Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (Методы и средства создания информационной системы).pdf

Данные создаются, хранятся и сопровождаются с помощью программного обеспечения. Процессы слева создают и модифицируют данные, справа - используют их в ответах на запросы, в процессе поиска необходимых данных, анализа и принятия решений. Данные могут представлять многие системы данных.

Вторая предпосылка - типы данных не меняются.

Объект - это то, о чем мы сохраняем данные. Например: работающие, заказчики, оборудования. Типы объектов не изменяются в течение срока существования производства, за исключением одиночных дополнений новых типов объектов. Типы атрибутов, которые мы сохраняем для этих объектов, также изменяются редко. Значение данных меняются постоянно, но их структура очень редко, если данные были хорошо спроектированы.

Третья предпосылка - каждое производство является динамичным, а следовательно, процедуры обработки данных меняются быстро и часто. Желательно, чтобы системные аналитики и конечные пользователи могли их часто менять, максимально приспосабливая к конкретным требованиям.

Вывод: основные типы данных относительно стабильны; процедуры обработки данных быстро меняются; программы, процессы, сети и аппаратура ЭВМ также меняются. Поэтому методы, ориентированные на данные, если их правильно использовать, имеют успех там, где методы, ориентированные на процедуры, его не имеют. Когда необходимую инфраструктуру данных определено, то можно быстро получить результаты, пользуясь высокоуровневыми языками баз данных или другими. Поэтому важно первый шаг из триады модель - алгоритм - программа, то есть создание модели объекта и построение стратегического плана или структуры данных (будем рассматривать в других темах).

Методы создания информационной системы можем классифицировать по степени автоматизации проектных работ: оригинальный, типичный, автоматизирован.

С помощью оригинального (индивидуального, немашинного, единичного) метода создаются индивидуальные проектные решения, специфичные для каждого отдельного объекта. Преимущества его в том, что в результате получаем оригинальный проект, который в полной мере отражает все особенности соответствующего объекта. Но есть и недостатки: высокая трудоемкость и большие сроки проектирования информационной системы, низкий показатель функциональной надежности, плохая модернизированность и сопровождение информационных системы. Продолжительность устойчивого функционирования составляет около года, а потом нужно модернизировать проектные решения.

---

Методы типового проектирования предполагают разделение системы, которую создаем, на много составляющих компонентов (функций, алгоритмов и т.п.) и создания для каждого из них законченного проектного решения, которое затем с некоторыми модификациями, если они нужны, будут использованы при проектировании информационной системы . В зависимости от уровня декомпозиции системы делят на:

- элементный - использование типовых проектных решений;

- компонентный - использование пакетов прикладных программ;

- объектный - использование типовых проектов информационной системы.

Суть элементного проектирования заключается в том, что декомпозиция информационной системы выполняется на уровне задач и отдельных проектных решений по информационному, технического, программного и других видов обеспечения. Для каждого такого элемента создаются типовые проектные решения.

Преимущества:

- модульный принцип построения;

- упрощения документирования, поскольку оформлено в виде проектной документации.

Недостатки:

- значительное снижение трудоемкости (на 30%) по сравнению с оригинальным;

- длительные сроки разработки информационной системы;

- низкая функциональная надежность (до двух лет);

- плохая модернизированность; отсутствие средств автоматизированного ведения библиотеки ТПР, комплексирования и информационная согласованность ТПР.

Данным методом были разработаны ТПР АСУП (СССР), PROSPRO i BICEPS (США).

Суть компонентного проектирования заключается в более высокой интеграции типовых элементов на уровне функций.

Преимущества:

- построение средств проектирования;

- возможность использования одних и тех же компонентов для различных объектов;

- наличие опробованных программных средств.

Недостатки:

- отсутствие средств модернизации и сопровождения информационных системы, функционирующей;

- отсутствие автоматизированной системы комплектования компонентов; недостаточность средств, обеспечивающих функциональную надежность до трех лет;

- высокая трудоемкость проектирования по сравнению с элементным сокращением на 25%.

Этим методом были разработаны ИСУВ (информационная система управления производством) (СССР), SOSP (ГДР), PICS I COPICS (США).

Суть объектного проектирования заключается в том, что типичным элементом выступает система управления объектом в целом, то есть создается типовой проект информационной системы для обобщенного объекта с некоторого класса объектов управления.

---

Преимущества:

- проектирование информационной системы сводится к подготовки и внедрение типового проекта;

- трудоемкость по сравнению с элементным сокращается в 2 - 3 раза.

Недостатки:

- количество объектов, для которых может быть эффективно использован соответствующий проект незначительно, и поэтому требуется большое количество типовых проектов;

- низкий уровень адаптации и функционально неустойчивые, слабые средства модернизации и сопровождения;

- очень высокие требования к квалификации разработчиков;

- разработанный типовой проект быстро морально устаревает вследствие изменения методов хозяйствования и совершенствования КТС.

Этим методом были разработаны «Кунцево», «Барнаул», «Сигма», LAMBDA (Италия), MARS 3 (США).

Основные положения метода автоматизированного проектирования (САПР) еще окончательно не установлено, но есть незначительный опыт. Суть САПР ИС заключается в возможности построения и поддержки в системе проектирования некоторой глобальной информационной модели объекта управления. Модель включает в формализованном виде описание совокупностей информационных компонентов и отношений между ними, включая их связи и алгоритмические взаимодействия.

Преимущества:

- наличие актуальной модели объекта;

- комплексный охват проектирования средствами, включенными в САПР;

- возможность интерактивного взаимодействия с ЭВМ на всех этапах проектирования и функционирования системы;

- снижение трудоемкости проектирования в 2 - 10 раз по сравнению с ППП; достаточно высокий уровень функциональной и адаптивной надежности.

Недостатки:

- отработана общая теория САПР ИС;

- малый опыт практического использования САПР ИС;

- сложность эксплуатации САПР ИС;

- высокая стоимость разработки САПР ИС.

Этим методом были разработаны САПР МАРС, Ариус и др.

Средства создания ИС делятся на инструментальные и объектные.

Инструментальные средства создания ИС ориентированы непосредственно на процесс проектирования и предназначены для повышения производительности труда разработчика (например, документатор программ, генератор программ и т.п.).

Объектные средства создания ИС также снижают трудоемкость проектных работ, но главным результатом их применения являются проектные решения (например, ППП, ТП).

Ряд средств можно отнести к той или иной группе; кроме того, они могут дублировать друг друга, поэтому одной из задач, которую мы решаем при планировании работ по созданию информационной системы, правильный выбор средств проектирования применительно к конкретным условиям применения.

---

Средства создания ИС должны:

- комплексно охватывать процесс создания ИС;

- быть совместимыми;

- быть легкими в освоении и простыми в использовании;

- быть универсальными в своем классе;

- иметь возможность организовать процесс проектирования в режиме интерактивного взаимодействия разработчика с ЭВМ;

- позволять создавать адаптивные ИС;

- быть экономически эффективными.

Средства создания ИС рассмотрим в рамках методов создания ИС.

Для оригинального метода характерны:

- стандартные средства операционных систем;

- процедуры, реализующие типовые процессы обработки данных;

- отдельные инструментальные средства создания ИС.

Для типичного метода характерно, что и для предыдущего, а также типичные компоненты, оформленные в виде типовых проектных решений, пакетов прикладных программ и типовых ИС.

Для автоматизированного проектирования характерны: стандартные средства операционных систем, взаимосвязанный комплекс инструментальных средств создания ИС, средства модернизации ИС, функционирует.

Для конкретной реализации процессов проектирования ИС проектировщик использует различные методы.

Методы проектирования ИС - разные способы их создания, поддерживаемых соответствующими средствами проектирования.

Все методы проектирования ИС классифицируют:

- за выполнением технологического (производственного) процесса проектирования - методы анализа, синтеза, декомпозиции, формализации и моделирования;

- по степени автоматизации проектных работ (оригинальное, типичное и автоматизированное проектирование);

- по организации процессов проектирования - различные организационные методы.

Методы выполнения технологических процессов проектирования.

В научном смысле процесс проектирования является важным объектом исследования. Среди методов научных исследований широко используют анализ и синтез, особенно на предпроектной стадии, для изучения ИС и системы управления предприятия, познания сущности функциональных задач и структуры управления.

В процессе проектирования ИС на всех стадиях и этапах применяется метод декомпозиции по двум направлениям:

- декомпозиция данных, то есть расчленения их на простые компоненты с выявлением взаимосвязей между ними (входные и выходные данные, а также данные, хранящиеся в БД);

- декомпозиция процессов (поскольку процесс является логически завершенной последовательностью действий, которая выполняется в предметной области с группой данных, его декомпозиция предусматривает подведение итогов, вид контроля, модификацию, генерацию отчетов). Декомпозиция процессов позволяет разработать профиль транзакции - графическое представление всех процессов обработки определенной совокупности данных (например, входящего или главного, файла). Транзакция разрабатывается при проектировании системы.

---

Применение методов формализации и моделирования связано с использованием экономико-математических моделей, а также вычислительных алгоритмов.

Методы, характеризующие степень автоматизации проектных работ. Оригинальное (индивидуальное) проектирование предполагает, что все виды проектных работ ориентировано на создание индивидуальных проектов для конкретных предприятий с учетом их специфических особенностей. Однако в его процессе тоже используют стандартные средства ОС, процедуры типовых процессов обработки данных, отдельные инструментальные средства проектирования.

Типовое проектирование в зависимости от уровня декомпозиции проектируемой ИС на отдельные компоненты предусматривает применение элементного, объектного методов проектирования.

По элементного метода проектирования декомпозиция осуществляется на уровне задач и отдельных проектных решений на основе информационного, программного, математического и технического обеспечения. Для каждого компонента (элемента) создаются ТПР, например ТПР-задача, ТПР-техника, ТПР-персонал.

При применении подсистемного метода проектирования декомпозиция выполняется на уровне подсистем, выступают типичными элементами. При этом достигаются функциональная полнота подсистемы, минимизация внешних информационных связей, параметрическая настраиваемость решения задач подсистемы, альтернативность схем в пределах значений входных параметров.

Для каждой подсистемы создается проектное решение. Средствами подсистемного проектирования является ППП.

Объектное проектирование предусматривает создание типового проекта ИС для обобщенного объекта, выделенного из группы объектов как эталон. При этом группа однотипных объектов может быть небольшой (например, для часовых заводов).

Автоматизированное проектирование - это создание проектов ИС на основе САПР, основанные на глобальной информационной модели ОУ (модельное проектирование). Модель должна содержать формализованное описание информационных компонентов и отношений между ними, включая их связи алгоритмический взаимодействие.

При таком проектирования используют стандартные средства ОС, САПР, взаимосвязанный комплекс инструментальных средств проектирования; средства модернизации функционирующей ИС.

Организационные методы проектирования. Эти методы охватывают вопросы, касающиеся последовательности создания проекта, подбора специалистов на каждом этапе, обеспечение качественного документирования проекта, контроля проектирования, организации коллективов разработчиков ИС, информирование участников проектирования о состоянии разработки проекта, обеспечение выполнения программных и информационных интерфейсов.

---