составе общей сети, так и автономно. Главной проблемой, стоящей в настоящее время перед проекти ровщиками ИС, является обеспечение быстро расширяющегося сооб щества конечных пользователей удобным интерфейсом, т. е. создавать такие АЭИС, которые позволили бы пользователю выполнять с помощью ЭВМ необходимые действия без глубокого изучения в полном объеме специальной литературы по ВТ. Особенно остро это стало в связи со скачкообразным развитием микроэлектронной технологии и широким выходом на мировой рынок ПЭВМ, снижением стоимости аппаратных средств и существенным увеличением возможностей ПО за счет боль шого объема памяти, более полного набора команд и т. д.
Современный уровень научно-технического развития выдвигает определенные принципы проектирования ИС, включая и экономические. Разработка этих принципов направлена на обеспечение создания на дежных систем и повышение эффективности самого процесса проекти рования. Актуальность задачи вызвана следующим:
- объекты АЭИС становятся более крупномасштабными и дороги ми, что приводит к их удорожанию и увеличению сроков проектирова ния; ошибки, допущенные в процессе проектирования, приводят к су щественным затратам материальных и трудовых ресурсов;
- растет сложность АЭИС: возрастает число решаемых задач, простейшие задачи стабилизации уступают место сложным задачам са монастройки системы на оптимум показателей; одновременно с ростом числа задач сокращается допустимое время принятия решений;
- проектирование начинается и проводится в условиях неопре деленности, т. е. при отсутствии в полном объеме информации, необ ходимой для выбора решений.
Для комплексного решения проблем проектирования необходимо широкое обеспечение процесса средствами автоматизации всего жиз ненного цикла АЭИС, начиная от формулирования исходных требований и кончая завершением промышленного производства и эксплуатации. Рост спроса на АЭИС предъявляет требования к самому проекти рованию: повысить производительность труда при разработке; повы сить эффективность сопровождения, т. к. последнее требует больших затрат, чем непосредственно разработка.
2. Порядок разработки автоматизированных экономических ин формационных систем (АЭИС); нормативная последовательность этапов разработки АЭИС: технические предложения, технические требования или техническое задание; эскизный проект; технический проект; ра бочий проект (19. 1. )
Основанием для начала работ по созданию АЭИС могут быть ре ------------------¬ шения как государственных органов, так ¦Разработка техни-¦ и коммерческих структур и различных ор ¦ческих предложен. ¦ ганизаций, функционирующих в обществен L--------T--------- но-социальной сфере. В создании участ ---T--------+--------¬ вуют как заказчик (организация, для ко ¦--+Разработка ТЗ или+¬ торой разрабатывается АЭИС), так и ис ¦¦-+технич. требовани馦 полнитель - как специализированная о𠦦¦L--------T---------¦ ганизация, так и отдельно созданный для ¦¦¦---------+--------¬¦ этой цели коллектив.
¦¦L+ Эскизное ++----------¬ Весь период создания ¦¦ ¦ проектирование ¦¦ ¦ АЭИС состоит из этапов. В ¦¦ L--------T---------¦ ¦ зависимости от того, в ка ¦¦ ---------+--------¬¦ ---------+--------¬ кой степени при ¦L-+ Техническое +- ¦ Макетирование и ¦ проекровании испо ¦ ¦ проектирование +--+оценочн. программ. ¦ льзуются готовые ¦ L--------T--------- L------------------ или известные тех ¦ ---------+--------¬ нические решения и методология, неко ¦--+ Разработка рабо-¦ торые этапы могут объединяться.
¦¦-+ чих чертежей +-¬ В других случаях, напротив, от ¦¦¦L--------T--------- ¦ дельные этапы (например, эскизное или ¦¦¦---------+--------¬ ¦ техническое проектирование) могут до ¦¦L+ Изготовление +¬¦ полняться экспериментальными работами ¦¦ ¦опытного образцদ¦ для исследования новых решений, схем и ¦¦ L--------T---------¦¦ методов.
¦¦ ---------+--------¬¦¦ Связи между этапами, идущие в об ¦L-+Отладка и испыта-¦¦¦ ратном (по отношению к последователь L--+ния опытн. образца+-¦ ности разработки) направлении, отражают L--------T--------- ¦ возможность корректировки некоторых ре ---------+--------¬ ¦ шений, принятых на предшествующих эта ¦Изготовл. и экспл. ¦ ¦ пах, по результатам анализа или иссле ¦головного образца+-- дований, выполненных на последующих L--------T--------- этапах.
---------+--------¬ В рассмотренном порядке создания ¦ Серийный ¦ АЭИС находят отражение все системотех ¦ выпуск ¦ нические принципы. Переход от общих L------------------ вопросов к частным, одновременная про работка отдельных подсистем и устройств, корректировка результатов - эти и другие требования по порядку представляют собой основные системотехнические концепции.
_Разработка технических предложений . : проводится изучение и анализ предметной области в которой будет функционировать система и формулируется общая постановка задачи ее создания.
Цель создания системы формулируется как в виде конкретных технических требований, так и виде некоторых общих положений. В функции разработчика на этом этапе входит:
- разработка перечня работ по всем этапам обследования объ екта или исследования задач и формы представления необходимой ин формации;
- методическое руководство всеми работами по обследованию объекта или исследования задач, в т. ч. и работа совместно с представителями заказчика;
- анализ и обобщение материалов обследования (исследования). Заказчик обеспечивает сбор, систематизацию и представление разработчику всей необходимой информации. На основе проведенной работы проводится определение "общих контуров" проектируемой АЭИС, выполняется ориентировочная оценка сроков ее создания и приводятся расчеты стоимости и эффективности разработки.
_Разработка технических требований и технического задания _(ТЗ) ... На основании рассмотренных технических предложений заказчик формулирует ограничения для создаваемой системы, состоящие из це ли системы и принуждающих связей - факторов, ограничивающих выбор способов достижения цели (иными словами, заказчик задает исходные требования к системе, обусловленные ее назначением и условиями ее создания или использования). ТЗ разрабатывается также на основе результатов предпроектных НИР и экспериментальных работ, анализа и прогнозирования передовых зарубежных и отечественных науч но-технических достижений.
Согласование между заказчиком и исполнителем способов оценки системы на начальной стадии ее создания является необходимым ус ловием для наиболее полного удовлетворения требований заказчика. На этом же этапе, при необходимости, между заказчиком и ис полнителем должны быть согласованы предложения, облегчающие проб лемы создания системы. Этап включает в себя подэтапы: _Подэтап "Определение общих требований"
Состав работ: неформальная постановка задачи, определение функций АЭИС, обоснование необходимости проведения НИР; предвари тельный выбор методов и средств решения задач, критериев эффек тивности; моделирование наиболее важных функций и характеристик АЭИС; предварительная декомпозиция АЭИС на комплексы; анализ ана логов АЭИС (по зарубежным и отечественным данным); анализ требо ваний ТТЗ на АЭИС на реализуемость и непротиворечивость; разра ботка требований к АЭИС; разработка требований к критериям, мето дам и средствам оценки качества системы; разработка требований к порядку, видам и срокам испытаний и приемки АЭИС.
Состояние АЭИС после этого подэтапа характеризуется выпуском технических требований к информационной системе.
_Подэтап "Разработка ТЗ на АЭИС" ... Помимо определения и форму лировки в ТЗ требований заказчика к АЭИС и условий ее эксплуата ции, установлен следующий порядок разработки: возможность приоб ретения или разработки тех или иных технических средств; возмож ность разработки соответствующего математического обеспечения системы; сроки разработки подсистем и системы в целом, а также распределение по указанным срокам финансовых ресурсов; мероприя тия по разработке управления системой; возможность использования результатов в последующих разработках; технико-экономическое обоснование (бизнес-план).
Состав работ: формализация требований к техническим и прог раммным средствам системы; непосредственная разработка и оформле ние ТЗ; согласование и утверждение ТЗ на АЭИС.
ТЗ оформляется заказчиком в виде документа, подписывается, согласовывается и утверждается заказчиком и исполнителем в соот ветствии с установленным порядком. _Разработка эскизного проекта ... Этап разработки эскизного проекта идет параллельно с эта пом эскизного проектирования АЭИС и включает подэтапы:
_Подэтап "Проработка архитектуры и декомпозиция АЭИС на комп _лексы" ... Основываясь на результатах обследования объекта или исс ледованиях задач, согласованных с заказчиком критериях, исполни тель определяет целесообразный уровень автоматизации процесса об работки экономической информации. Оценивая целесообразность авто матизации каждой из функций системы, исполнитель стремится перей ти от требований заказчика, ориентированных на назначение, к тре бованиям, ориентированным на техническое исполнение системы. При этом вырабатывается схема системы, определяющая взаимоотношение между людьми и аппаратурой; приводится в общем виде описание ал горитмов и процессов обработки информации; и документов, которые предполагается использовать.
Состав работ: определение оптимального соотношения аппарат ных и программных способов реализации автоматизируемых функций системы; уточнение декомпозиции АЭИС на отдельные комплексы; исс ледование и апробация аналогов АЭИС; моделирования функций и ха рактеристик АЭИС; определение методов и средств организации структур данных; проработка интерфейсов (внешних, пользователь ских, межкомплексных) по данным и управлению; уточнение требова ний АЭИС к вычислительным ресурсам; разработка уточненных требо ваний к АЭИС; составление внешней спецификации АЭИС на языке функциональной спецификации.
Состояние АЭИС после прохождения данного подэтапа характери зуется выпуском документов: уточненные технические требования к АЭИС; внешняя функциональная спецификация комплексов АЭИС.
На _подэтапе "Разработка требований к операционной среде" проводится анализ результатов моделирования характеристик и функ ций АЭИС, требований тактико-технического задания, внешних функ циональных спецификаций.
Состав работ: разработка требований к конфигурации (П)ЭВМ и сопроцессорным устройством (при необходимости); разработка част ного ТЗ на операционную среду или выбор и обоснование используе мой операционной системы.
Состояние АЭИС после прохождения данного подэтапа: требова ния к конфигурации вычислительной техники; частное ТЗ на операци онную среду.
_На подэтапе "Проработка вопросов оценки и обеспечения ка _чества АЭИС" . разрабатываются (выбираются) методы оценок качества системы и метрики для показателей качества АЭИС. Разрабатываются частные ТЗ для проверки, отладки и испытаний АЭИС.
Состав работ: разработка количественных показателей и мето дов оценки качества; разработка частных ТЗ на тесты для проверки, отладки и испытаний системы и ее компонент, частных ТЗ на средс тва автоматизации испытаний.
Состояние АЭИС после прохождения данного подэтапа: частное ТЗ на разработку тестов; частное ТЗ на средства автоматизации ис пытаний АЭИС.
_На подэтапе "Разработка технико-экономического обоснования" работы проводятся на основании утвержденных отраслевых методик планирования разработки АЭИС определения трудоемкости работ. Состав работ: разработка экономической модели с учетом всего жизненного цикла; проводятся ориентировочные расчеты трудозатрат, времени и стоимости разработки; проводится оценка реальных сроков разработки и имеющихся ресурсов; формируется укрупненный сквозной график разработки.
Состояние АЭИС после прохождения данного подэтапа характери зуется выпуском укрупненного графика разработки. _Подэтап "Перспективное планирование создания системы"
Состав работ: выбор и обоснование основных концепций техно логии разработки и состава технологического оборудования. разра ботка частного ТЗ на составные части ОКР и программирование; соз дание кооперации; разработка проекта руководящих указаний к раз работке; уточнение ТЗ на программные средства; разработка частно го ТЗ на тренажеры и обучающие средства; создание базы данных программного проекта для автоматизации управления и контроля хода разработки; разработка пояснительной записки к эскизному проекту. Состояние АЭИС после прохождения данного подэтапа характери зуется выпуском следующих документов: частное ТЗ на составные части ОКР и ТЗ на программирование; руководящие указания к разра ботке; частные ТЗ на тренажеры и обучающие устройства.
На этапе эскизного проектирования продолжается уточнение ор ганизационных вопросов: составляется общий сетевой график созда ния системы с учетом взаимодействия всех участвующих в разработке организаций. В эскизном проекте может быть предложено несколько вариантов решения задачи, проанализированы их достоинства и не достатки, выполнены оценки надежности.
Производятся согласования всех связей проектируемой системы с источниками и потребителями информации и исполнительными средс твами других систем. Эскизный проект рассматривается заказчиком, его заключение с учетом согласованных замечаний является основой для разработки технического проекта.
_Разработка технического проекта ... Этап технического проекти рования характеризуется более глубокой проработкой всех основных частей АЭИС, причем, в отличие от эскизного проекта, где требует ся существование нескольких вариантов, в техническом проекте оп ределяются единственные решения основных вопросов. Все техничес кие решения системы должны быть согласованы технологически. Это требование определяет уровень детализации проекта и степень конс трукторской проработки элементов системы. В некоторых случаях для этого может потребоваться макетирование отдельных отдельных бло ков системы и их экспериментальное исследование. В итоге этой ра боты составляются технические условия (ТУ) на поставку системы. Математическое обеспечение на этапе технического проектиро вания должно быть полностью определено, т. е. разработаны струк турные схемы всех программ, программы решения всех основных за дач, проведена проверка все основных задач, разработаны програм мы, организующие работу всей системы, проработаны вопросы обеспе чения требуемой надежности.
В составе технического проекта АЭИС должны быть следующие разделы: описание общих принципов функционирования, общей струк туры системы с указанием подсистем; схема потоков информации с указанием способов передачи информации; состав аппаратных средств; технические условия на поставку системы; укрупненный график разработки и внедрения АЭИС.
Технический проект предусматривает "Постановку задачи" (или "Исходные данные", в которую включаются: наименование задачи, ее содержательная формулировка; данные о периодичности решения зада чи; связи данной задачи с другими задачами и ее место в комплексе задач подсистем; описание способа организации сбора исходных дан ных и передачи их в память средств переработки информации; описа ние алгоритма решения задачи, точности решения, методов контроля вычислений; расчет надежности; формулировка временных ограничений на выдачу решения задачи; обоснование целесообразности предложен ного варианта задачи по сравнению с другими вариантами.
Здесь же приводятся (в приложениях) описание форм входных документов, форм промежуточных документов, сведения о представле нии информации, необходимой для связи с другими задачами.
Разработанный технический проект АЭИС принимается комиссией, назначаемой заказчиком. Решение комиссии с предложениями и заме чаниями утверждается заказчиком и является основой для рабочего проектирования.
_Подэтап "Настройка инструментальных средств создания систе _мы" . характеризуется подготовкой технологической линии производс тва программ и "настройкой" инструментальных программных средств. Состав работ: настройка технологических средств; расчет ре сурсов и производительности технологической линии; доукомплекто вание технологической линии техническими и программными средства ми; уточнение план-графика разработки АЭИС.
Состояние АЭИС после прохождения данного подэтапа характери зуется выпуском уточнений к графику разработки системы.
На подэтапе _"Декомпозиция системы на компоненты" . осуществля ется очередной шаг в декомпозиции АЭИС до уровня компонент и мо дулей, проработка интерфейсов и структур данных. Основным резуль татом работ являются проектные спецификации, описанные на языке функциональных спецификаций.
Состав работ: декомпозиция системы на компоненты и модули; определение функций и связи со смежными компонентами; определение связей с внешними компонентами и операционной средой; разработка интерфейсов и протоколов связи; разработка структур и докумен тальных форматов входных и выходных данных, методов организации и доступа, способов кодирования и контроля; разработка внешней спе цификации компонент АЭИС на языке функциональных спецификаций; детализация требований к ресурсам, параметрам, режимам использо вания вычислительной техники; контроль внешних спецификаций и протоколов обмена, устранение ошибок; уточнение технических тре бований к АЭИС; уточнение требований к вычислительной технике, сопроцессорным устройствам и к операционной среде; оценка качест ва проекта АЭИС; уточнение проектных спецификаций.
Состояние АЭИС после прохождения данного этапа характеризу ется выпуском и корректировкой следующих документов: перечень спецификаций компонент системы; уточнение технических требований к системе; частное ТЗ на операционную среду; требования к вычис лительной технике и сопроцессорным устройствам
На подэтапе _"Разработка прототипа информационной системы" осуществляется разработка внутренней спецификации компонент и мо дулей системы, разработка и верификация прототипа АЭИС. Цель раз работки прототипа - обеспечить раннюю диагностику ошибок проекти рования и предупредить их распространение на последующие стадии и этапы. Прототип - это рабочая модель, функциональный эквивалент. Верификация прототипа осуществляется его трансляцией, прогоном и тестированием.
Состав работ: детальная разработка структур и форматов дан ных; описание промежуточных данных, диагностических сообщений; описание организации данных в памяти и машинных носителях. Выбор программных средств управления данными; определение режимов рабо ты, условий выбора аппаратных и программных компонент, передачи параметров, требований к вычислительным ресурсам; описание внут ренних спецификаций компонент и модулей АЭИС на языке функцио нальных спецификаций с учетом характеристик технических средств; разработка прототипа АЭИС и имитатора модели внешней среды; испы тание прототипа АЭИС, корректировка внешних и внутренних специфи каций проекта АЭИС и прототипа; оценка качества проектирования АЭИС; уточнение графика разработки АЭИС; уточнение требований к вычислительным ресурсам; разработка уточненных требований к сос таву и срокам готовности тестов и средств автоматизации испытаний и специализированных стендов реального оборудования; разработка пояснительной записки к техническому проекту АЭИС; разработка, испытание, передача в опытную эксплуатацию и сопровождение прог рамм, создаваемым по отдельным частным ТЗ.
Состояние АЭИС после прохождения данного этапа характеризу ется выпуском следующих документов: пояснительная записка к тех ническому проекту; внутренние спецификации компонент и модулей. _Разработка рабочего проекта . состоит в выпуске рабочей доку ментации, по которой изготавливается система, проводятся ее от ладка, испытания и передача в эксплуатацию. Разрабатываются рабо чие программы и инструкции по их использованию и изменению. Вы полняются решения, принятые на стадии технического проектирова ния. Практически этот этап состоит из двух разделов:
- _изготовление рабочих чертежей . (рабочей документации) в ко торой входят: машинные алгоритмы и программы решения задач, инс трукции по их эксплуатации; инструкции по подготовке исходных данных для решения задач и по использованию полученных результа тов; должностные инструкции; рабочая документация на размещение, установку и монтаж аппаратных средств; инструкции по эксплуата ции. После проведения предварительных испытаний и устранения вы явленных недостатков проводится корректировка рабочей документа ции. Рабочая документация практически создается в процессе всей разработки рабочего проекта.
- _создани . е _ опытного образца системы . (обычно на стенде, на котором проводится комплексная стыковка и отладка, здесь же про веряется соответствие системы заданным в ТЗ характеристикам). Опытный образец поступает на испытания, которые проводятся ве домственной комиссией в соответствии методикой (программой), сог ласованной и утвержденной исполнителем и заказчиком.
Создание опытного образца системы включает в себя подэтапы: _Подэтап "Разработка компонент системы" ... Параллельно с разра боткой аппаратных и программных модулей, а также программ-компо нент системы на подэтапе создаются инструментальные программные средства тестирования и имитаторы для автономной и комплексной отладки АЭИС. Проводится цикл уточнения спецификаций. Выпускается техническая и программная документация на различные компоненты. Состав работ: разработка детального графика кодирования, компоновки, документирования, испытания компонентов системы; раз работка средств тестирования и программных имитаторов для авто номной и комплексной отладки; разработка тестовых примеров и до кументов; разработка (и тиражирование) аппаратных и программных модулей, программ-компонент; автономная отладка; тестирование программ-компонент; уточнение проектных спецификаций; документи рование аппаратных и программных модулей и программ-компонент; оценка качества аппаратных и программных модулей и программ-ком понент; разработка, испытание, передача в опытную эксплуатацию и сопровождение компонентов, создаваемым по отдельным частным ТЗ. Состояние АЭИС после этого характеризуется выпуском докумен тов: программная документация на тесты; паспорта автономной от ладки аппаратных и программных модулей; техническая и программная документация на аппаратные и программные модули.
_Подэтап "Отладка комплексов системы" . проводится непосредс твенно на предприятиях-соисполнителях. Паспорта комплексной от ладки предъявляются головному исполнителю. На подэтапе проводится проверка готовности специализированного стенда отладки и испыта ний программных средств системы. Проверка готовности технических средств осуществляется по специальным тестам бригадой программис тов из состава разработчиков системы.
Состав работ: разработка детального (сетевого) графика комп лексной отладки; компановка комплексов системы; подготовка тесто вых примеров; отладка комплексов системы в статическом режиме; отладка комплексов системы в динамическом (квазиреальном) режиме; проверка готовности специализированного стенда отладки и испыта ния АЭИС; отладка комплексов системы в реальном масштабе времени; оценка качества комплексов системы; выпуск технической и прог раммной документации на комплексы системы; разработка технических условий; разработка, испытания, передача в опытную эксплуатацию и сопровождение системы, создаваемой по отдельным частным ТЗ. Состояние АЭИС после этого характеризуется выпуском докумен тов: паспорт комплексной отладки; программная документация на комплексы системы; проект технических условий.
_Подэтап "Расширенное тестирование комплексов системы" ... На подэтапе проводится интенсивная работа по локализации и исправле нию ошибок в программах. Полнота охвата ветвей программ контроль ными примерами оценивается по паспортам испытаний системы. При обнаружении принципиальных отклонений в программах уточняются спецификации и технические требования.
Программы компоненты и программные комплексы с технической и программной документацией передаются на ответственное хранение в службу ведения алгоритмов и программ головного разработчика. Из менения вносятся в порядке, установленном в подразделении, веду щем фонд алгоритмов и программ.
Состав работ: разработка методики и графика тестирования; подготовка тестовых примеров и исходных данных с участием заказ чика; тестирование аппаратных и программных комплексов, оценка полноты контрольных примеров; уточнение спецификаций и техничес ких требований; устранение ошибок; корректировка системы, техни ческой и программной документации по результатам тестирования; оценка качества комплексов аппаратных и программных средств; пе редача промышленного образца системы, технической и программной документации головному разработчику.
Состояние АЭИС после этого характеризуется выпуском или кор ректировкой документов: журнал тестирования и испытаний; журнал корректировок и модернизации; проектные спецификации аппаратных и программных компонентов системы; внутренние спецификации компо нент и модулей системы; технические требования к системе.
_Подэтап "Проведение стендовых испытаний опытного образца _системы" ... Стендовые испытания проводятся в соответствии с прог раммой и методикой испытаний, согласованной с заказчиком. Испыта ния системы проводятся на специализированном стенде, включающем в свой состав объектные ЭВМ и основные типы переферийных устройств системы. Процесс проведения стендовых испытаний предусматривает оперативное устранение ошибок, уточнение технических требований и спецификаций АЭИС. На подэтапе проводится компоновка по всем комплексам для отдельных элементов системы.
Состав работ: разработка программы и методики стендовых ис пытаний системы и графика испытаний; проведение стендовых испыта ний; ведение журнала испытаний; коррекция аппаратных и программ ных компонентов, а также технической и программной документации; уточнение технических требований и спецификаций; компоновка сос тавных частей системы; предварительная оценка выполнения системой тактико-технических требований; подготовка заключения; внесение изменений в техническое и программное обеспечение системы, а так же техническую и программную документацию через службу ведения фонда алгоритмов и программ головного разработчика; разработка, испытание, передача в опытную эксплуатацию и сопровождение сис тем, создаваемых по отдельным частным ТЗ.
Состояние АЭИС после этого характеризуется выпуском или кор ректировкой документов: журнал тестирования и испытаний; журнал корректировок и модернизации; технические требования; проектные спецификации и внутренние спецификации компонент и модулей. _Подэтап "Проведение предварительных испытаний системы" . явля ется заключительным на этапе рабочего проектирования. Предвари тельные испытания системы и ее компонент проводятся на фрагменте системы, технические средства которой оговариваются в программе и методике испытаний. В процессе испытаний могут быть использованы дополнительные технические и программные средства имитации "окру жения". На подэтапе обеспечивается подготовка должных лиц системы от заказчика к самостоятельной работе.
Состав работ: разработка программы и методики испытаний сис темы и графика испытаний; укомплектование системы носителями и программной документацией; подготовка совместно с заказчиком контрольных примеров; тестирование вычислительной техники и тех нических средств; проведение испытаний; устранение ошибок, уточ нение технических требований и спецификаций, корректировка прог раммной документации; подготовка заключения о готовности АЭИС к работе; обучение должностных лиц системы работе с АЭИС при испы таниях; сопровождение АЭИС при предварительных испытаниях систе мы; разработка, испытание, передача в опытную эксплуатацию и соп ровождение систем, создаваемых по отдельным частным ТЗ.
Состояние АЭИС после этого характеризуется выпуском или кор ректировкой документов: акт предварительных испытаний; техничес кая и программная документация на компоненты системы; программная документация на тесты; документация на комплексы программ.
После этого этап технического проектирования завершается и затем последовательно осуществляется: - _опытная эксплуатация и доработка головного образца . ; - _корректировка документации . ; - _выпуск и ввод в эксплуатацию серийных образцов ...
3. Организация проектирования автоматизированных экономичес ких информационных систем; принципы планирования разработки АЭИС (15. 1. ).
Своеобразие информационных систем (и в частности АЭИС), как продукции производственно-технического назначения, выражающееся в ее сложности, в отсутствии нормативов на большинство видов проце дур и работ, делает процесс их планирования и проектирования (а также производства) весьма сложным и затруднительным.
Для управления и осуществления планирования проектом необхо дима организационная структура, которая детализирует порядок про ведения работ. Она определяет взаимодействие компонентов системы проектирования в соответствии с иерархией проводимых работ. Особенно важна четкая организационная поддержка во всем жиз ненном цикле сложных АЭИС систем управления. В этом случае регла ментирование коллективного труда большого коллектива специалистов и взаимодействия руководителей проекта с заказчиком и пользовате лями может практически полностью определять успех всего жизненно го цикла АЭИС.
Значительная часть работ в жизненном циле сложных информаци онных систем связана с исследованием и разработкой методов управ ления информацией. Организация проектирования охватывает следую щие основные этапы.
1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ПРОЕКТИВАНИЕ АЛГОРИТМОВ (определение целей системы; выбор методов решения задач; проектирование алго ритмов; разработка технического задания на АЭИС)
2. СТРУКТУРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (определение структуры АЭИС; определение структуры модулей; распределение производительности ЭВМ; распределение памяти ЭВМ)
3. ПОДГОТОВКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ (организация БД проек та; адаптация языков программирования; настройка средств трансля ции и отладки; разработка инструкций для применения технологии) 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ (разработка спецификаций на модули и группы программ; трансляция глобальных переменных; трансляция текстов программ; загрузка программ и редактирование связей)
6. ОТЛАДКА СИСТЕМЫ В СТАТИКЕ (планирование отладки системы; тестирование системы; локализация ошибок и корректировка систем; комплексирование систем)
7. КОМПЛЕКСНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ОТЛАДКА (выбор средств для ими тации абонентов; разработка программ имтации; создание программ обработки результатов; отладка функционирования АЭИС в реальном масштабе времени)
8. ВЫПУСК МАШИННЫХ НОСИТЕЛЕЙ И ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ (изготовле ние машинных носителей; изготовление эксплуатационных документов; изготовление технологических документов; изготовление исследова тельских документов)
9. ИСПЫТАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (испытания на полноту функционирования; испытания на надежность функционирования; обра ботка результатов испытаний; разработка акта испытания)
В настоящее время _ 2процесс планирования . 0 выполняется ведущими специалистами на базе уже имеющегося опыта разработки аналогичных систем (под планированием понимается процесс уточнения состава и порядка действий, процедур и работ, обеспечивающих создание ин формационной системы с заданными свойствами при одновременном оп ределении сроков выполнения отдельных этапов и стадий разработки с целью получения необходимого изделия по возможности с минималь ными затратами и в установленные сроки).
Более сложная проблема возникает при разработке информацион ной системы кооперацией соисполнителей, в том числе территориаль но разрозненных. В этом случае планирование представляет собой итерактивный процесс, включающий в себя два основных этапа. На первом этапе головной исполнитель, владея директивными сроками на создание АЭИС в целом, определяет состав кооперации по отдельным видам работ, устанавливает на основе экспертных оценок трудоемкости работ и задает сроки выполнения работ таким образом, чтобы выполнить заданные директивные сроки выполнения всей работы. На втором этапе планирование выполняется каждым соисполните лем, исходя из заданных сроков выполнения работ. Происходит уточ нение объемов работ и формирование коллектива разработчиков для выполнения заданного объема работ.
Существуют подходы, позволяющие автоматизировать процесс планирования и управления разработкой АЭИС, из которых наибольше го внимания заслуживает программно-целевой метод, для которого характерно распределение ресурсов не на решение отдельных задач, а на достижение основных целей. Конкретные цели и срок всей раз работки, их взаимоувязка на основе способствует реализации разра ботки АЭИС. В общем виде АЭИС можно разбить на подсистемы, прог раммы и программные модули. Система целей соответствует дереву целей, в котором фиксируется генеральная цель.
Планирование проектирования АЭИС может также базироваться на _ 2долгосрочном прогнозировании . 0 их состояния в целом и основных ком понент, на прогнозировании изменения характеристик качества, на оценках развития обнаружения и устранения ошибок. Долгосрочный план проектирования должен содержать:
1. 2Формулировку общих целей АЭИС и и частных целей создания 2ее компонент. 0 Проводится в техническом задании с указанием харак теристик АЭИС, которые должны быть получены при ее создании. Эта часть расширяется оценками влияния основных факторов на эффектив ностьрешения основной целевой задачи.
2. 2 Стратегию проведения прое 0к 2тирования. 0 Обеспечивает выпол нение поставленных перед АЭИС как общих, так и частных целевых задач с минимальными затратами или минимальными сроками. Она должна определять: принципы и этапы проведения проектирования; последовательность и длительность разработки и отладки структурно и функционально законченных групп аппаратных и программных средств; перечень и объем вспомогательных работ, направленных на ускорение и повышение качества разработки.
3. 2Потребности в ресурсах различных видов для проведения 2проектирования.
4. 2Проект организационной структуры коллектива, необходимого 2для проведения работ.
5. 2Проект технологии и управления всем процессом проведения 2работ и координации их взаимодействия.
Особенность сетевого планирования разработки сложных АЭИС состоит в неопределенности интервалов длительности выполнения ря да работ. Это обусловлено переплетением процессов технического проектирования и исследований отдельных функциональных алгоритмов, а также отработкой методов решения задач.
Для построения _ 2сетевого графика . 0 предлагается перечень основ ных событий.
1. 1Откорректировано и утверждено заказчиком техническое за 1дание.
2. 1Откорректирован состав частных задач групп программ и 1осуществлен выбор методов их решения 0, что фиксируется в обобщаю щем документе (спецификации требований), являющемся неофициальным расширением и уточнением технического задания.
3. 1Разработана функциональная схема АЭИС 0, определяющая ук рупненную логику обработки информации и функционирование всей системы, а также организацию решения всех функциональных задач, основные логические и информационные связи между группами прог рамм, решающими частные задачи, взаимодействие с внешними абонен тами по обмену информацией.
4. 1Разработаны частные технические задания и предварительные 1варианты групп программ 0, фиксирующие назначение, методы решения и состав обменной информации для каждой из разрабатываемой групп программ. При разработке детального сетевого графика необходимо эти этапы распараллеливать по числу функционально законченных частей АЭИС и выделять наиболее трудоемкую и длительную по срокам разработки часть, определяющую критический путь.
5. 1Разработано описание глобальных переменных 0, в котором да ется строго формализованное описание каждой информационной связи между программами, подробно и точно расшифровываются их признаки и спецификации данных, а также отмечаются имена программ, форми рующих и использующих такие переменные.
6. 1Уточнена технологическая схема проведения разработки АЭИС с использованием средств автоматизации, в которой особое внимание должно уделяться полноте и комплексному использованию этих средств.
7. 1Произведено оценочное программирование 0для оптимизации использования ресурсов ПЭВМ, для уточнения затрат на решение от дельных задач, а также для распределения производительности и па мяти команд.
8. 1Произведена оценка потоков сообщений и заявок, длитель 1ностей решений и допустимых запаздываний в решении частных задач путем анализа параметров источников сообщений, по затратам на ре шение аналогичных задач, а также в результате экспертного опроса ведущих специалистов.
9. 1Разработано распределение оперативной памяти 0исходя из требований к допустимой вероятности потери сообщений, из функцио нальных требований АЭИС, а также из ограничений на общий объем оперативной памяти.
10. 1Рассчитаны основные характеристики возможных схем органи 1зации вычислительного процесса 0и определена их эффективность, в результате чего подготавливаются варианты схемы организации вы числительного процесса, которые дополнительно проверяются на сте пень выполнения ряда технических и идеоло 1г 0ических ограничений си стемы управления или обработки информации.
11. 1Рассчитаны основные характеристики вариантов схем опера 1тивного контроля вычислительного процесса 0для обеспечения надеж ности решения при наличии искажений исходной информации, сбоев ПЭВМ и невыявленных ошибок в программах.
12. 1Разработано распределение памяти команд и констант 0, кото рое должно обеспечивать реализацию АЭИС, "равнопрочного" по ка честву всех решаемых задач в условиях ограниченных ресурсов ПЭВМ. 13. 1Разработаны функциональная схема организации вычислитель 1ного процесса 0и алгоритмы взаимодействия с внешними абонентами, алгоритмы начального пуска, центрального диспетчера, местных дис петчеров, временной тактировки и т. д.
14. 1Разработаны функциональная схема оперативного контроля и 1обеспечения надежности вычислительного процесса, 0алгоритмы сбора данных об искажениях вычислительного процесса и алгоритмы приня тия решений в зависимости от характеристик выявленных искажений. 15. 1Произведена оценка необходимой производительности реали 1зующей ПЭВМ, 0а также выявлены задачи, требующие большего времени для решения.
16. 1Аналитически уточнены основные характеристики выбранных 1методов решения задач 0: точностные характеристики, эффективность, пропускная и разрешающая способность, устойчивость алгоритмов уп равления и т. д.
17. 1Методом моделирования уточнены характеристики выбранных 1алгоритмов решения задач 0, которые сопоставлены с аналитическими исследованиями и представлены как часть пояснительной записки к техническому проекту.
18. 1Определены требования к средствам автоматизации проекти 1рования и языку программирования 0, которые позволяют создавать и отлаживать программы при допустимых затратах труда и при доста точно эффективном использовании ресурсов реализующей ПЭВМ.
19. 1Уточнен выбор реализующей ПЭВМ 0с учетом необходимой опе ративной памяти, памяти команд и производительности, а также ме тодов организации вычислительного процесса и обеспечения надеж ности решения задач.
20. 1Подготовлены предложения по уточнению технического зада 1ния на АЭИС 0с учетом выбранных методов решения задач, параметров ПЭВМ, сроков разработки , квалификации специалистов, принятой технологии проектирования и т. д.
21. 1Определен состав и форма технической документации на ап 1паратные и программные средства 0, которые согласуются с заказчиком и и формализуются в стандарте предприятия.
22. 1Разработана или выбрана система автоматизации проектиро 1вания 0, которая должна быть рентабельной, т. е. затраты времени и средств на ее разработку или освоение должны окупаться сокращени ем времени и затрат при создании АЭИС.
23. 1Разработан и предъявлен заказчику технический проект 1АЭИС, 0в котором представлен макетный образец системы и ее доста точно полные функциональные и технические характеристики.
В зависимости от глубины исследований и и инженерных разра боток алгоритмов в той области, где предполагается применять АЭИС, критический путь сетевого графика может проходить либо по работам, носящим исследовательский и методический характер (1 группа), либо по работам, обеспечивающим непосредственное созда ние программ (2 группа), либо по работам, связанным с созданием технологических средств автоматизации программирования и отладки программ (3 группа). ---¬ ----------------------------------+17+------------¬
1 группа¦ L--- ¦ работ ¦ ---¬ ¦ ¦---------------------------------+16+-----------¬¦ ¦¦ L--- ¦¦
--------¦¦-----------------------------------------------¦¦------- ¦¦ ---¬ ---¬ ¦¦
2 группদ ---------+11+---+14¦ ¦¦ работ ¦¦ ¦ L--- L-T- ¦¦ ¦¦ -+-¬ ---¬ ---¬ ¦ ¦¦ ¦¦ ---+ 8+---+10+---+13+¬¦ ¦¦ ¦¦ ¦ L--- L--- L---¦¦ ¦¦
---¬ -++¬ ---¬ -+-¬ ---¬ ---¬ -++¬ ---¬ -++¬ ---¬ ¦ 1+---+ 2+---+ 3+---+ 4+---+ 7+---+12+---+15+---+19+---+20+---+23¦ L--- LT-- LT-- L--- L--- L--- LTT- L--- L--- LTT ¦ ¦ ---¬ ---¬ ¦¦ ---¬ ¦¦ ¦ L-----+ 5+-------+ 9+--------L-----------+21+-----¦ ¦ L--- L--- L--- ¦
--------¦--------------------------------------------------------¦ 3 группа¦ ---¬ ---¬ ---¬ ¦ работ L------------+ 6+-----------------+18+----------+22+----- L--- L--- L--
Критический путь сетевых графиков не всегда проходит по со бытиям непосредственного создания программ
Следует отметить, что в зависимости от глубины исследований и и инженерных разработок алгоритмов в той области алгоритмов в той области, где предполагается применять АЭИС, критический путь се тевого графика может проходить либо по работам, носящим исследо вательский и методический характер (1 группа), либо по работам, обеспечивающим непосредственное создание программ (2 группа), ли бо по работам, связанным с созданием технологических средств ав томатизации программирования и отладки программ (3 группа). _ 2Организация коллективов для создания АЭИС . 0. Конец 70-х годов характеризовался за рубежом как кризис в области создания и про ектирования информационных систем в части программного обеспече ния, который заключался в отставании технологии разработки прог рамм и производства аппаратной части вычислительной техники. Ос новными причинами отставания качества проектирования систем явля лись: низкое качество планирования процесса разработки отдельных компонент и всей системы для заданной цели; плохое управление коллективами специалистов, ведущих разработку, и недостаточный контроль за объективным состоянием систем.
Быстрое раширение круга специалистов, участвующих в разра ботке систем, приводит к необходимости индустриализации проекти рования и создания технологических процессов разработки послед них. Организация коллектива и распределение работ по специалистам могут осуществляться по следующим принципам: на основе распреде ления системного анализа (алгоритмизации) и равзработки компонен тов системы по разным коллективам; по принципу выделения коллек тивов, создающих всю совокупность программных модулей, и группы специалистов, объединяющих эти компоненты в единый комплекс; по принципу распределения достаточно сложных законченных функцио нальных задач по группам специалистов, осуществляюшим их полную разработку, и последующего объединения функциональных задач спе циальной группой ведущих "комплексников".
Одним из вариантов организационной структуры коллектива при создании крупных АЭИС является иерахическая структура, базирующа яся на группах (из 7-10 человек) специалистов разной квалифика ции, решающих достаточно автономную функциональную задачу.
4. Виды поддержки процесса проектирования автоматизированных информационных систем (АЭИС); документирование; цели проектирова ния АЭИС (32. 1. ).
_ 2Методологическая поддержка . 0 включает набор стандартов, инс трукций и методик, определяющих правила создания систем и регла ментирующие построение объекта разработки и процесса его созда ния. В методиках и инструкциях конкретизируются языки проектиро вания систем, правила использования символов и обозначений, пра вила структурного построения аппаратных и программных компонент и их взаимодействия и другие важнейшие методические принципы орга низации вычислительных и информационных систем. Сюда могут быть отнесены и документы, содержащие методические основы процесса со здания систем: правила программирования, принцыпы отладки компо нент систем, порядок их испытания, способы оценки качества и т. д. На базе государственных и отраслевых стандартов, содержащих методические основы проектирования систем, для разработки конк ретной АЭИС или группы систем одного класса создаются стандарты предприятия и руководящие указания по проектированию. В совокуп ности эти документы отражают отражают различные аспекты методоло гии создания конкретных АЭИС.
_ 2Технологическая поддержка . 0 детализирует документы методологи ческой поддержки, регламентирующие технологию обеспечения жизнен ного цикла систем. Документы технологической поддержки определяют этапы проектирования, их результаты и методы контроля соблюдения предписанной технологии. Они тесно связаны с технологией эксплуа тации и сопровождения систем. Технология формализует методы и критерии оценки количества и качества информационной системы (программного продукта) на различных этапах его создания. Для каждого этапа создания аппаратной и программной компонент АЭИС регламентируются: допустимая трудоемкость; длительность его вы полнения с учетом параметрических характеристик объекта разработ ки. В технологии создания конкретных АЭИС определяется использо вание инструментальных средств автоматизации разработки системы. Для каждого средства автоматизации рекомендуется область его эф фективного применения и взаимодействия с другими средствами. В конечном итоге технологический процесс представляется ме тодами, документами и инструментальными средствами автоматизации, в совокупности обеспечивающими необходимое качество системы при допустимых затратах различных ресурсов на их создание.
_ 2Инструментальная поддержка . 0 состоит из программных средств и средств вычислительной техники, связи и тиражирования, обеспечи вающих автоматизацию процесса создания АЭИС (комплекса программ). _ 3Программная оснащенность . 0 определяется функциональными воз можностями программных систем автоматизации разработки ПО. Для каждого этапа разработки могут применяться методы и средства, различающиеся эффективностью, в свою очередь зависящей от особен ностей проектируемой АЭИС. В первом приближении степень программ ной оснащенности можно охарактеризовать объемом программ, активно используемых в типовой технологии. При этом используются следую щие средства: трансляции программных спецификаций и текстов прог рамм с языков высокого уровня; планирования и контроля статичес кого и динамического тестирования программ; программного модели рования объектов внешней среды; автоматизированного управления разработкой и конфигурационного контроля ПС.
_ 2Аппаратурная оснащенность 0 . разработки сложных систем опреде ляется мощностью используемых ЭВМ и возможностью доступа к ним, а именно: быстродействием ЭВМ, используемых при разработке; - чис лом дисплеев, сопряженных с различными типами ЭВМ, доступных в среднем каждому разработчику программ; средним числом возможных подходов к ЭВМ для реализации технологических операций каждым разработчиком за рабочий день. Значительное улучшение всех пока зателей аппаратурной оснащенности достигается при использовании профессиональных персональных ЭВМ в автономном режиме и в локаль ных сетях совместно с большими ЭВМ. В качестве средств проектиро вания или инструментария проектировщика при использовании ПЭВМ должны применяться средства: ведения индивидуальной базы данных (СУБД и окружение); интерфейса пользователя (электронные таблицы, подсказка, графика, меню); информационного поиска (фактографичес кого и смыслового); текстового редактирования (обработка и разме щение текста, использование разнообразных шрифтов, электронная почта; программирования; простейших вычислений (калькулятор); ка лендаризации (электронный календарь и блокноты) и др.
_ 2Организационную поддержку . 0 составляют документы, регламенти рующие взаимодействие специалистов внутри коллектива разработчи ков и с соисполнителями, а также с заказчиками и пользователями. Они определяют права, обязанности и меру ответственности специа листов и руководителей с учетом их должности и квалификации. На эти организационные положения и распределение их по специалистам влияют методологические и технологические принципы распределения, а также характеристики объекта и этапов разработки.
Одним из наиболее важных факторов качественного проектирова ния систем является четко организованная, легко читаемая и усваи ваемая _ 2документация . 0, сжатая, но полная, допускающая внесение из менений. Документация на сложные АЭИС предназначена для детально го отображения их содержания и специфики в процессе разработки, отладки, изготовления, эксплуатации и сопровождения.
Продвигаясь в рамках цикла проектирования от требований пользователей и функциональной спецификации к объединению и оцен ке действующей системы, можно определить, какая информация должна быть включена в документацию на каждом уровне проектирпования и построения системы. Для полного цикла проектирования целесообраз но выделить следующие уровни.
1. _Требования пользователей и функциональные спецификации ... Этот уровень содержит информацию, необходимую для оценки функцио нирования системы. Рациональным является разработка на этом этапе _руководства пользователя . или _руководства оператора . , в которых описывается работа системы. (Следует отметить, что принято разра батывать этот документ в конце цикла проектирования, и часто воспринимается как _ неизбежное зло ...)
2. _Проектная документация системы ... Сюда включаются проектные спецификации программного обеспечения, а также описания процедур, модулей и подсистем на языке проектирования. Обязательной являет ся следующая информация: идентификационные номера процедур и мо дулей; имя проектировщика каждой процедуры и модуля; дата проек тирования процедуры или модуля; именя всех, кто вносил изменения в проект; даты внесения изменений в проект; краткий сведения о том, что делают процедура или модуль; имя модуля, которому при надлежит процедура описание структуры данных и параметров, кото рые обрабатываются данной процедурой; пояснения о назначении каж дого параметра в структуре данных, если это неясно из контекста. 3. _Программная документация ... Состоит из описания процедур и и модулей системы в виде программ на языке программирования. 4. _План объединения ... Состоит преимущественно из информации для руководства проектом (включает схемы руководства календарными сроками проекта.
5. _Техническая документация ... Содержит функциональные описа ния аппаратных средств 6. _ План отладки аппаратных средств _ 2ЦЕЛИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ . 0. _ 2Качество АЭИС: учет человеческих факторов . 0
_Легкость использования . означает такую разработку документа ции, средств управления структур и форматов входных и выходных данных, которая делает систему удобной, естественной и гибкой. _Удовлетворение потребностей пользователей . означает учет тех требований относительно информации или вычислительных средств, для выполнения которых предназначено АЭИС.
_Реализация потенциальных способностей пользователя . означает обеспечение более творческого характера труда и большего удовлет ворения своей работой пользователей, эксплуатирующих АЭИС.
_Следование модифицированному золотому правилу. . Это правило гласит: "Относитесь к другим людям также, ка Вы хотели бы, чтобы относились к Вам будь Вы на месте этих людей". В проектировании информационных систем одной самых больших ошибок следование (но с весьма неудовлетворительными результатами) немодифицированному золотому правилу:
Относитесь к другим ¦ Разрабатывайте информационные системы, с ко людям, как Вы хоте- ¦ торыми будут работать пользователи и опера ли бы, чтобы отно- ¦ торы, предполагая, что они любят программи сились к Вам. ¦ ровать и сведущи в вычислительной технике В области системотехники (многоразрядные ЭВМ, операционные системы и т. п. ), которая в значительной степени является сферой деятельности университетских кафедр вычислительной науки, это вполне допустимо, т. к. пользователями компиляторов и операционных систем являются программисты, которые весьма сведущи в вопросах, связанных с вычислительной техникой. Но это предположение неверно в области прикладных ИС, где типичными пользователями и операто рами являются экономисты, статистики, бухгалтеры, нормировщики, финансисты, кассиры и т. п. Они, как правило не сведущи в програм мировании и вычислительной технике и при использовании разрабо танных для них систем гораздо больше озабочены использованием своих профессиональных возможностей. _ 2Качество АЭИС: управление ресурсами
_Эффективность . означает, что ИС выполняет свои функции без излишних затрат ресурсов. К ресурсам относятся все средства, за пасы и другие величины, объем которых ограничен: денежные ресур сы, время разработки, машинное время, оперативная память, про пускная способность канала передачи данных и т. п.
_Измеряемость . означает, ИС, как готовое изделие, можно оснас тить контрольно-измерительными средствами и замерить его характе ристики для определения "узких мест" и неэффективности системы, а также можно легко модифицировать эти средства или настроить их для учета изменений. _ 2Качество АЭИС: Программотехника . 0
_Специфированность . означает, что до начала разработки системы тщательно и недвусмысленно специфированы функциональные, техни ческие и интерфейсные требования на ИС. Это вовсе не обязывает разработчиков воздерживаться от программирования до полного окон чания спецификации требований. Основными характеристиками специ фированности являются следующие:
1) _полнота . : спецификация является полной, если в ней при сутствуют все необходимые части, и каждая часть разработана над лежащим образом;
2) _безопасность . : спецификация учитывает требования безопас ности, если в ней четко определено функционирование ИС для всех нештатных условий; конструктивным методом достижения безопасности является подход, основанный на преобразовании предикатов.
3) _непротиворечивость . : спецификация непротиворечива, если если ее положения не противоречат друг другу или другим главным спецификациям или целям;
4) _осуществимость . : спецификация осуществима, если в течение всего жизненного цикла специфицированной системы обеспечивается возмещение затрат и прибыль;
5) _проверяемость . : спецификация проверяема, если разработан ная ИС может быть подвергнута проверке на соответствие положениям этой спецификации.
_Правильность . означает, что ИС строго строго соответствует всем функциональным и интерфейсным спецификациям, а также удов летворяет в пределах допусков всем спецификациям технических ха рактеристик.
_Адаптируемость . означает, что готовая ИС или ее компоненты можно легко использовать или приспособить для выполнения новых функций. Адаптируемость включает в себя: 1) _модифицируемость . изделие способствует простоте внесения изменений; 2) _переноси _мость . - изделие может легко и хорошо эксплуатироваться в новых конфигурациях СВТ; 3) _работоспособность . в других системах - изде лие или его компоненты могут использоваться в качестве компонен тов других систем.
Основными характеристиками адаптируемости являются следующие: 2структурированность 0: информационная система структурирована, если она построена по следующим принципам:
- 1абстракция 0: изделие организовано в виде иерархии "уровней абстракции", каждый из которых не содержит информации о свойствах нижних уровней и скрывает информацию о своих внутренних свойствах от более высоких уровней;
1модульность 0: изделие составлено из небольших и независимых модулей, каждый из которых состоит из сильно связанных между со бой частей;
1минимальное число примитивов 0: число видов компонентов, из которых построено изделие, минимально (например, в качестве уп равляющих структур используются только составные операторы: if-then-else, case, do-while, do-until и undo); следует отметить, что принципы структурированности относятся не только к програм мам, но и к данным и к документации;
2независимость 0: ИС независима, если на ее работу не влияют из менения в устройствах, используемых при функционировании (напри мер, изменения в операционных системах и системах управления БД); 2понятность 0: ИС является понятной, если ее назначение и функ ционирование ясны специалистам, которые должны с ней работать. _ 2Эфективность процесса разработки АЭИС: учет человеческих _ 2факторов . 0 Целью учета человеческих факторов является такое управ ление занятыми в процессе сотрудниками, которое позволит удовлет ворить их запросы и реализовать их творческий потенциал.
_Планируемость . предполагает разработку и непрерывное поддер жание в рабочем состоянии плана проектирования изделия. В плане указываются: причины, по которым предпринята разработка проекта; сроки достижения результатов; ответственные за достижение резуль татов; способы достижения результатов; необходимые ресурсы; пред положения, на основе которых должны быть получены результаты. _Организованность . предполагает разработку и непрерывное под держание некоторой структуры должностей и обязанностей. Главными элементами организованности являются: передача прав и ответствен ности подчиненному; разделение труда. Некоторые принципы органи зованности аналогичны принципам структурированности ИС (например, модульность и скрытность информации). Это выражено в законе "Струтура ИС однозначно соответствует структуре разработавшей ее организации".
_Укомплектованность штатов . предполагает подбор, набор и зак репление специалистов. При этом руководитель обычно озабочен сог ласованием двух различных жизненных циклов: жизненного цикла из делия и жизненного цикла или продвижения по службе каждого сот рудника. Такое согласование часто предполагает, что некоторые це ли проекта приносят в жертву долгосрочным целям продвижения по службе сотрудников, участвующих в разработке.
_Руководимость . предполагает качественное выполнение следующих действий: 1мотивации 0- создания и поддержания интереса и стимулов, побуждающих людей прилагать усилия для успеха проекта; 1организа 1ции общения 0- создания и поддержания необходимых сведений о про екте и его окружении для участников проекта; 1руководства сотруд 1никами 0- руководства сотрудниками - улучшения понимания факторов, обеспечивающих мотивацию и учет их в решениях руководства.
_Контролируемость . предполагает сравнение результатов проекти рования с установленными целями и планами, исправление отклонений в разработках.
_Автоматизируемость . предполагает использование вычислительной техники для освобождения разработчиков от ручной работы.
_Следование модифицированному золотому правилу . предполагает наличие равного отношения к проекту исполнителя и руководителя. _ 2Эффективность процесса разработки АЭИС: управление ресурсами _Анализируемость эффективности затрат . обеспечение тщательного анализа затрат и ресурсов для всех возможных подходов к проекти рованию при выборе оптимального проекта.
_Планируемость и контролируемость . предполагает составление и контроль графиков выполнения проекта, планов координации ресурсов. _ 2Эффективность процесса разработки АЭИС: программотехника _Осуществимость . предполагает формулировку предпочтительного замысла функционирования ИС, установление реализуемости проекта с учетом всего жизненного цикла и определение его преимущества по сравнению с другими предложениями.
_Полнота и непротиворечивость требований . предполагает разра ботку спецификаций функций, интерфейсов и технических характерис тик ИС.
_Проектируемость изделия . предполагает разработку спецификаций полной аппаратно-программной архитектуры, структур управления и данных изделия.
_Программируемость . , т. е. возможность разработки полного набора программных компонентов.
_Комплексируемость . , т. е. возможность получения получения пра вильно функционирующей готовой информационной системы из отдель ных аппаратных и программных компонентов.
_Внедряемость . , т. е. возможность получения функционирующей в полном объеме производственной аппаратно-программной системы, за пуск ее в производство и налаживание обучения пользователей. _Сопровождаемость . , т. е. возможность получения функционирующей в полном объеме модификации аппаратно-программной системы.
_Снимаемость . предполагает планомерную передачу функций изде лия ено преемнику.
_Управляемость конфигурацией . ИС предполагает, что в любой мо мент проектирования можно представить его полную версию или базо вые версии, процесс разработки которых происходит следующим обра зом: разрабатывается начальная версия изделия; начальная версия верифицируется, подтверждается, а при необходимости - дорабатыва ется; в результате формального анализа устанавливается, находится ли изделие в состоянии, удовлетворительном для того, чтобы можно было перейти к идентификации базовой версии, подлежащей формаль ному контролю изменений.
Базовые версии имеют следующие достоинства: 1) никакие изме нения не производятся без согласия заинтересованных сторон; 2) наложение ограничений на изменения стабилизирует изделие; 3) сот рудник, ответственный за управление конфигурацией в любой момент имеет полную версию изделия.
Кроме того, в структуре целей рассматривается подцель - _Ве _рификация и подтверждение . , которые определяются следующим образом: - верификация - установление соответствия изделия его специ фикации (неформально - установление правильности его построения); - подтверждение - установление пригодности или соответствия его производственному назначению (неформально - установление не обходимости его разработки и полезности)
5. Жизненный цикл; эффективность технологии проектирования автоматизированных экономических информационных систем (АЭИС) (16. 1).
Понятие "жизненного цикла", используемое в традиционных из делиях промышленности, нашло свое отражение и в производстве АЭИС и его элементов (аппаратного и программного обеспечения). Несмот ря на кажущуюся схожесть описаний жизненного цикла изделий про мышленности и АЭИС, имеются глубокие различия в содержании от дельных этапов этапов. Так широкий спектр содержательных показа телей, которые с различных сторон характеризуют АЭИС, и невысокая достоверность оценки их значений способствует возрастанию диспер сии при попытке описать создаваемые или используемые АЭИС.
Жизненный цикл (ЖЦ) АЭИС включает в себя все этапы развития от возникновения потребности в информационной системе определен ного целевого назначения до полного прекращения ее использования вследствие морального старения или потери необходимости решения поставленных при создании системы задач. По длительности ЖЦ АЭИС разделяется на два класса:
- системы с малой длительностью эксплуатации, предназначен ные для получения конкретных результатов вычислений. Они относи тельно невелики (до 10 тысяч команд), разрабатываются, как прави ло, одним специалистом или небольшой группой, не предназначены для тиражирования и передачи для последующего использования, пре обладают в научных организациях и ВУЗах;
Системы с большой длительностью эксплуатации создаются для регулярной обработки экономической информации. Размеры их колеб лются в широких размерах (от 10 до 1000 тыс. команд), они могут подвергаться модернизации в процессе их длительного сопровожде ния, допускается большой объем их тиражирования, они снабжаются документацией, как промышленные изделия, преобладают в проектных и отраслевых организациях.
Формально ЖЦ АЭИС может быть представлен приведенной ниже схемой:
_Появление пот- . _Техничес- . _АЭИС . _Прекращение _ребности и по- . _кое зада- . _эксплуатации _становка задачи . _ние ------------¬ -----------¬ -----------¬
------+ Системный +-------+ Проекти- +-------+ Эксплуа- +---- ----+ анализ ¦ ----+ рование ¦ ----+ тация ¦ ¦ L------------ ¦ L----------- ¦ L----T----- ¦ ¦ ¦ -----+-----¬Резуль