Основные модели описания архитектуры автоматизированных систем. Матрица Захмана.

Основные модели описания архитектуры автоматизированных систем

Архитектура – это описание некоторой сложной системы в определенный момент времени. Также архитектура – это процесс, т.е. набор руководств, правил и/или стандартов, которые применяются в процессе построения новых систем.

Архитектура предприятия является целостным описанием ключевых стратегий организации, связанных с бизнесом, информацией, прикладными системами и технологиями, а также их влиянием на функции и бизнес-процессы организации. Разработка архитектуры предприятия ведется в соответствующем контексте существующих в организации структур управления и взаимодействия.

Существуют различные подходы или рамочные модели, методики к описанию архитектуры предприятия. Эти методики задают классификацию основных областей архитектуры и единые принципы для их описания во взаимной увязке друг с другом, описание используемых правил (политик), стандартов, процессов, моделей, которые используются для определения различных элементов архитектуры на разных уровнях абстракции. В качестве примеров можно указать следующие методики:

· Методики, опубликованные аналитическими компаниями, такими как Gartner, Giga Group, META Group и другими;

· Модель Захмана;

· Методика TOGAF;

· Методика POSIX 1003.23, которая основывается на разработках компании Cap Gemini, переданных для публичного использования в 1996 году.

· FEAF – Federal Enterprise Architecture Framework (для гос. организаций)

· DoDAF ­– для Министерства Обороны США

Методики описывают, как определяются и документируются основные элементы архитектуры предприятия. Они позволяют решить проблему плохого взаимопонимания между вовлеченными в этот процесс людьми, поскольку задают некий общий, одинаково понимаемый набор понятий и моделей для описания элементов архитектуры в интересах различных категорий заинтересованных сторон.

Ни одна из методик не является универсальной и применение той или иной методики (модели) зависит от области деятельности предприятия. Также следует понимать, что применение отличных друг от друга моделей приводит к совершенно иной архитектуре предприятия.

Матрица Захмана

Модель Захмана основана на дисциплине классической архитектуры и обеспечивает общий словарь и набор перспектив, или структур (framework), для описания современных сложных корпоративных систем. Захман предложил вместо традиционного подхода, связанного с рассмотрением отдельных аспектов работы системы как бы в различные моменты времени, использовать рассмотрение системы с различных перспектив. Модель была создана для описания ИТ–предприятия, однако может использоваться и для других типов предприятий.

Модель преследует две основные цели – с одной стороны, логически разбить все описание Архитектуры на отдельные разделы для упрощения их формирования и восприятия, с другой – обеспечить возможность рассмотрения целостной Архитектуры с выделенных точек зрения или соответствующих уровней абстракции.

Строки представляют собой различные уровни абстракции (перспективы), а наборы столбцов – представления (области) архитектуры.

Модель представляется в виде таблицы, имеющей пять строк и шесть столбцов. В модели именно пять строк, просто отображенная на рисунке шестая строка соответствует уже не уровню описания архитектуры, а уровню работающей системы или предприятия в целом.

Перспективы (строки в таблице) могут, в частном случае, соответствовать различному уровню управления предприятием, если речь идет об архитектуре предприятия или использования информационной системы.

Две верхние строки соответствуют наиболее общим представлениям и достаточно широко описывают существующее окружение, планы и цели.

Аналогично, в применении к деятельности предприятия верхняя строка "Контекст" соответствует уровню интересов высшего руководства и собрания акционеров. Второй уровень соответствует интересам бизнес-менеджеров и владельцев процессов. Третий уровень – тот, на котором бизнес-менеджеры, бизнес-аналитики и менеджеры, отвечающие за ИТ, должны работать вместе. Уровни с четвертого и далее описывают детали, которые представляют интерес для ИТ-менеджеров, проектировщиков, разработчиков.

На каждом из этих уровней участники, вообще говоря, рассматривают одни и те же категории вопросов, соответствующих столбцам в таблице, – только с различным уровнем абстракции и детализации. В содержание этих колонок входят:

· используемые данные (что?)

· процессы и функции (как?)

· места выполнения этих процессов (где?)

· организации и персоналии–участники (кто?)

· управляющие события (когда?)

· цели и ограничения, определяющие работу системы (зачем?)

Правила заполнения

Основные правила заполнения таблицы следующие:

· каждая клетка таблицы независима от других, вместе они образуют функционально полное пространство для описания системы ("базис");

· порядок следования колонок несущественен;

· каждая клетка содержит соответствующее описание аспекта реализации системы в виде определенной модели или, возможно, простого описания (текстового документа);

· базовые модели для каждой из колонок являются уникальными;

· соответствующие модели в клетках каждого ряда в совокупности образуют полное описание системы с выбранной перспективы;

· заполнение клеток должно проводиться последовательно "сверху вниз"

Первая строка соответствует уровню планирования бизнеса в целом (бизнес-модель). На этом уровне вводятся достаточно общие основные понятия, определяющие бизнес – например, продукты и услуги, клиенты, расположение объектов бизнеса, а также формулируется бизнес-стратегия (колонка 6 – мотивация).

Вторая строка (концептуальная модель) предназначена для определения в терминах бизнеса структуры организации, ключевых и вспомогательных бизнес-процессов.

Третий уровень (логическая модель) соответствует рассмотрению с точки зрения Системного Архитектора. Здесь бизнес-процессы описываются уже в терминах информационных систем, включая различные типы данных, правила их преобразования и обработки для выполнения определенных на уровне 2 бизнес-функций.

На четвертом уровне – технологической или физической модели – осуществляется привязка данных и операций над ними к выбранным технологиям реализации. Например, здесь может быть определен выбор реляционной СУБД, или средств работы с неструктурированными данными, или объектно-ориентированной среды.

Пятый уровень соответствует детальной реализации системы, включая конкретные модели оборудования, топологию сети, производителя и версию СУБД, средства разработки и собственно готовый программный код. Многие из работ на данном уровне часто выполняются субподрядчиками.

Последний, шестой уровень описывает работающую систему. На этом уровне могут быть введены, в том числе, такие объекты, как инструкции для работы c системой, фактические базы данных, работа службы HelpDesk.

Детализация системы

Первая колонка отвечает на вопрос "ЧТО?" и определяет используемые в системе данные. На верхнем уровне достаточным будет простое перечисление основных объектов, используемых в бизнесе. На втором уровне данные объекты объединяются в семантическую модель высокого уровня и обычно описываются в виде диаграммы "сущности-связи" (E-R диаграммы) с отражением основных связей и наиболее существенных бизнес-ограничений. На третьем уровне эта модель приводится к нормализованной форме, определяются все атрибуты и ключи. Четвертый уровень представляет собой физическую модель данных в системе (в объектно-ориентированном подходе – иерархию классов). Следующий уровень содержит описание модели на языке управления данными для формирования таблиц, готовые библиотеки классов, табличные пространства СУБД. Наконец, последний уровень может описывать фактические наборы данных, в том числе такие характеристики, как журналы доступа, размеры реально занимаемого дискового пространства, статистику обращений и т.п.

Колонка функций (ответ на вопрос "КАК?") предназначена для последовательной детализации описания того, как миссия предприятия реализуется на уровне отдельных операций. В частности, на первом уровне достаточным будет простое перечисление бизнес-процессов. Второй уровень будет содержать модель бизнес-процессов, которая впоследствии детализируется в операции над данными и архитектуру приложений (уровень 3), методы классов (уровень 4), программный код (уровень 5) и, наконец, исполняемые модули.

Следующая колонка (вопрос "ГДЕ?") определяет пространственное распределение компонент системы и сетевую организацию. На уровне планирования бизнеса здесь достаточно определить расположение всех производственных объектов. На следующем уровне эти объекты объединяются в модель со связями, характеризующими взаимодействие между собой, – будь то обмен информацией или поставки товаров. На третьем уровне системной архитектуры осуществляется привязка компонент информационной системы к узлам сети. Четвертый уровень служит для определения физической реализации в терминах аппаратных платформ, системного программного обеспечения, а также средств промежуточного уровня (так называемое "middleware"), используемых для интеграции различных компонент информационной системы между собой. На пятом уровне определяются используемые протоколы и спецификации каналов связи. Последний уровень описывает функционирование реализованной сети.

Колонка таблицы, отвечающая на вопрос "КТО?", определяет участников процесса. На уровне планирования бизнеса здесь представлен список подразделений предприятия и выполняемые ими функции. На следующем уровне приводится полная организационная диаграмма, а также могут быть определены общие требования к информационной безопасности. Далее последовательно определяются участники бизнес-процессов и их роли, требования к интерфейсам пользователя и правила доступа к отдельным объектам, физическая их реализация на уровне кода или операторов определения доступа к таблицам в СУБД. Последний уровень описывает обученных пользователей системы.

Пятая колонка отвечает на вопрос "КОГДА?" и определяет временные характеристики бизнес-процессов и работы системы. Опять-таки детализация осуществляется сверху вниз, начиная от календарного плана (уровень 1) и основных параметров, характеризующих выполнение бизнес-процессов, – например, требование ко времени оформления сделки (уровень 2). На третьем уровне определяются события, вызывающие изменение состояния информационных объектов и инициацию операций над ними. На следующем уровне эти события транслируются в программные вызовы (триггеры) или передаваемые сообщения. Пятый уровень определяет физическую реализацию обработки таких событий. Наконец, на 6-м уровне – фактическая история функционирования системы.

Последняя колонка ("ПОЧЕМУ?" или "ЗАЧЕМ?") служит для определения мотивации и задает порядок перехода от задач бизнеса к требованиям и элементам информационных систем. Исходной точкой является бизнес-стратегия, которая затем последовательно транслируется в бизнес-план, затем в правила и ограничения для реализации бизнес-процессов, а на уровне 4 – в соответствующие приложения, необходимые для включения в состав информационных систем и, в дальнейшем, в их физическую реализацию.

Такая модель описания в целом полезна для идентификации возможных ограничений. Эти ограничения могут "распространяться" как от верхних уровней к нижним (например, указание руководства компании о выборе тех или иных средств, продуктов или принципов работы), так и в обратном направлении – например, возможности существующих технологий беспроводной связи в значительной степени определяют спектр предлагаемых услуг и организацию бизнес-процессов у провайдеров этих услуг.

Основными характеристиками данной модели Захмана являются:

· простота для понимания;

· целостность в отношении предприятия, то есть каждая проблема может быть соотнесена с предприятием в целом;

· поддержка обсуждений сложных вопросов с использованием относительно небольшого количества нетехнических понятий;

· возможность применения для планирования, позволяющего лучше принимать решения за счет того, что решение никогда не будет выноситься "в пустоте" (в отрыве от остальных аспектов деятельности предприятия);

· применимость для решения задач, то есть возможность работать с абстракциями и сущностями, выделяя и изолируя отдельные параметры системы без потери восприятия Предприятия как целого;

· нейтральность, то есть независимость от каких-либо инструментов; благодаря этому каждый инструмент и методология могут быть отображены на данную модель и могут явно показать, что они делают и чего они не делают.

Плюсы:

· облегчает понимание и общение людей, имеющих разные роли в процессах создания, развития и использования системы;

· ясно определяет фокус внимания на (относительно) независимых параметрах для целей анализа;

· но в то же время обеспечивает поддержку контекстных взаимосвязей, важных для сохранения целостности системы.

Минус: отсутствие встроенного механизма распространения изменений между элементами – сложно вносить иззменения.