Каноническое проектирование ИС

Организация канонического проектирования ИС ориентирована на использование главным образом каскадной модели жизненного цикла ИС. Стадии и этапы работы описаны в отечественном стандарте ГОСТ 34.601- 90.

В зависимости от сложности объекта автоматизации и набора задач, требующих решения при создании конкретной ИС, стадии и этапы работ могут иметь различную трудоемкость. Допускается объединять последовательные этапы и даже исключать некоторые из них на любой стадии проекта. Допускается также начинать выполнение работ следующей стадии до окончания предыдущей.

Стадии и этапы создания ИС, выполняемые участниками проекта, устанавливаются в договорах и техническом задании на основе настоящего стандарта.

Стадии и составляющие их этапы создания автоматизированной системы (АС), указанные в стандарте, приведены ниже.

Стадия 1. Формирование требований к АС:

• обследование объекта и обоснование необходимости создания АС;
• формирование требований пользователей к АС;
• оформление отчета о выполненной работе и тактико - технического задания на разработку.

Стадия 2. Разработка концепции АС:

• изучение объекта автоматизации;
• проведение необходимых научно-исследовательских работ;
• разработка вариантов концепции АС, удовлетворяющих требованиям пользователей;
• оформление отчета и утверждение концепции.

Стадия 3. Техническое задание:

• разработка и утверждение технического задания на создание АС.

Стадия 4. Эскизный проект:

• разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям;
• разработка эскизной документации на АС и ее части.

Стадия 5. Технический проект:

• разработка проектных решений по системе и ее частям;
• разработка документации на АС и ее части;
• разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий;
• разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта.

Стадия 6. Рабочая документация:

• разработка рабочей документации на АС и ее части;
• разработка и адаптация программ.

Стадия 7. Ввод в действие:

• подготовка объекта автоматизации;
• подготовка персонала;
• комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно - техническими комплексами, информационными изделиями);
• строительно-монтажные работы;
• пусконаладочные работы;
• проведение предварительных испытаний;
• проведение опытной эксплуатации;
• проведение приемочных испытаний.

Стадия 8. Сопровождение АС:

• выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами;
• послегарантийное обслуживание.

Ниже приводится краткая характеристика отдельных стадий и этапов работ.

Формирование требований к АС, разработка концепции АС (предпроектное обследование).

На начальной стадии проектирования ИС выполняется предпроектное обследование объекта автоматизации. Обследование объекта - это изучение и диагностический анализ организационной структуры предприятия, его деятельности и существующей системы обработки информации. Материалы, полученные в результате обследования, используются для следующих работ:

• обоснования разработки и поэтапного внедрения систем;
• составления технического задания на разработку систем;
• разработки технического и рабочего проектов систем.

На этапе обследования объекта целесообразно выделить две составляющие: определение стратегии внедрения ИС и детальный анализ деятельности организации. Основная задача первого этапа обследования - оценка реального объема проекта, его целей и задач на основе выявленных функций и информационных элементов автоматизируемого объекта высокого уровня. Эти задачи могут быть реализованы или заказчиком ИС самостоятельно, или с привлечением консалтинговых организаций. Этап предполагает тесное взаимодействие с основными потенциальными пользователями системы и бизнес - экспертами. Основная задача взаимодействия - получить полное и однозначное понимание требований заказчика. Как правило, нужная информация может быть получена в результате интервью, бесед или семинаров с руководством, экспертами и пользователями. По завершении этого этапа появляется возможность определить вероятные технические подходы к созданию системы и оценить затраты на ее реализацию (затраты на аппаратное обеспечение, закупаемое программное обеспечение и разработку нового программного обеспечения). Результатом этапа определения стратегии является документ (технико-экономическое обоснование проекта), где четко сформулировано, что получит заказчик, если согласится финансировать проект, когда он получит готовый продукт (график выполнения работ) и сколько это будет стоить (для крупных проектов должен быть составлен график финансирования на разных этапах работ). В документе желательно отразить не только затраты, но и выгоду проекта, например время окупаемости проекта, ожидаемый экономический эффект (если его удается оценить).

Ориентировочное содержание документа - технико-экономическое обоснование проекта:

• ограничения, риски, критические факторы, которые могут повлиять на успешность проекта;
• совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему: архитектура системы, аппаратные и программные ресурсы, условия функционирования, обслуживающий персонал и пользователи системы;
• сроки завершения отдельных этапов, форма приемки/сдачи работ, привлекаемые ресурсы, меры по защите информации;
• описание выполняемых системой функций;
• возможности развития системы;
• информационные объекты системы;
• интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;
• требования к программным и информационным компонентам ПО, требования к СУБД;
• что не будет реализовано в рамках проекта.

На этапе детального анализа деятельности организации изучаются задачи, обеспечивающие реализацию функций управления, организационная структура, штаты и содержание работ по управлению предприятием, а также характер подчиненности вышестоящим органам управления. На этом этапе должны быть выявлены:

• инструктивно-методические и директивные материалы, на основании которых определяются состав подсистем и перечень задач;
• возможности применения новых методов решения задач.

Аналитики собирают и фиксируют информацию в двух взаимосвязанных формах:

• функции - информация о событиях и процессах, которые происходят в бизнесе;
• сущности - информация о вещах, имеющих значение для организации и о которых что-то известно.

При изучении каждой функциональной задачи управления определяются:

• 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;
• действующие средства связи;
• принятая точность решения задачи;
• трудоемкость решения задачи;
• действующие формы представления исходных данных и результатов их обработки в виде документов;
• потребители результатной информации по задаче.

Одной из наиболее трудоемких, хотя и хорошо формализуемых задач этого этапа является описание документооборота организации. При обследовании документооборота составляется схема маршрута движения документов, которая должна отразить:

• количество документов;
• место формирования показателей документа;
• взаимосвязь документов при их формировании;
• маршрут и длительность движения документа;
• место использования и хранения данного документа;
• внутренние и внешние информационные связи;
• объем документа в знаках.

По результатам обследования объекта устанавливается перечень задач управления, решение которых целесообразно автоматизировать, и очередность их разработки. На этапе обследования следует классифицировать планируемые функции системы по степени важности. Один из форматов представления такой классификации – MuSCoW: Must have - необходимые функции; Should have - желательные функции; Could have - возможные функции; Won’t have - отсутствующие функции. Функции первой категории обеспечивают критичные для успешной работы системы возможности. Реализация функций второй и третьей категорий ограничивается временными и финансовыми рамками. Последняя категория функций особенно важна, поскольку необходимо четко представлять границы проекта и набор функций, которые будут отсутствовать в системе.

Модели деятельности организации (информационных процессов) создаются в двух видах:

• модель "как есть" ("as-is") - отражает существующие информационные процессы;
• модель "как должно быть" ("as-to-be") - отражает необходимые изменения информационных процессов с учетом внедрения ИС.

Результаты обследования объекта позволяют разработать концепцию ИС и представляют объективную основу для формирования технического задания на создание информационной системы.

Техническое задание определяет цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки ИС

ТЗ на АС является основным документом, определяющим требования и порядок создания (развития или модернизации - далее создания) автоматизированной системы, в соответствии с которым проводится разработка АС и ее приемка при вводе в действие (ГОСТ 34.602-89).

При разработке технического задания необходимо решить следующие задачи:

• установить общую цель создания ИС, определить состав подсистем и функциональных задач;
• разработать и обосновать требования, предъявляемые к подсистемам;
• разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационной базе, математическому и программному обеспечению, комплексу технических средств (включая средства связи и передачи данных);
• установить общие требования к проектируемой системе;
• определить перечень задач создания системы и исполнителей;
• определить этапы создания системы и сроки их выполнения;
• провести предварительный расчет затрат на создание системы и определить уровень экономической эффективности ее внедрения.

Разработка ТЗ ведётся в соответствии со стандартами:

ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания;

ГОСТ 34.602-89 Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы.

ГОСТ 34.201-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначения документов при создании автоматизированных систем.

Комплекс стандартов 34 устанавливает состав, содержание, правила оформления документов. Структура технического задания по ГОСТ 34.602-89 представлена ниже:

Ниже приводится содержание раздела 4.3.2. из ГОСТ 34:

В состав ТЗ на создание ИСвключают приложения, содержащие расчёт ожидаемой эффективности системы; оценку научно-технического уровня системы; использованные при разработке ТЗ методические и наиболее важные информационные материалы из состава документов, указанных в разделе "Источники разработки".

По результатам проделанной работы оформляется, согласовывается и утверждается документация в объеме, необходимом для описания полной совокупности принятых проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию системы.

Технический проект

На основе технического задания (и эскизного проекта) разрабатывается технический проект ИС. Технический проект системы - это техническая документация, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, а также оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

На этом этапе осуществляется комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ для выбора основных проектных решений и расчет экономической эффективности системы.

Примерный состав и содержание технического проекта приведены в таблице 3.2.

Таблица 1.3. Содержание технического проекта (ГОСТ 34.602-89)

В завершение стадии технического проектирования производится разработка документации на поставку необходимых типовых программных и аппаратных компонентов для комплектования ИС, а также определяются технические требования и составляются ТЗ на разработку нетиповых изделий.

Рабочая документация

На стадии "Рабочая документация" осуществляется создание программного продукта и разработка всей сопровождающей документации. Документация должна содержать все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и ее эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) системы. Разработанная документация должна быть соответствующим образом оформлена, согласована и утверждена.

Для ИС, которые являются разновидностью автоматизированных систем, устанавливают следующие основные виды испытаний: предварительные, опытная эксплуатация и приемочные. При необходимости допускается дополнительно проведение других видов испытаний системы и ее частей.

В зависимости от взаимосвязей частей ИС и объекта автоматизации испытания могут быть автономные или комплексные. Автономные испытания охватывают части системы. Их проводят по мере готовности частей системы к сдаче в опытную эксплуатацию. Комплексные испытания проводят для групп взаимосвязанных частей или для системы в целом.

Для планирования проведения всех видов испытаний разрабатывается документ "Программа и методика испытаний". Разработчик документа устанавливается в договоре или ТЗ. В качестве приложения в документ могут включаться тесты или контрольные примеры.

Предварительные испытания проводят для определения работоспособности системы и решения вопроса о возможности ее приемки в опытную эксплуатацию. Предварительные испытания следует выполнять после проведения разработчиком отладки и тестирования поставляемых программных и технических средств системы и представления им соответствующих документов об их готовности к испытаниям, а также после ознакомления персонала ИС с эксплуатационной документацией.

Опытную эксплуатацию системы проводят с целью определения фактических значений количественных и качественных характеристик системы и готовности персонала к работе в условиях ее функционирования, а также определения фактической эффективности и корректировки, при необходимости, документации.

Приемочные испытания проводят для определения соответствия системы техническому заданию, оценки качества опытной эксплуатации и решения вопроса о возможности приемки системы в постоянную эксплуатацию.

Типовое проектирование ИС

Типовое проектирование ИС предполагает создание системы из готовых типовых элементов. Основополагающим требованием для применения методов типового проектирования является возможность декомпозиции проектируемой ИС на множество составляющих компонентов (подсистем, комплексов задач, программных модулей и т.д.). Для реализации выделенных компонентов выбираются имеющиеся на рынке типовые проектные решения, которые настраиваются на особенности конкретного предприятия.

Типовое проектное решение (ТПР) - это тиражируемое (пригодное к многократному использованию) проектное решение.

Принятая классификация ТПР основана на уровне декомпозиции системы. Выделяются следующие классы ТПР:

• 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;
• объектные ТПР - типовые отраслевые проекты, которые включают полный набор функциональных и обеспечивающих подсистем ИС.

Каждое типовое решение предполагает наличие, кроме собственно функциональных элементов (программных или аппаратных), документации с детальным описанием ТПР и процедур настройки в соответствии с требованиями разрабатываемой системы.

Основные особенности различных классов ТПР приведены в таблице 1.4

Для реализации типового проектирования используются два подхода:параметрически - ориентированное и модельно-ориентированное проектирование.