Модели построения информационных систем

Методология задает руководящие указания для оценки и выбора проекта разработки ПО, этапы и последовательность работ, правила применения тех или иных методов.

Метод - систематическая процедура или технология генерации описаний компонент ПО (например, описание потоков и структур данных).

Нотации предназначены для описания системы в целом, ее элементов, таких как графы, диаграммы, таблица, блок-схемы, алгоритмы, формальные языки и языки программирования.

Структуры являются средством для реализации структурного анализа и построения структуры конкретной системы.

Средства - технологические и программные инструменты для поддержки и усиления методов.

CASE-технологии обладают  следующими основными достоинствами,  которые позволяют широко использовать их при разработке информационных систем:

• ускоряют процесс коллективного проектирования и разработки;
• позволяют за короткий срок создать прототип заказанной системы с заданными свойствами;
• освобождают разработчика от рутинной работы, оставляя время для творчества;
• обеспечивают эффективность и качество разрабатываемого ПО за счет автоматизации контроля всего процесса разработки;
• поддерживают сопровождение и развитие системы на высоком уровне.

Следует отметить, что, несмотря на все потенциальные возможности CASE-средств, существует достаточно много  примеров их неудачного внедрения, в результате которых CASE-средства становятся "полочным" ПО (Shelfware).

В связи с этим необходимо учитывать следующее:

• CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект, он может быть получен только спустя какое-то время;
• реальные затраты на внедрение CASE-средств обычно намного превышают затраты на их приобретение;
• CASE-средства обеспечивают возможности для получения существенной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения, эффективного обучения пользователей и регулярного применения.

Можно также перечислить  следующие факторы, усложняющие  определение возможного эффекта от использования CASE-средств:

• широкое разнообразие качества и возможностей CASE-средств;
• относительно небольшое время использования CASE-средств в различных организациях и недостаток опыта их применения;
• широкое разнообразие в практике внедрения различных организаций;
• отсутствие детальных метрик и данных для уже выполненных и текущих проектов;
• широкий диапазон предметных областей проектов;
• различная степень интеграции CASE-средств в различных проектах.

Некоторые аналитики считают, что реальная выгода от использования  некоторых типов CASE-средств может быть получена только после одно- или двухлетнего опыта. Другие полагают, что воздействие может реально проявиться в фазе эксплуатации жизненного цикла ИС, когда технологические улучшения могут привести к снижению эксплуатационных затрат.

Ниже перечислены основные виды и последовательность работ, рекомендуемые при построении логических моделей предметной области в рамках CASE-технологии анализа системы управления предприятием.

1. Проведение функционального и информационного обследования системы управления (административно-управленческой деятельности) предприятием (рис. 12):

 
Рисунок 12 - Модель системы в технологическом CASE-решении

• определение организационно-штатной структуры предприятия;
• определение функциональной структуры предприятия;
• определение перечня целевых функций структурных элементов (подразделений и должностных лиц);
• определение круга и очередности обследования структурных элементов системы управления согласно сформулированным целевым функциям;
• обследование деятельности выделенных структурных элементов;
• построение FD-диаграммы системы управления с указанием структурных элементов и функций, реализация которых будет моделироваться на DFD-уровне.

2. Разработка моделей деятельности структурных элементов и системы управления в целом:

• выделение множества внешних объектов, оказывающих существенное влияние на деятельность структурного элемента;
• спецификация входных и выходных информационных потоков;
• выявление основных процессов, определяющих деятельность структурного элемента и обеспечивающих реализацию его целевых функций;
• спецификация информационных потоков между основными процессами деятельности, уточнение связей между процессами и внешними объектами;
• оценка объемов, интенсивности и других необходимых характеристик информационных потоков;
• разработка иерархии диаграмм потоков данных, образующих функциональную модель деятельности структурного элемента;
• объединение DFD-моделей структурных элементов в единую модель системы управления предприятием.

3. Разработка информационных моделей структурных элементов и модели информационного пространства системы управления:

• определение сущностей модели и их атрибутов;
• проведение атрибутного анализа и оптимизация сущностей;
• идентификация отношений между сущностями и определение типов отношений;
• анализ и оптимизация информационной модели;
• объединение информационных моделей в единую модель информационного пространства.

4. Разработка предложений по автоматизации системы управления предприятием:

• определение границ автоматизации - составление перечня автоматизируемых структурных элементов, разбиение процессов основной деятельности на автоматические, автоматизированные и ручные;
• составление перечня подсистем и логических АРМов (автоматизированных рабочих мест), определение способов их взаимодействия;
• разработка предложений по очередности проектирования и реализации подсистем и отдельных логических АРМов, входящих в состав ИС;
• разработка требований к средствам базового технического обеспечения ИС;
• разработка требований к средствам базового программного обеспечения ИС.

Логическая модель, отображающая деятельность системы управления предприятием, и информационное пространство, в котором эта деятельность протекает, представляют собой "снимок" положения дел (функциональная структура, роли должностных лиц, взаимодействие подразделений, принятые технологии обработки управленческой информации, автоматизированные и неавтоматизированные процессы и т. д.) на момент обследования. Эта модель позволяет понять, что делает и как функционирует предприятие с позиций системного анализа, и затем сформулировать предложения по улучшению ситуации.

Развитие логической модели предметной области, ее последовательное превращение в модель целевой  ИС, позволит интегрировать перспективные  предложения руководства и ведущих  сотрудников предприятия, экспертов  и системных аналитиков, сформировать видение новой, реорганизованной и  автоматизированной деятельности предприятия (рис. 6.12).

Построенная модель является законченным результатом по следующим  причинам.

1. Она включает в себя модель существующей неавтоматизированной технологии, принятой на предприятии. Формальный анализ этой модели позволяет выявить узкие места в управлении предприятием и сформулировать рекомендации по его улучшению (независимо от того, предполагается ли дальнейшая разработка автоматизированной системы или нет).
2. Она независима и отделяема от конкретных разработчиков, не требует сопровождения и может быть безболезненно передана другим лицам. Более того, если по каким-либо причинам предприятие не готово к реализации проекта в данный момент времени, модель может быть "положена на полку" до тех пор, пока в ней не возникнет необходимость.
3. Она позволяет осуществлять эффективное обучение новых работников конкретным направлениям деятельности предприятия, так как соответствующие технологии содержатся в модели.
4. С ее помощью можно осуществлять предварительное моделирование перспективных направлений деятельности предприятия с целью выявления новых потоков данных, взаимодействующих процессов и структурных элементов.
5. Она обеспечивает распространение накопленного опыта на других предприятиях, дает возможность унифицировать административно-управленческую и финансовую деятельность этих предприятий.

Модель является не просто реализацией начальных этапов работы и основанием для формирования технического задания на ее последующие этапы. Она представляет собой самостоятельный результат, имеющий большое практическое значение, так как он позволяет дальнейшее применение CASE-технологий для реального проектирования и разработки ИС.

Современные CASE-пакеты имеют  широкие возможности инструментального расширения за счет использования стандартных программных средств, что делает их чрезвычайно удобными при разработке программных и информационных систем (рис. 13 и 14).

 
Рисунок 13  

 
Рисунок 14

Для успешного внедрения CASE-средств организация должна обладать нижеследующими качествами.

Культура. Готовность к внедрению новых процессов и взаимоотношений между разработчиками и пользователями, ИТ/ИС-управленцами и пользователями.

Управление. Четкое руководство и организованность по отношению к наиболее важным этапам и процессам внедрения.

Технология. Понимание ограниченности существующих возможностей и способность принять новую технологию.

Если организация не обладает хотя бы одним из перечисленных качеств, то внедрение CASE-средств может закончиться неудачей независимо от степени тщательности следования различным рекомендациям по внедрению.

В качестве примеров популярных CASE-средств - программные средства компании Computer Associates, IBM-Rational Software и Oracle:

• BPwin - моделирование бизнес-процессов;
• ERwin - моделирование баз данных и хранилищ данных;
• ERwin Examiner - проверка структуры СУБД и моделей, созданных в Erwin;
• ModelMart - среда для командной работы проектировщиков;
• Paradigm Plus - моделирование приложений и генерация объектного кода;
• Rational Rose - моделирование бизнес-процессов и компонентов приложений;
• Rational Suite AnalystStudio - пакет для аналитиков данных;
• Oracle Designer (входит в Oracle9i Developer Suite) - высокофункциональное средство проектирования программных систем и баз данных, реализующее технологию CASE и собственную методологию Oracle - CDM. Позволяет команде разработчиков полностью провести проект, начиная от анализа бизнес-процессов через моделирование к генерации кода и получению прототипа, а в дальнейшем и окончательного продукта. Сложное CASE-средство, его имеет смысл использовать при ориентации на линейку продуктов Oracle.

Самым мощным из указанных  программных пакетов является пакет  Rational Rose (RR) компании IBM-Rational, с помощью которого можно спроектировать и сопровождать весь жизненный цикл разработки программного продукта (рис. 15). Пакет включает набор средств моделирования объектно-ориентированных информационных систем, базирующихся на языке моделирования UML.   

 
Рисунок 15

Пакет RR способен решать практически  любые задачи в проектировании информационных систем: от анализа бизнес-процессов до кодогенерации на определенном языке программирования, позволяет разрабатывать как высокоуровневые, так и низкоуровневые модели, осуществляя тем самым абстрактное либо логическое проектирование (рис. 16).  

 
Рисунок 16

Таким образом, современные CASE-средства вместе с системным программным обеспечением и техническими средствами поддержки образуют полную среду разработки информационных систем.