Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (Методология разработки информационной системы на основе объектно-ориентированного подхода).pdf

Введение

Реализация любого программного обеспечения, в том числе информационных систем, предполагает по умолчанию совместное использование соответствующих языков программирования. Однако, в случае недооценки значения моделирования, предваряющего реализацию конечного программного изделия, программист невольно приходит к методу «собачьей конуры», который может быть оправдан лишь при создании небольших программ. При грамотном подходе к разработке различных систем (технических, экономических, информационных и др.) следует выполнить обследование целевой деятельности предприятия заказчика с построением модели бизнес-процесса AS-IS для последующей реорганизации с созданием бизнес-процесса TO-BE. Для этого можно воспользоваться диаграммными техниками IDEF0, DFD, и IDEF3 пакета BPwin либо UML-диаграммами (вариантов использования, состояний и др.) пакета Rational Rose. В данном случае, пожалуй, первый подход предпочтительней.

В данном подходе происходит анализ и классификация изображений на уровне объектов, а не пикселей. Объекты формируются как группы пикселей на основании различных критериев. Поэтому при анализе используются не только значения спектральных яркостей пикселей изображения, а также геометрические, статистические, текстурные и другие характеристики. Различные вариации алгоритма могут использовать 17 различные характеристики. Например: площадь, протяженность, статистики распределения яркости, угловые характеристики.

Объектом данного исследования является объектно-ориентированный подход в проектировании информационных систем.

Предмет исследования – особенности и элементы объектно-ориентированного подхода как способа проектирования информационных систем.

Целью данной работы является анализ основ проектирования информационных систем на основе объектно-ориентированного подхода.

В ходе выполнения работы были решены следующие задачи:

- рассмотрение сущности и преимуществ объектно-ориентированного подхода;

- анализ предметной области;

- применение объектно-ориентированного подхода при проектировании ИС.

Методологическую основу исследования составили такие методы как анализ, синтез, сравнение, обобщение, выделение, интерпретация и другие методы научного познания.

Структура работы. Данная работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.

---

Глава 1. Общая характеристика объектно-ориентированного подхода и его сравнение с другими подходами

1.1 Общая характеристика подходов при построении и внедрении информационных систем

Основным направлением развития информационных систем в последние десятилетия стал системный подход, который рассматривается не только как методология исследования, но и как современный способ управленческого мышления, дающий целостное представление об организации, существующей в сложной рыночной среде.

Важнейшим методом реализации системного подхода в исследованиях является системный анализ, суть которого состоит во всестороннем изучении всех важных аспектов объекта исследования.

Для системы управления предприятием основными аспектами являются следующие факторы:

-цель деятельности организации;

-взаимосвязь общей цели организации с целями и задачами каждого из подразделений предприятия;

-выполнение каждым работником своих функций, вытекающих из поставленной задачи;

-наличие взаимосвязей между различными элементами системы управления;

-наличие органа управления предприятием;

-обязательная обратная связь между элементами системы - наличие функции контроля [2].

Система управления предприятием состоит из трех взаимосвязанных подсистем: информационной, управляющей и объекта управления. Управляющая подсистема (управленческий аппарат организации) объединяет сотрудников предприятия, формирующих цели, разрабатывающих планы, вырабатывающих требования к принимаемым решениям. Объект управления реализует задачи по выполнению плановых заданий, выработанных управленческим аппаратом. Обе подсистемы связаны между собой прямой и обратной связью. Прямая связь выражается потоком директив-ной информации (управляющие воздействия), направляемой от управляю-щей подсистемы к объекту управления в виде приказов, планов, распоряжений. Обратная связь представляет собой поток отчетной информации о выполнении принятых решений и состоянии объекта управления, которая обрабатывается при помощи информационной подсистемы [7].

Для информационных систем управления предприятием характерны следующие особенности и свойства:

---

-общая цель управления для систем любого уровня;

-наличие большого числа системных элементов, связанных между собой каналами передачи данных;

-функционирование систем всех уровней в условиях их взаимодействия с внешней средой;

-постоянное взаимодействие пользователей и технических средств в процессе реализации функций управления;

-ориентация системы на автоматизацию обработки информации;

-управление с использованием системы обратной связи.

Для того, чтобы иметь хорошую информационную систему (ИС), отвечающую требованиям бизнеса, необходимо планировать как ее создание, развитие, так и ее замену или модификацию. При этом, такая работа должна проходить постоянно, одновременно с развитием организационной и функциональной структуры организации [5].

Планирование развития информационной системы должно начаться с оценки использования информации и информационной технологии во всей организации и с оценки существующей информационной системы. Ин-формационные системы должны рассматриваться как технические части проектов усиления организации, а не как отдельные проекты. Другими словами, построение информационной системы является не самоцелью, а способом достижения целей предприятия. Поэтому создание информационной системы, особенно построение системы, охватывающей все виды деятельности предприятия, должно начинаться не с выбора команды программистов и не с выдачи задания перевода существующего порядка выполнения операций и процессов на компьютерную технологию. Необходимо начинать с определения миссии организации, определения ее стратегических задач, долгосрочных и краткосрочных целей, их взаимосвязи с текущей ситуацией в организации и в отрасли.

С появлением систем диспетчерского управления на базе промышленных контроллеров (ПК) и человеко-машинного интерфейса (Human-machine interface, HMI) создание скриптов, доступ к данным процессов, аварийная сигнализация и анализ данных осуществлялись на основе концепции тегов. В этих системах используется «плоский» список тегов со встроенными иерархией, взаимосвязями или взаимозависимостями [8].

Глобальные изменения баз данных теговых систем обычно выполняются извне по отношению к приложению, зачастую с применением текстового файла или таких инструментов, как Microsoft Excel. После внесения изменений их импортируют в базу данных приложения. Повторное использование результатов разработок, как правило, осуществляется путем динамических операций или отношений клиент-сервер. При этом система создает общую графику, содержащую скрипты для переключения тегов во время исполнения приложения. Вследствие плоской структуры приложения пользователю затем приходится изменять каждый тег в системе и анализировать результаты воздействия изменений на остальную часть приложения.

---

Обслуживание приложений, основанных на тегах, как правило, включает в себя выполнение операций анализа и обновления отдельных тегов, то есть является очень трудоемким. Поэтому системные изменения занимают много времени и зачастую требуют привлечения внешнего персонала, что ограничивает возможности усовершенствования теговых систем.

Объектно-ориентированная архитектура обладает рядом следующих преимуществ [9]:

- создание приложений оптимизируется за счет использования шаблонов объектов для автоматической генерации исполняемых компонентов;

- упрощается внесение изменений в проект за счет распространения изменений шаблона объекта на все компоненты;

- текущая модификация и модернизация систем упрощается и удешевляется благодаря автоматизированному распространению изменений [2].

1.2 Архитектура информационных систем и основы ее разработки

С момента появления программного обеспечения человеко-машинного интерфейса и систем диспетчерского управления на базе ПК пользователи создавали графические элементы операторских дисплеев и связывали их с тегами, представляющими адреса в программируемых логических контроллерах (ПЛК) или в системе управления. Перечисленные ниже шаги описывают типичный процесс развития традиционных приложений на основе тегов [10]:

- для разработки используется отдельный компьютер;

- для приложения создаются графические элементы и экраны операторских дисплеев

- определения тегов импортируются из ПЛК или настраиваются вручную;

- для каждого тега определяются скрипты аварийных сигналов и обнаружения событий;

- тегам и связанным с ними входам и выходам присваиваются ссылки на графические элементы;

- создаются графические скрипты или ссылки для анимации;

- для активизации новых функциональных возможностей при модернизации системы требуется закрывать приложения и вносить изменения во множество скриптов и ссылок на базу данных тегов (после этого приложение приходится переустанавливать на каждой операторской рабочей станции).

Успешность и конкурентоспособность предприятия в большей степени зависит от использования информационных технологий для анализа постоянно меняющейся информации большого объема с целью выработки и обоснования принимаемых управленческих решений. Стратегическое развитие любой компании требует синхронизации всех компонентов информационной системы, а также адекватность уровней развития предприятия и его информационной системы [11].

---

В настоящее время в целом сформированы идеология и практика применения информационных технологий на предприятиях. В то же время разнообразие решаемых с помощью информационных технологий задач привело к появлению множества разногенных ИС, с разными принципами их построения, правилами обработки информации. В этих условиях актуализировалась проблема организации информационных процессов и технологий с использованием системного подхода к архитектуре ИС [12].

Классическое определение архитектуры в строительстве сформировалось и стало использоваться при рассмотрении технических систем, как сложных объектов. На сайте SEI (Software Engineering Institute) приведено более ста трактовок понятия «архитектура информационной системы», представляющих эту дефиницию как:

- организационную структуру системы;

- базовую организацию системы, воплощённую в ее компонентах, их отношениях между собой и окружением, а также принципы, определяющие проектирование и развитие системы;

- набор решений, влияющих на совокупную стоимость владения системой;

- набор ключевых решений, неизменных при изменении бизнес -технологий.

Архитектура информационной системы - это концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы [14].

Архитектура ИС это её модель, определяющая стоимость её использования через имеющуюся в системе архитектуру.

Рациональный подход к процессу проектирования, реализации и дальнейшей эксплуатации ИС как одного из показателей эффективности создаваемой ИС в соответствии с требованиями бизнес-процессов требует определения архитектуры ИС.

Основанием выбора архитектуры ИС являются плановые затраты на её использование и стоимость рисков.

Плановые затраты — это стоимость технического обслуживания, модернизации, зарплата персоналу и др.

К типам рисков при разработке архитектуры ИС относятся:

- ошибки разработки, недостаточная оптимизация;

- технические риски (простои системы, утрата данных, отказы);

- риски, связанные с неопределённостью и вариативность бизнес-процессов, приводящие к необходимости изменений системы;

Рациональный способ разработки архитектуры ИС предполагает необходимость выяснения ряда вопросов:

- В чём состоит назначение системы (что она делает?);

- Каковы компоненты этой системы?;

- Как взаимодействуют эти компоненты?;

- Территориальное размещение этих компонентов.

Для крупных компаний архитектура представляет собой т.н. «корпоративную архитектуру» как совокупность нескольких типов архитектур.

---