Схема Захмана: представление архитектуры информационной системы

Системы поддержки принятия решений (СППР) используются в основном на верхнем уровне управления (руководства фирм, предприятий, организаций), имеющего стратегическое долгосрочное значение в течение года или нескольких лет. К таким задачам относятся формирование стратегических целей, планирование привлечения ресурсов, источников финансирования, выбор места размещения предприятий и т.д. Реже задачи класса СППР решаются на тактическом уровне, например при выборе поставщиков или заключении контрактов с клиентами. Задачи СППР имеют, как правило, нерегулярный характер.

Для задач  СППР свойственны недостаточность  имеющейся информации, ее противоречивость и нечеткость, преобладание качественных оценок целей и ограничений, слабая формализованность алгоритмов решения. В качестве инструментов обобщения чаще всего используются средства составления аналитических отчетов произвольной формы, методы статистического анализа, экспертных оценок и систем, математического и имитационного моделирования. При этом используются базы обобщенной информации, информационные хранилища, базы знаний о правилах и моделях принятия решений.

Идеальной считается ЭИС, которая включает все три типа перечисленных информационных систем. В зависимости от охвата функций и уровней управления различают корпоративные (интегрированные) и локальные ЭИС.

    Корпоративная (интегрированная) ЭИС автоматизирует все функции управления на всех уровнях  управления. Такая ЭИС является многопользовательской, функционирует в распределенной вычислительной сети.

Локальная ЭИС автоматизирует отдельные функции управления на отдельных уровнях управления. Такая ЭИС может быть однопользовательской, функционирующей в отдельных подразделениях системы управления.

Одним из основных свойств ЭИС является делимость на подсистемы, которая имеет ряд достоинств с точки зрения разработки и эксплуатации ЭИС, к которым относятся:

• упрощение разработки и модернизации ЭИС в результате специализации групп проектировщиков по подсистемам;
• упрощение внедрения и поставки готовых подсистем в соответствии с очередностью выполнения работ;
• упрощение эксплуатации ЭИС вследствие специализации работников предметной области.

Обычно  выделяют функциональные и обеспечивающие подсистемы. Функциональные подсистемы ЭИС информационно обслуживают определенные виды деятельности экономической системы (предприятия), характерные для структурных подразделений экономической системы и (или) функций управления. Интеграция функциональных подсистем в единую систему достигается за счет создания и функционирования обеспечивающих подсистем, таких, как информационная, программная, математическая, техническая, технологическая, организационная и правовая подсистемы.

1.2. Жизненный цикл ЭИС

 

Потребность в создании ЭИС может обусловливаться  либо необходимостью автоматизации  или модернизации существующих информационных процессов, либо необходимостью коренной реорганизации в деятельности предприятия (проведении бизнес-реинжиниринга), Потребности создания ЭИС указывают, во-первых, для достижения каких именно целей необходимо разработать систему; во-вторых, к какому моменту времени целесообразно осуществить разработку; в-третьих, какие затраты необходимо осуществить для проектирования системы.

Проектирование  ЭИС - трудоемкий, длительный и динамический процесс. Технологии проектирования, применяемые в настоящее время, предполагают поэтапную разработку системы. Этапы по общности целей могут объединяться в стадии. Совокупность стадий и этапов, которые проходит ЭИС в своем развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения функционирования системы, называется жизненным циклом ЭИС.

Суть  содержания жизненного цикла разработки ЭИС в различных подходах одинакова и сводится к выполнению следующих стадий:

    1.Планирование и анализ требований (предпроектная стадия) -системный анализ. Исследование и анализ существующей информационной системы, определение требований к создаваемой ЭИС, оформление технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на разработку ЭИС.

    2.Проектирование (техническое проектирование, логическое проектирование), Разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций (функциональная архитектура) и состава обеспечивающих подсистем (системная архитектура), оформление технического проекта ЭИС.

    3.Реализация (рабочее проектирование, физическое проектирование, программирование). Разработка и настройка программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала, оформление рабочего проекта.

    4.Внедрение (тестирование, опытная эксплуатация). Комплексная отладка подсистем ЭИС, обучение персонала, поэтапное внедрение ЭИС в эксплуатацию по подразделениям экономического объекта, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях ЭИС.

    5.Эксплуатация ЭИС (сопровождение, модернизация). Сбор рекламаций и статистики о функционировании ЭИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации ЭИС и ее выполнение (повторение стадий 2 - 5).

    Часто второй и третий этапы объединяют в одну стадию, называемую техно-рабочим проектированием или системным синтезом. На рис. 1.3 представлена обобщенная блок-схема жизненного цикла ЭИС. Рассмотрим основное содержание стадий и этапов на представленной схеме.

Системный анализ. К основным целям процесса относится следующее:

• сформулировать потребность в новой ЭИС (идентифицировать все недостатки существующей ЭИС);
• выбрать направление и определить экономическую             целесообразность проектирования ЭИС.

Системный анализ ЭИС начинается с описания и анализа функционирования рассматриваемого экономического объекта (системы) в соответствии с требованиями (целями), которые предъявляются к нему (блок 1). В результате этого этапа выявляются основные недостатки существующей ЭИС, на основе которых формулируется потребность в совершенствовании системы управления этим, объектом, и ставится задача определения экономически обоснованной необходимости автоматизации определенных функций управления (блок 2), то есть создается технико-экономическое обоснование проекта. После определения этой потребности возникает проблема выбора направлений совершенствования объекта на основе выбора программно-технических средств (блок 3). Результаты оформляются в виде технического задания на проект, в котором отражаются технические условия и требования к ЭИС, а также ограничения на ресурсы проектирования. Требования к ЭИС определяются в терминах функций, реализуемых системой, и предоставляемой ею информацией.

Системный синтез. Этот процесс предполагает:

    •  разработать функциональную архитектуру  ЭИС, которая отражает структуру выполняемых функций;

    •  разработать системную архитектуру  выбранного варианта ЭИС, то есть состав обеспечивающих подсистем;

    •  выполнить реализацию проекта.

Этап  по составлению функциональной архитектуры (ФА), представляющей собой совокупность функциональных подсистем и связей между ними (блок 4), является наиболее ответственным с точки зрения качества всей последующей разработки.

    

Рис 1.3 Обобщенная технологическая схема жизненного цикла ЭИС

Построение системной архитектуры (СА) на основе ФА (блок 5) предполагает выделение элементов и модулей информационного, технического, программного обеспечения и других обеспечивающих подсистем, определение связей по информации и управлению между выделенными элементами и разработку технологии обработки информации.

Этап  конструирования (физического проектирования системы) включает разработку инструкций пользователям и программ, создание информационного обеспечения, включая наполнение баз данных (блок 6).

Внедрение разработанного проекта (блоки 7 - 10). Процесс предполагает выполнение следующих этапов: опытное внедрение и промышленное внедрение.

Этап  опытного внедрения (блок 7) заключается  в проверке работоспособности элементов  и модулей проекта, устранении ошибок на уровне элементов и связей между  ними.

Этап  сдачи в промышленную эксплуатацию (блок 9) заключается в организации проверки проекта на уровне функций и контроля соответствия его требованиям, сформулированным на стадии системного анализа.

Эксплуатация  и сопровождение проекта. На этой стадии (блоки 11 и 12) выполняются этапы: эксплуатация проекта системы и модернизация проекта ЭИС.

Рассмотренная схема жизненного цикла ЭИС условно  включает в свой состав только основные процессы, реальный набор которых и их разбиение на этапы и технологические операции в значительной степени зависят от выбираемой технологии проектирования, о чем более подробно будет сказано в последующих разделах данной работы.

Важной  чертой жизненного цикла ЭИС является его повторяемость «системный анализ - разработка - сопровождение -системный анализ». Это соответствует представлению об ЭИС как о развивающейся, динамической системе. При первом выполнении стадии «Разработка» создается проект ЭИС, а при повторном выполнении осуществляется модификация проекта для поддержания его в актуальном состоянии.

Другой  характерной чертой жизненного цикла  является наличие нескольких циклов внутри схемы:

    •  первый цикл, включающий блоки 1 - 12, - это  цикл первичного проектирования ЭИС;

    •  второй цикл (блоки: 7 - 8, 6 - 7) - цикл, который возникает после опытного внедрения, в результате которого выясняются частные ошибки в элементах проекта, исправляемые начиная с 6-го блока;

    •  третий цикл (блоки: 9 - 10,4 - 9) возникает  после сдачи в промышленную эксплуатацию, когда выявляют ошибки в функциональной архитектуре системы, связанные с несоответствием проекта требованиям заказчика, по составу функциональных подсистем, составу задач и связям между ними;

    •  четвертый цикл (блоки: 12,5 - 12) возникает  в том случае, когда требуется  модификация системной архитектуры в связи с необходимостью адаптации проекта к новым условиям функционирования системы;

    •  пятый цикл (блоки: 12, 1 - 12) возникает, если проект системы совершенно не соответствует требованиям, предъявляемым к организационно-экономической системе ввиду того, что осуществляется моральное его старение и требуется полное перепроектирование системы.

Чтобы исключить пятый цикл и максимально  уменьшить необходимость выполнения третьего и четвертого циклов, необходимо выполнять проектирование ЭИС на всех этапах первого, основного цикла разработки ЭИС в соответствии с требованиями:

    •  разработка ЭИС должна быть выполнена  в строгом соответствии со сформулированными требованиями к создаваемой системе;

    •  требования к ЭИС должны адекватно соответствовать целям и задачам эффективного функционирования экономического объекта;

    •  созданная ЭИС должна соответствовать  сформулированным требованиям на момент окончания внедрения, а не на момент начала разработки;

    •  внедренная ЭИС должна развиваться и адаптироваться в соответствии с постоянно изменяющимися требованиями к ЭИС. С точки зрения реализации перечисленных аспектов в технологиях проектирования ЭИС модели жизненного цикла, определяющие порядок выполнения стадий и этапов, претерпевали существенные изменения. Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:

    •  каскадная модель (до 70-х годов) - последовательный переход на следующий  этап после завершения предыдущего;

    •  итерационная модель (70 - 80-е годы) - с  итерационными возвратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа;

    • спиральная модель (80 - 90-е годы) - прототипная  модель, предполагающая постепенное расширение прототипа ЭИС. Каскадная модель. Для этой модели жизненного цикла характерна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель жизненного цикла по срокам разработки и надежности оправдывала себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приводит к их практической нереализуемости.

Итерационная  модель. Создание комплексных ЭИС предполагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу-вверх» обусловливает необходимость таких итерационных возвратов, когда проектные решения по отдельным задачам комплектуются в общие системные решения и при этом возникает потребность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассогласования в выполненных проектных решениях н документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданной ЭИС, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходимость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки ЭИС заканчивается этапом внедрения, за которым начинается жизненный цикл создания новой ЭИС.