Технологии проектирования информационных систем. Классификация технологий проектирования ИС

1. ТЕМА 2. Технологии проектирования информационных систем

Лекция 8.
Классификация технологий
проектирования ИС

2. Требования к эффективности и надежности проектных решений

Функциональность системы и степень адаптации
к изменяющимся условиям ее функционирования;
пропускная способность системы;
время реакции системы на запрос;
безотказная работа системы в требуемом режиме
(готовность и доступность системы для обработки
запросов пользователей);
простота эксплуатации и поддержки системы;
необходимая безопасность.
2

3. Понятие технологии проектирования

Технология (греч.) – искусство, мастерство, умение,
совокупность методов изготовления продукции.
Технология проектирования определяется как
совокупность трех составляющих:
пошаговой процедуры, определяющей
последовательность технологических операций
проектирования;
критериев и правил, используемых для оценки
результатов выполнения технологических
операций (соответствие стандартам);
нотаций (графических и текстовых средств),
используемых для описания проектируемой
системы.
3

4.

Технологическая операция проектирования – это относительно
самостоятельный фрагмент технологического процесса
проектирования, в котором определены: вход; выход;
преобразователь; ресурсы; средства.
4

5.

Технологическая операция – основная
единица работы, выполняемая определенной
ролью, которая:
подразумевает четко определенную
ответственность роли;
дает четко определенный результат (набор
рабочих продуктов), базирующийся на
определенных исходных данных (другом наборе
рабочих продуктов);
представляет собой единицу работы с жестко
определенными границами, которые
устанавливаются при планировании проекта.
5

6.

Рабочий продукт – информационная или
материальная сущность, которая создается,
модифицируется или используется в некоторой
технологической операции (модель, документ, код,
тест и т.п.).
Роль – определение поведения и обязанностей
отдельного лица или группы лиц в среде
организации-разработчика, осуществляющих
деятельность в рамках некоторого технологического
процесса и ответственных за определенные рабочие
продукты.
6

7. Требования, предъявляемые к технологии проектирования ИС

Технология должна поддерживать полный
жизненный цикл системы;
технология должна обеспечивать гарантированное
достижение целей разработки ИС с заданным
качеством и в установленное время;
технология должна обеспечивать возможность
выполнения крупных проектов в виде подсистем;
технология должна обеспечивать возможность
ведения работ по проектированию отдельных
подсистем небольшими группами;
7

8. Требования, предъявляемые к технологии проектирования ИС

технология должна обеспечивать минимальное
время получения работоспособной ИС;
технология должна предусматривать возможность
управления конфигурацией проекта, ведения версий
проекта и его составляющих, возможность
автоматического выпуска проектной документации
и синхронизацию ее версий с версиями проекта;
технология должна обеспечивать независимость
выполняемых проектных решений от средств
реализации ИС;
технология должна быть поддержана комплексом
согласованных CASE-средств.
8

9.

Методы
проектирования
По степени
автоматизации
проектных работ
По степени
использования
ТПР
По степени
адаптивности
проектных решений
Ручное
проектирование
Оригинальное
проектирование
Методы
реконструкции
Автоматизированное
проектирование
Типовое
проектирование
Методы
параметризации
Методы
реструктуризации
модели
9

10.

Технологии
проектирования
Каноническое
проектирование
Индустриальное
проектирование
Автоматизированное
проектирование
Прототипное
проектирование
Классы технологий
проектирования ИС
Процессноориентированное
проектирование
Типовое
проектирование
Параметрическиориентированное
Модельноориентированное
10

11. Соответствие технологий и методов проектирования

Технология
проектирования
Степень
Степень
автоматиза типизации
ции
Степень
адаптивности
Каноническое
Ручное
Реконструкция
Оригинальное
Индустриальное Компьютер Оригинальавтоматизироное
ное
ванное
Реструктуризация
модели
(генерация ИС)
Индустриальное Компьютер Типовое
типовое
ное
(сборочное)
Параметризация и
реструктуризация
модели
11

12. Каноническое проектирование

Каноническое проектирование означает базовый,
полный набор этапов и работ, необходимых для
создания ИС.
Каноническое проектирование ИС отражает
особенности ручной технологии индивидуального
(оригинального) проектирования, осуществляемого
на уровне исполнителей без использования какихлибо инструментальных средств, позволяющих
интегрировать выполнение элементарных
операций.
Модель жизненного цикла ИС: каскадная.
12

13. Технологическая сеть канонического проектирования

П1
Д1.1
Предпроектная
стадия
Д1.2
Д1.3
П2
Стадия
проектирования
Д2.1
Д1.4
П3
Стадия
внедрения
Д3.1
Д3.2
П4
Стадия
эксплуатации и
сопровождения
Д4.1
Д 1.1. ─ предметная область; Д 1.2. ─ материалы обследования; Д 1.3. ─ ТЭО;
Д 1.4. ─ техническое задание (ТЗ) на проектирование;
Д 2.1. ─ техно-рабочий проект (ТРП);
Д 3.1. ─ исправленный ТРП, переданный в эксплуатацию; Д 3.2. ─ акт о приемке
проекта в промышленную эксплуатацию;
Д 4.1. ─ модернизированный ТРП.
13

14. Методы обследования экономического объекта

Признак
Метод
Охват задач
Локальное
обследование
Число
Индивидуальное
исполнителей обследование
Охват
Выборочное
подразделений обследование
Системное
обследование
Бригадное
обследование
Сплошное
обследование
Режим
обследования
Параллельное
обследование
Последовательное
обследование
14

15.

Основная единица обработки данных – задача.
Структура предметной области на стадии
предпроектного обследования изучается в разрезе
решаемых задач и комплексов задач.
Задача рассматривается как совокупность
операций преобразования некоторого набора
исходных данных для получения результатной
информации, необходимой для выполнения
функции управления или принятия
управленческого решения.
15

16. Порядок изучения задачи

наименование задачи;
сроки и периодичность ее решения;
степень формализуемости задачи;
источники информации, необходимые для решения задачи;
показатели и их количественные характеристики;
порядок корректировки информации;
действующие алгоритмы расчета показателей и возможные
методы контроля;
действующие средства сбора, передачи и обработки
информации;
принятая точность решения задачи;
трудоемкость решения задачи;
действующие формы представления исходных данных и
результатов их обработки в виде документов;
потребители результатной информации по задаче.
16

17. Технологическая сеть проектирования стадии предпроектного обследования

17

18.

П 1 ─ предварительное изучение предметной области:
Д 1.1. ─ общие сведения об объекте;
Д 1.2. ─ примеры разработок проектов ИС для аналогичных объектов;
П 2 ─ выбор технологии проектирования:
U 2.1. ─ универсум технологий проектирования;
Д 2.1. ─ список ресурсов;
Д 2.2. ─ oписаниe выбранной технологии, методов и средств проектирования;
П 3 ─ выбор метода проведения обследования:
U 3.1. ─ универсум методов проведения обследования;
Д 3.1. ─ описание выбранного метода;
П 4 ─ выбор метода сбора материалов обследования:
U 4.1. ─ универсум методов сбора материалов обследования;
Д 4.1. ─ описание выбранных методов;
П 5 ─ разработка программы обследования:
Д 5.1. ─ программа обследования;
П 6 ─ разработка плана-графика сбора материалов обследования:
Д 6.1. ─ план-график выполнения работ на предпроектной стадии;
П 7 ─ сбор и формализация материалов обследования:
U 7.1. ─ универсум методов формализации;
Д 7.1. ─ общие параметры (характеристики) экономической системы;
Д 7.2. ─ организационная структура экономической системы;
Д 7.3. ─ методы и методики управления (алгоритм расчета экономических показателей);
Д 7.4. ─ параметры информационных потоков;
Д 7.5. ─ параметры материальных потоков.
18

19. Типовое проектирование

Необходимость типизации проектных решений
связана с:
сложностью обеспечения высокого научно-технического
уровня разработки при индивидуальном проектировании;
существенным снижением затрат на проектирование при
внедрении типовой системы.
Требования к экономическому объекту :
управление предприятием осуществляется на основе
единых положений;
структура системы управления во всех подразделениях
предприятия одинакова и зависит только от размера
предприятия;
технические средства ИС стандартизированы;
возможность декомпозиции проектируемой ИС на
множество составляющих компонентов.
19

20. Классификация ТПР по уровню декомпозиции

Элементные ТПР - типовые решения по задаче или
по отдельному виду обеспечения задачи
(информационному, программному, техническому,
математическому, организационному)
Подсистемные ТПР - в качестве элементов
типизации выступают отдельные подсистемы,
разработанные с учетом функциональной полноты и
минимизации внешних информационных связей;
Модельные (объектные) ТПР - типовые отраслевые
проекты, которые включают полный набор
функциональных и обеспечивающих подсистем ИС.
20

21. Элементный метод типового проектирования

Достоинство
применение модульного подхода к проектированию и
документированию ИС.
Недостатки:
необходимость разработки недостающих компонентов ИС
вручную;
большие затраты времени на доработку и сопряжение
разнородных элементов вследствие информационной,
программной и технической несовместимости ТПР;
плохая адаптивность элементов к особенностям
предприятия.
21

22. Подсистемный метод типового проектирования

Достоинства:
модульное проектирование;
параметрическая настройку программных компонентов на
различные объекты управления;
сокращение затрат на проектирование и
программирование взаимосвязанных компонентов;
хорошее документирование отображаемых процессов
обработки информации.
Недостатки:
адаптивность ТПР недостаточна с позиции непрерывного
инжиниринга бизнес-процессов;
проблемы в обеспечении комплексного использования
разных функциональных подсистем от нескольких
производителей программного обеспечения
22

23. Объектный (модельный) метод типового проектирования

Достоинства:
возможность комплексного использования всех
компонентов ИС за счет методологического единства и
информационной, программной и технической
совместимости;
открытость архитектуры;
масштабируемость;
конфигурируемость.
Недостатки:
проблемы привязки типового проекта к конкретному
объекту управления, связанные с изменением
организационно-экономической структуры объекта
автоматизации
23

24. Параметрически-ориентированное типовое проектирование

заключается в выборе ТПР, наиболее подходящих
объекту управления по своим параметрам.
Применяется в случае проектирования ИС на базе
элементных и подсистемных ТПР.
Основные предметные области применения - задачи
различного вида учетов: бухгалтерского, налогового,
кадрового, складского, а также автоматизации
документооборота, автоматизации управленческого
труда, построения информационно-справочных
систем.
24

25. Этапы параметрически-ориентированного проектирования

Этапы параметрическиориентированного проектирования
1. Выявление потребностей предприятия и
изложение требований к ИС
2. Определение критериев оценки пригодности
ТПР для решения поставленных задач
3. Анализ и оценка доступных ТПР по
сформулированным критериям
4. Выбор и закупка наиболее подходящего ТПР
5. Настройка параметров (доработка, адаптация)
закупленного ТПР
25

26. Ограничения при выборе ТПР

срок разработки ИС,
финансовые возможности предприятия,
техническая, программная и сетевая
оснащенность объекта управления,
наличие существующих и
функционирующих ИС;
квалификация персонала.
26

27. Критерии оценки ТПР

1. Назначение и возможности ТПР
2. Отличительные признаки и свойства ТПР
3. Требования к техническим и программным
средствам
4. Документация ТПР
5. Стоимость (включая стоимость настройки и
обучения)
6. Особенности установки ТПР
7. Особенности эксплуатации ТПР
8. Помощь поставщика по внедрению и поддержанию
ТПР
9. Оценка качества ТПР и опыт его использования
10.Перспективы развития ТПР.
27

28. Состав ТПР и порядок его настройки

Отчет
Информационный
поток
Параметрический
поток
Блок функционирования
Блок
обработки
параметров
Блок
адаптации
Результаты
работы
Графики
Документы
Генератор отчетов
Генератор форм
Встроенный макроязык
Информационный поток - это исходные данные (например, документы),
которые обрабатываются и необходимы для получения результатов работы
ТПР.
Параметрический поток - информация, необходимая для настройки ТПР на
конкретные условия функционирования, которая задается один раз при
28
установке.

29. Модельно-ориентированное типовое проектирование

заключается в адаптации структуры, состава и
характеристик типовой ИС в соответствии с
моделью объекта автоматизации.
1 вариант: создание ИС предприятия на основе
построения модели объекта автоматизации с
использованием специального программного
инструментария и поиск типовой ИС,
удовлетворяющей данной модели.
2 вариант: создание системы на базе типовой модели
объекта автоматизации из репозитория (специальной
базы метаинформации), который поставляется
вместе с программным продуктом.
29

30. Структура типового модельно-ориентированного проектного решения

Структура типового модельноориентированного проектного решения
30

31.

Репозиторий
Базовая модель ИС
Типовые модели
определенных
классов ИС
Описание объектов, функций,
бизнес-правил, орг. структуры,
которые поддерживаются
программными модулями
типовой ИС
Модели ИС
конкретных
предприятий
Описание конфигурации
ИС для определенных
отраслей или типов
производства.
Модель ИС конкретного предприятия строится:
путем выбора фрагментов типовой модели в соответствии со
специфическими особенностями предприятия (BAAN Enterprise
Modeler);
путем автоматизированной адаптации этих моделей в результате
экспертного опроса (SAP Business Engineering Workbench).
31

32. Этапы модельно-ориентированного проектирования

1. Анализ требований к конкретной ИС.
2. Оценка и выбор ТПР, удовлетворяющих
требованиям.
3. Построение предварительной модели ИС на базе
имеющихся в ТПР референтных (типовых)
моделей.
4. Выбор типовой модели системы.
5. Определение перечня компонентов, которые будут
реализованы с использованием других
программных средств или потребуют разработки с
помощью имеющихся в составе типовой ИС
инструментальных средств.
32

33. Автоматизированное проектирование

CASE-технология – совокупность методов анализа,
проектирования, разработки и сопровождения ИС,
поддержанных комплексом взаимосвязанных средств
автоматизации.
Цель CASE-технологии – отделить процесс проектирования
ИС от ее кодирования и последующих этапов разработки,
максимально автоматизировать процесс разработки систем.
Характеристики CASE-средств:
мощная графика для описания и документирования систем;
интеграция, обеспечивающая легкость передачи данных и
позволяющая управлять всем процессом проектирования и разработки
системы непосредственно через процесс планирования проекта;
использование репозитория для хранения всей информации о
проекте.
33

34. Оценка трудозатрат по фазам жизненного цикла ИС

Каноническое проектирование
Автоматизированное
проектирование
15%
20%
5%
40%
45%
15%
20%
Анализ
Реализация
40%
Проектирование
Тестирование
34

35.

Технология канонического
проектирования
Основные усилия – на
кодирование и тестирование
"Бумажные" спецификации
Ручное кодирование
Тестирование ПО
Сопровождение
программного кода
Технология
автоматизированного
проектирования
Основные усилия – на анализ
и проектирование
Быстрое итеративное
макетирование
Автоматическая генерация
машинного кода
Автоматический контроль
проекта
Сопровождение проекта
35

36. Компоненты интегрированного CASE-средства

1. Средства централизованного хранения
информации о проектируемой ИС в течение всего
ЖЦ (репозиторий)
2. Графические средства анализа и проектирования,
обеспечивающие создание и редактирование
иерархически связанных диаграмм.
3. Средства разработки приложений,
предназначенные для автоматизированной
кодогенерации и тестирования.
4. Средства документирования, управления
проектом и реинжиниринга.
36

37. Реалистичные ожидания при переходе от канонического к автоматизированному проектированию

Ускорение и повышение согласованности разработки ИС;
снижение доли ручного труда в процессе разработки и
эксплуатации;
более точное соответствие ИС требованиям пользователей;
повышение качества проектирования и документирования;
улучшение коммуникации между пользователями и
разработчиками;
возможность повторного использования разработок;
кратковременное возрастание затрат, связанное с
деятельностью по внедрению CASE-средств
37

38. Нереалистичные ожидания

понимание проектных спецификаций
неподготовленными пользователями;
сокращение персонала, связанного с ИТ;
уменьшение степени участия в проектах высшего
руководства и менеджеров;
немедленное повышение продуктивности деятельности
организации;
достижение абсолютной полноты и непротиворечивости
спецификаций;
автоматическая генерация ИС из проектных
спецификаций;
немедленное снижение затрат, связанных с
информационной технологией;
снижение затрат на обучение.
38

39. Статьи затрат на внедрение CASE-средств

Затраты на специалистов по планированию
внедрения CASE-средств;
технические средства;
приобретение, настройка CASE-средств и
обучение пользователей;
интеграция с другими средствами и
существующими данными;
подготовка документации, стандартов и процедур
использования средств;
обновление версий.
39

40. Процессно-ориентированное проектирование

основано на концепции постоянного улучшения
процессов предприятия BPM (Business Process
Management), реализуемой с помощью
программных продуктов класса BPMS (Business
Process Management System).
BPM поддерживает процессный подход.
Отличие от реинжиниринга бизнес-процессов
(BPR) – непрерывный процесс
усовершенствования бизнес-процессов.
40

41.

Business Process
Reengineering
BPR
Процессный
подход
Workflow
Business Process
Management BPM
SOA
Системы
электронного
документооборота
СЭД
Service Oriented
Architecture
KPI Key Performance
Indicators
41

42.

BPR – методология реинжиниринга бизнеспроцессов.
Workflow — это система обеспечения
выполнения задач, поставленных перед
исполнителями в рамках процессного управления.
СЭД – система электронного документооборота.
KPI (Key Performance Indicators) – ключевые
показатели деятельности, позволяющие измерять
достижение целей.
SOA (Service Oriented Architecture) – концепция
проектирования и разработки сервисов и средств
их подключения. Сервис – определенная работа
или бизнес-функция, предназначенная для
обеспечения согласованной работы приложений.
42

43. Компоненты BPMS

BPMS (Business Process Management
System/Solution) – интегрированный набор
инструментов, позволяющий моделировать
процессы, автоматически их исполнять и
контролировать эффективность.
Компоненты BPMS:
средство моделирования BPMN (Business Process
Modeling Notation) - графическая нотация
моделирования бизнес-процессов;
средство исполнения BPEL (Business Process
Execution Language) - стандарт проектирования и
исполнения бизнес-процессов$
средство мониторинга BAM (Business Activity
43
Monitoring)

44. Нотация BPMN

Business Process Modeling Notation – нотация
моделирования бизнес-процессов.
Основная цель BPMN — создание стандартной
нотации, понятной всем бизнес пользователям:
бизнес-аналитикам, создающим и улучшающим
процессы,
разработчикам, ответственным за реализацию процессов,
менеджерам, управляющим бизнес-процессами.
Не описывается BPMN:
Модель данных;
Организационная структура.
44

45. Элементы BPMN

1. Объекты потока управления: события,
действия и логические операторы
2. Соединяющие объекты: поток
управления, поток сообщений и
ассоциации
3. Роли: пулы и дорожки
4. Артефакты: данные, группы и текстовые
аннотации.
45

46. Пример модели в нотации BPMN

46