Жизненный цикл информации

Электротехника и промышленная электроника / САПР и АРМ / 2.1. Жизненный цикл систем

Каждая система, независимо от сложности и объема работ, необходимых для ее реализации, проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния, когда «системы еще нет» до состояния, когда «системы уже нет». Поэтому одним из базовых понятий, связанных с разработкой системы, является понятие ее жизненного цикла /6/.

Жизненный цикл системы принято разделять на фазы (стадии, этапы):

— концептуальная фаза (изучение предметной области, формирование идеи, постановка целей, изучение требований заказчика, сбор исходных данных, определение основных требований и ограничений, требуемых материальных, финансовых и трудовых ресурсов, сравнительная оценка альтернатив, представление предложений, их экспертиза и утверждение);

— разработка технического задания (разработка базовой структуры проекта системы, его планирование, декомпозиция, разработка и утверждение технического задания, составление сметы и бюджета проекта, определение потребности в ресурсах, разработка календарных планов и укрупненных графиков работ, подписание контракта с заказчиком);

— проектирование (определение подсистем, их взаимосвязей, выполнение базовых проектных работ, разработка частных технических заданий, выполнение концептуального проектирования, составление технических спецификаций и инструкций, представление проектной разработки, экспертиза и утверждение);

— разработка (изготовление подсистем, их объединение и тестирование, разработка программного обеспечения, выполнение подготовки к внедрению системы, контроль и регулирование основных показателей проекта);

— ввод системы в эксплуатацию (комплексные испытания, подготовка кадров для эксплуатации системы, подготовка рабочей документации, сдача системы заказчику и ввод ее в эксплуатацию, сопровождение, поддержка, сервисное обслуживание, оценка результатов проекта и подготовка итоговых документов, разрешение конфликтных ситуаций и закрытие работ по проекту, накопление опытных данных для последующих проектов, анализ опыта, определение направлений развития).

Начальные фазы проекта имеют решающее влияние на достигаемый результат, так как в них принимаются основные решения, определяющие качество проектируемой системы.

При этом обычно 30% трудозатрат расходуется на фазах концепции и предложений, 20% — на фазе проектирования, 20% — на фазе изготовления, 30% — на фазе сдачи проекта и завершения. Кроме того, на обнаружение ошибок, допущенных на стадии системного проектирования, расходуется примерно в два раза больше времени, чем на последующих фазах, а исправление их обходится в пять раз дороже. Наиболее часто на начальных фазах допускаются такие ошибки:

— ошибки в определении интересов заказчика;

— концентрация внимания на маловажных, сторонних интересах;

— неправильная интерпретация исходной постановки задачи;

— неправильное или недостаточное понимание деталей;

— неполнота функциональных спецификаций (системных требований);

— ошибки в определении требуемых ресурсов и сроков;

— редкая проверка на согласованность этапов и отсутствие контроля со стороны заказчика.

Основным нормативным документом, регламентирующим жизненный цикл (ЖЦ) проекта, является международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO — International Organization of Standardization — Международная организация по стандартизации, IEC –

International Electrotechnical Commission — Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены при реализации проекта /6/.

Структура ЖЦ по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трех группах процессов:

— основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

— вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, аудит, решение проблем);

— организационные процессы (управление проектом, создание его инфраструктуры, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами.

Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.

Проектированием информационных систем называется многоступенчатый процесс их создания и/или модернизации путём применения упорядоченной совокупности методологий и инструментария. Проектирование (в отличие от моделирования) предполагает работу с пока несуществующим объектом и направлено на создание информационной системы в области:

  • обработки объектов будущей базы данных,
  • написания программ (в том числе – отчётных и экранных форм), обеспечивающих выполнение запросов к данным,
  • выполнения учёта функционирования конкретной среды (технологии).

Если выделять стадию проектирования информационных систем в качестве отдельного этапа, то его можно разместить между этапами анализа и разработки. Однако на практике чёткое разделение на этапы, как правило, затруднено или невозможно, поскольку проектирование, формально начинаясь с определения цели проекта, часто продолжается на стадиях тестирования и реализации.

Цель проектирования информационной системы и связанные понятия

Современные руководители государственных и частных организаций отдают себе отчёт в том, что скорость обработки информации, которая постоянно изменяется и растёт в объёме, – это вопрос выживания компании на рынке и конкурентное преимущество. В общем виде целевые установки проектов по созданию информационных систем сводятся к обеспечению условий, позволяющих эту информацию получать, обрабатывать и использовать путём создания функциональной безотказной системы с достаточным:

  • уровнем адаптивности к изменяемым условиям,
  • пропускной способностью,
  • временем системной реакции на запрос,
  • уровнем безопасности,
  • степенью простоты в эксплуатации.

Информационной системой (ИС) называют совокупность информации, содержащейся в базе данных, и технологий (а также технических инструментов), обеспечивающих обработку информации. В данном случае, к технологиям относят и методы обнаружения, сбора, обработки, хранения, распространения информации, и способы, которые позволяют эти методы реализовать. Информационное управление при этом сводится к применению данных методов для контроля за процессами планирования, дизайна, эксплуатации и анализа ИС. В основе технологии проектирования лежит выбранная для конкретной задачи методология как совокупность принципов, выраженная в единой определённой концепции.

Организация проектирования ИС

Организацию проектирования ИС принято разделять на 2 типа:

  1. Каноническое проектирование отражает особенности технологии оригинального (индивидуального) процесса.
  2. Типовое проектирование, для которого характерно типовое проектное решение (ТПР), тиражируется и пригодно к многократному использованию.

Каноническое проектирование отличает отражение ручной технологии проектирования, осуществление на уровне исполнителей, использование инструментария универсальной компьютерной поддержки.

Применяется каноническое проектирование, главным образом, для локальных и относительно небольших ИС с минимальным использованием типовых решений. Адаптация проектных решений происходит только посредством перепрограммирования программных модулей.

Организовывается каноническое проектирование с использованием каскадной модели жизненного цикла. Это предполагает разделение процесса на следующие стадии и этапы:

  1. Предпроектная стадия. Производится предпроектный анализ и составляется техническое задание. То есть, формируются требования к ИС, разрабатывается её концепция, составляется технико-экономическое обоснование и пишется ТЗ.
  2. Проектная стадия предусматривает составление эскизного и технического проектов, разработку рабочей документации.
  3. Послепроектная стадия даёт старт мероприятиям по внедрению ИС, обучению персонала, анализу результатов испытания. Частью этой стадии становится сопровождение ИС и устранение выявленных недостатков.

Этапы, в случае необходимости, можно укрупнять или детализировать – объединять последовательные этапы, исключать «лишние», начинать выполнение очередной стадии до завершения предыдущей.

Метод типового проектирования отличается возможностью декомпозиции проектируемой ИС с разделением на компоненты, в число которых входят программные модули, подсистемы, комплексы задач и др. Для реализации компонентов можно воспользоваться типовыми решениями, которые уже существуют на рынке, и настроить их под нужны конкретной организации. При этом типовое проектирование предполагает обязательное наличие документации, описывающей в деталях ТПР и процедуры настройки.

Декомпозиция может иметь несколько уровней, что позволяет выделить классы ТПР:

  • элементные – по отдельной задаче (элементу),
  • подсистемные – по отдельным подсистемам,
  • объектные – отраслевые типовые проектные решения, содержащие весь набор подсистем.

Возможность реализации модульного подхода считается достоинством элементных ТПР. Однако в случае несовместимости разных элементов процесс их объединение приводит к увеличению затрат. Подсистемные ТПР, помимо реализации модульного подхода, дают возможность провести параметрическую настройку на объекты разных уровней управления. Проблемы с объединением возникают в случае привлечения продукта нескольких разных производителей ПО. Кроме того, адаптивность ТПР с позиций непрерывного реинжиниринга процессов считается недостаточной. Объектные ТПР, по сравнению с предыдущими классами, отличаются большим количеством достоинств:

  • масштабируемостью, что делает возможным применение конфигураций ИС для разного числа рабочих мест,
  • методологическим единством компонентов,
  • совместимостью компонентов ИС,
  • открытостью архитектуры – возможностью развёртывать проектные решения на платформах различного типа,
  • конфигурируемостью – возможностью применения нужного подмножества компонентов ИС.

В ходе реализации типового проектирования применяются параметрически-ориентированный и модельно-ориентированный подходы.

Основные методологии проектирования ИС

Специфические особенности процесса проектирования позволяют выделять методологии, построенные на разных принципах. Среди основных современных методологий проектирования ИС называют следующие:

  • SADT. Методология функционального моделирования работ, которая основана на структурном анализе и графическом представлении организации как системы функций. Тут выделяется функциональная, информационная и динамическая модели. В настоящее время методология известна как нотация (стандарт) IDEF0. Анализируемый процесс графически представляется в виде четырёхугольника, где сверху изображаются регламентирующие и управляющие воздействия, снизу – объекты управления, слева – входные данные, а справа – выходные.
  • RAD. Методология быстрой разработки приложений. В RAD быстрая разработка приложений возможна за счёт применения компонентно-ориентированного конструирования.

    Методология применяется на проектах с ограниченным бюджетом, нечёткими требованиями к ИС, при сжатых сроках реализации. К ней прибегают, если пользовательский интерфейс можно продемонстрировать в прототипе, а проект разделить на функциональные элементы.

  • RUP. В методологии RUP реализуются итерационный и наращиваемый (инкрементный) подходы. Построение системы происходит на базе архитектуры информационной системы, а планирование и проектное управление – на базе функциональных требований к ИС. Разработка общей информационной системы происходит итерациями, как комплекс отдельных небольших проектов со своими планами и задачами. Для итерационного цикла характерна периодическая обратная связь и адаптация к ядру ИС.

Существуют несколько классификаций методологий: по использованию ТПР, по применению средств автоматизации и др. Например, по степени адаптивности выделяются реконструкции (когда происходит перепрограммирование модулей), параметризации (когда изменение параметров влечёт за собой генерацию проектного решения), реструктуризации (когда изменение модели проблемной области сопровождается автоматическим генерированием проектного решения).

1.8 Жизненный цикл автоматизированных информационных систем (ЖЦ АИС). Модели ЖЦ АИС

ЖЦИС — это период создания и использования ИС, начиная с момента возникновения потребности в ИС и заканчивая моментом полного ее выхода из эксплуатации.

Стадии жизненного цикла информационной системы:

1. Предпроектное обследование:

  • сбор материалов для проектирования, при этом выделяют формулирование требований, с изучения объекта автоматизации, даются предварительные выводы предпроектного варианта ИС;
  • анализ материалов и разработка документации, обязательно дается технико экономическое обоснование с техническим заданием на проектирование ИС.

2. Проектирование:

2.1 предварительное проектирование;

  • выбор проектных решений по аспектам разработки ИС;
  • описание реальных компонент ИС;
  • оформление и утверждение технического проекта (ТП).

2.2 детальное проектирование:

  • выбор или разработка математических методов или алгоритмов программ;
  • корректировка структур БД;
  • создание документации на доставку и установку программных продуктов;
  • выбор комплекса технических средств с документацией на ее установку.

2.3 разработка техно-рабочего проекта ИС (ТРП).

2.4 разработка методологии реализации функций управления с помощью ИС и описанием регламента действий аппарата управления.

3. Разработка ИС:

  • получение и установка технических и программных средств;
  • тестирование и доводка программного комплекса;
  • разработка инструкций по эксплуатации программно-технических средств.

Ввод ИС в эксплуатацию:

  • ввод технических средств;
  • ввод программных средств;
  • обучение и сертификация персонала;
  • опытная эксплуатация;
  • сдача и подписание актов приемки-сдачи работ.

5. Эксплуатация ИС:

  • повседневная эксплуатация;
  • общее сопровождение всего проекта.

Модели жизненного цикла информационной системы:

  • каскадная модель — предлагает переход на следующие этапы после полного осуществления работ по предыдущему этапу. Модель демонстрирует классический подход в любых прикладных областях;
  • итерационная модель — поэтапная модель с промежуточным контролем и циклами обратной связи. Преимущество данной модели — поэтапные корректировки, которые обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной. Однако время жизни каждого из этапов рассчитывается на весь период разработки;
  • спиральная модель — данная модель делает упор на начальные этапы анализа и проектирования. Эта модель представляет собой итерационный процесс разработки, где каждая итерация (цикл), представляет собой законченный цикл разработки, приводящий к выпуску версии изделия (версии проекта ИС), который совершенствуется от итерации к итерации, чтобы стать значимой информационной системой. При этом каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания информационной системы. Т.о. углубляется и последовательно конкретизируется обоснованный вариант ИС, который и доводится впоследствии до реализации.

Основные способы построения ИС:

  • разработка системы «под себя»;
  • использование прототипов — вместо полной системы создается прототип, отвечающий основным потребностям пользователей:
  • — определение основных запросов;

    — создание рабочего прототипа;

    — использование рабочего прототипа;

    — пересмотр и улучшение прототипа;

    — работа с окончательной версией прототипа;

  • использование готовых решений — рекомендуется в максимальной степени использовать стандартные технологии и автоматизации бизнеса;
  • использование услуг сторонней организации для передачи функций управления ИС — организация использует специализированную фирму, которая выполняет управляющие функции по функционированию и развитию ИС компании.

Плюсы:

  • гарантийное качество обслуживания;
  • экономия денежных средств;
  • человеческие ресурсы.

Минусы:

  • не дешево;
  • утечка информации;
  • зависимость;
  • потеря контроля за ИТ.

Информатика и вычислительная техника / Информационные системы в экономике / 6.1 Этапы жизненного цикла информационной системы

Подобно живому организму, всякий продукт (товар или услуга) имеет свой жизненный цикл,который начинается с момента его «рождения» (или, возможно, с момента зарождения идеи) и заканчивается его «смертью», или изъятием из употребления.

Жизненный цикл ЭИС – совокупность этапов, которые проходит ЭИС в своем развитии от момента принятия решения о ее создании до прекращения функционирования.

Жизненный цикл экономической информационной системы включает следующие этапы:

1) предпроектный;

2) проектирование логическое и техническое;

3) проектирование рабочее (физическое);

4) внедрение;

5) эксплуатацию;

6) изъятие.

Предпроектный этап включает в себя исследование и анализ системы управления компанией, выявляющие имеющихся информационных потребителей. Целью данного этапа является формирование требований к ИС, корректно и точно отражающих цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в требования к разработке проекта ИС так, чтобы обеспечить соответствие будущей ИС целям и задачам организации.

Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки.

Современные инструментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям.

Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочисленных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа.

На этом этапе должны решаться проблемы, связанные с разработкой технического задания, плана мероприятий по подготовке объекта, включая подготовку персонала и финансирования. На данном этапе также осуществляется анализ осуществимости ИС, а именно рассматривается:

· эксплуатационная осуществимость – возможно ли создание данной ИС, насколько она будет удобно в эксплуатации и отвечать заданным требованиям;

· экономическая осуществимость – стоимость, эффективность с точки зрения пользователя;

Проектирование логическое и техническое – это разработка в соответствии со сформулированными требованиями и выявленными информационными потребностями системной и функциональной архитектуры ЭИС.

На этапе проектирования, прежде всего, формируются модели данных. Проектировщики в качестве исходной информации получают результаты анализа. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования базы данных. Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных.

Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, чтобы получить спецификации (описания) всех модулей ИС. Оба эти процесса проектирования тесно связаны, поскольку часть бизнес-логики обычно реализуется в базе данных (ограничения, триггеры, хранимые процедуры). Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню, вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы.

Кроме того, на этапе проектирования осуществляется также разработка архитектуры ИС, включающая в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем). В неоднородной ИС могут работать несколько компьютеров на разных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем.

Кроме выбора платформы, на этапе проектирования определяются виды архитектуры:

· архитектура «файл-сервер» или «клиент-сервер»;

· база данных централизованная или распределенная. Если база данных будет распределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться;

· серверы, параллельные или одиночные для баз данных (в целях достижения необходимой производительности) и т.д.

Этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС.

Проектирование рабочее (физическое) включает создание и настройку программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала. Проектирование заканчивается созданием рабочего проекта.

Рабочий проект – это техническая документация, утвержденная в установленном порядке, содержащая уточненные данные и детализированные общесистемные проектные решения, программы и инструкции по решению задач, а также уточненную оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и уточненный перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

В ходе опытного и промышленного внедрения осуществляется комплексная отводка системы и обучение персонала.

Внедрение системы – это процесс постепенного перехода от существующей ЭИС к новой, предусмотренной документацией рабочего проекта на всю систему. Внедрение отдельных задач и подсистем может проводиться параллельно с разработкой рабочего проекта на всю систему.

Основными этапами внедрения системы являются:

· подготовка объекта к внедрению системы;

· сдача задач и подсистем в опытную эксплуатацию;

· проведение опытной эксплуатации;

· сдача задач, подсистем, системы в целом в промышленную эксплуатацию.

Опытная эксплуатация ИС заключается в проверке алгоритмов, программ и звеньев технологического процесса обработки данных в реальных условиях. Она проводится для следующего:

· окончательной отладки программ и отработки технологического процесса решения задач;

· проверки подготовленности информационной базы;

· отработки взаимосвязи задач системы;

· приобретения навыков работы персоналом предприятия;

· настройки всей системы в целом и устранения выявленных недочетов.

После окончания опытной эксплуатации системы составляется отчет о внедрении. При положительных результатах опытной эксплуатации система сдается в промышлен­ную эксплуатацию.

Эксплуатация ЭИС – ее использование в реальных условиях. В ходе эксплуатации также осуществляется сопровождение, анализ работы системы, исправление ошибок и недоработок, оформление требований и разработка планов по модернизации и расширению системы.

Изъятием ЭИС из эксплуатации называется полное изъятие ЭИС из эксплуатации или существенная модернизация, позволяющая говорить о создании принципиально новой информационной системы.

Существующие модели жизненного цикла определяют порядок исполнения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распространение получили три следующие модели жизненного цикла:

1) каскадная модель, предполагающая переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу;

2) поэтапная модель с промежуточным контролем, т.е. итерационная модель разработки с циклами обратной связи между этапами. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью, однако время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки;

3) спиральная модель делает упор на начальные этапы ЖЦ: анализ требований, проектирование спецификаций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии программного изделия, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

На всех этапах жизненного цикла ЭИС большую роль играют специалисты экономического профиля, которые:

· формируют требования к будущей информационной системе или плану ее модернизации;

· осуществляют обоснование и расчет экономической эффективности отдельных решений, используемых в составе ИС и системы в целом;

· участвуют непосредственно в процессе создания ЭИС, помогая моделировать бизнес-процессы и соответствующие им информационные процессы, в том числе и работники предприятия, для которого создается ИС, в соответствии с одним из принципов создания ИС.

· участвуют в отладке системы при передаче ее в эксплуатацию;

· (эксперты) используют свои знания и опыт для наполнения баз данных и знаний;

· на этапе внедрения разрабатывают инструкции и обучают персонал, применяя свои знания и практический опыт.

Исследования последних лет показали, что повышение производительности за счет использования информационных технологий достигается очень редко. Главная причина в том, что новые информационные технологии часто являются зеркальным отображением предыдущих методов и процессов. Осознание этого привело к

появлению нового направления в области управления – реинжиниринга бизнес-процессов, под которым понимается улучшение или совершенствование уже существующего бизнес-процесса за счет использования информационных технологий с параллельным фундаментальным переосмыслением и радикальной переориентацией деловых процессов для достижения резких улучшений важных показателей (повышения производительности, улучшения качества, снижения себестоимости).

Добавить комментарий

Закрыть меню