Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы, жизненный цикл информационных систем.pdf

Введение

Информационные системы существовали на протяжении всей истории. Изначально они были представлены иерархической структурой общества, в котором каждый выполнял свою роль. Кто-то собирает информацию, кто-то анализирует и обрабатывает её, а кто-то в последствии доносит эту информацию до нуждающегося в ней индивида.

Времена меняются и системы становятся сложнее, объемы информации растут и порой одному человеку необходимо пропускать через себя слишком много данных, сортировать их, передавать до мест назначения и так далее. Сейчас мы привыкли к тому, что значительная часть информационных систем реализована в цифровом формате и находится на серверах, к которым мы непосредственно имеем доступ.

Тенденция использовать программное обеспечение для решения вопросов как бизнеса, так и частной жизни людей всё возрастает. Появляются различные системы ведущие сложные расчёты, запоминающие и сортирующие терабайты информации, программы, систематизирующие наше времяпровождения, делая его более оптимальным и полезным. Такие системы созданы для упрощения нашей жизни, однако некоторые

Для того чтобы всё это работало правильно и без перебоев, необходимо при создании учитывать все особенности будущей системы, заранее предвидя наиболее вероятные ошибки и их устранение. Чтобы это сделать, сперва перед созданием, любая информационная система проходит стадию проектирования. Где изначально она делится на крупные части, затем детализируется на более глубоком уровне.

В следствии распространенности использования ИС в цифровом формате, и большей популярности данного явления во всем мире, все большее количество специалистов должны обладать знаниями реализации проектирования данных систем.

Цель данной работы: обзор и анализ средств и методов проектирования ИС при объектно-ориентированном подходе. Обзор неотъемлемой его части – UML и приведение примера проектирования некоторых систем.

1. Информационные системы

   1. Проектирование и моделирование информационных систем

Значение моделирования 

Качественный продукт, отвечающий запросам покупателей, создает конкурентноспособную компанию. Качество ее продукции, регулярность ее поставки создает видение в глазах покупателя. Наличие поддерживаемых человеческих и материальных ресурсов являются важной частью этого процесса. Наличие внутреннего межсистемного взаимодействия чаще всего является прямым показателем успешности и жизнеспособности компаний-производителей. 

---

Чтобы справиться с поставленной задачей, принимая во внимание затраты на жизненный цикл системы, необходимо, чтобы процесс разработки приложения был тщательно продуман и мог  

Зачастую компании разработчиков сталкиваются с одной проблемой – отсутствие моделирования в этапах осуществления проекта. Данная проблема часто присутствует в фирмах начинающих разработчиков. Чем может быть опасна данная тенденция? Первично сразу становится видно, что выполняемый объем работ зачастую гораздо выше, чем тот, что наблюдается у фирм с практикой моделирования. Но большое количество работы никак не говорит о качестве конечного продукта. Ведь работы производятся без заранее созданного архетипа. Существование лишь общего понимания проектной работы нельзя назвать моделированием проекта. Возрастающие требования покупателя создают потребность в наиболее скором завершении работы с максимальным уровнем качества. Данные требования могут быть достигнуты лишь в процессе тщательного планирования и моделирования. Моделирования выполняет как прогностическую, так и организаторскую функцию для всей команды разработчиков. Как было сказано выше, в процессе моделирования должен участвовать не один человек, а команда имеющий разный уровень профессиональных компетенций.  

Построение начальной модели ПО необходимая часть для предотвращения первичных ошибок, которые могут в корне изменить всю работу, оставив несгладимый след на времени, затраченном на проект и соответственно его качество.  

Хорошая модель включается в себя лишь важный, влияющие на процесс и результат элементы, позволяющие увидеть общую картину предстоящей работы. Малозначительные детали на этапе моделирования рекомендовано игнорировать, ввиду оптимизации времени на данный этап. Этап действительно очень важный, но он должен быть строго хронологически ограничен. Системы в моделировании описываются с различных точек зрения, для более детального понимания сути проекта. 

Основная фундаментальная задача моделирования — это создание общей картины работы, ее принципов функционирования, основных конструкций, на которые проект будет в последующем опираться. 

Моделирование позволяет решить 4 производственные задачи: 

1. Создание общей картины системы в настоящем и идеальном состояниях 
2. Описание системы с точки зрения структуры и ее планируемого поведения  
3. Создание общего шаблона, на основе которого будет создана сама система 
4. На основе модели принимаются решения касательно предстоящего документооборота 

---

Моделирование позволяет актуализировать определенную часть общей проблемы. Разрешение более мелких задач является более простым способом решения крупных проблем. Особенности человеческого восприятия и мышления так же поощряют использование принципа дробления, переходя от более мелких задач к более глобальным. Моделирование способно дать нам подобные возможности в начале работы с проектом. 

Как было и раньше сказано, моделирование позволяет избегать большинство ошибок замысла. Идея, не прошедшая процесс моделирования, может в итоге оказаться нежизнеспособной, что поставит под угрозу весь проект и все труды, что были в него вложены совершенно не окупятся. Профилактикой подобных явлений является именно планомерное, поэтапное моделирование работы ПО на всех этапах его разработки и эксплуатации. Более крупные компании используют моделирование как одну из главных частей своей профессиональной деятельности. Планирование позволяет их проектам быть конкурентноспособными и не сталкиваться с проблемой, касательно начальной, базовой идеи и конструктов.  

Всегда нужно понимать, что моделирование позволяет выделить определенные шаблоны (модели) развития вашего проекта. Конкуренция данных идей и выведение наиболее жизнеспособной гораздо эффективнее выбирать именно в процессе моделирования, а не в основной части работы проекта. Проект должен иметь общий вектор развития вокруг выбранной модели развития. 

Технология проектирования ИС – это система средств проектирования и методологий, в частности методов и средств проективной организации 

Технология проектирования ИС можно рассматривать, как процесс технологического проектирования ИС, характеризующего последовательность необходимых действий, средства, необходимые для функционирования, ресурсы и исполнительский состав. 

В работе над проектом весьма важными вопросами являются «Что?», «Как?», «Кому?» и «В каком порядке?» должна быть выполнена работа. 

Какие требования выдвигаются к технологии проектирования: 

1. Проект отвечает требованиям заказчика 
2. Все этапы процесса проектирования максимально отображены 
3. Обеспечения максимальной продуктивности человеческих и финансовых ресурсов в процессе проектирования и дальнейшей поддержки проекта 
4. Технология обеспечивает рост производительности  
5. Проектная документация должна быть максимально проста и понятно 
6. Технология должна быть надежной и иметь возможность для дальнейшего комфортного использования 

   1. Жизненный цикл информационных систем

---

Жизненный цикл ИС – последовательная система этапов, проходимых ИС в своем развитии, с момента вербальной реализации идеи, до прекращения ее функциональных способности 

Структура жизненного цикла ИС реализуется согласно стандарту ISO/IEC 12207 (См. Рис.1) 

  

Рисунок 1 Структура жизненного цикла ИС по стандарту ISO/IEC 12207

Приобретение продукции является последовательностью действий, задач заказчика ПО. Процесс поставки услуг и продукта выполняется непосредственным поставщиком. 

Разработка ПО – общая совокупность работ по созданию ПО (с его компонентами). Данная процедура контролируется существующими технологическими требованиями (включая работу с документами) и индивидуальными требованиями заказчика (См. Рис.1). 

Эксплуатация – работы по внедрению компонентов ПО, конфигурирование БД и рабочих мест. 

Процесс же сопровождения ПО вступает в силу в условиях изменения программного продукта и надлежащей документации. Сопровождение осуществляется в целях увеличения уровня производительности, исправления ошибок ПО или изменении к существующим условиям работы (адаптация) 

Управление конфигурацией – поддержка основных процессов ЖЦ ПО, прежде всего процессов разработки и сопровождения ПО. 

Обеспечение качества проекта – верификация, проверка и тестирование ПО. 

Управление проектом – планирование и организация работ, создание коллектива разработчиков, контроль за сроками и качеством выполняемых работ. 

Модель жизненного цикла – структура, выстраивающая алгоритм выполнения и взаимосвязей процессов, действий и задач на протяжении всего жизненного цикла ПО. 

Выбор модели жизненного цикла опирается на особенности ИС, особенности условий ее эксплуатации и сложности проекта. Технологии проектирования достаточно длительное время развивались и совершенствовались. Наиболее популярными моделями жизненного цикла информационной системы являются каскадная и спиральная модели. 

Каскадная модель. Разработанная в 1970-ом году каскадная модель У.Ройсона предполагала распределение этапа по принципу «каскада» (см. Рис.2). Каждый последующий этап подразумевал полное завершение актов и действий на предыдущем этапе. Данная модель наиболее актуальна для решения несвязных задач, не требующих совместной работы с другими программными или техническими устройствами. Применение данного типа модели к сложным, масштабным и длительным проектам приводит чаще к их не реализации на практике.  

---

Достоинства каскадной модели: 

·     На каждой стадии формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности. 

·     Выполняемые в логической последовательности стадии работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты. 

Рисунок 2 Каскадная модель ЖЦ ИС

Преимущества каскадной модели: 

1. Каждая стадия является полностью законченным малым проектом отвечающий всем критериям 
2. Линейное построение работ позволяет более объективно и полно подходить к планированию необходимых затрат и работ  
3. Слабые стороны каскадной модели: 
4. Обнаружение проблем занимает большое кол-во времени 
5. Выход из календарного графика, запаздывание с получением результатов. 
6. Кол-во документации весьма объемно. 
7. Продукт представляется монолитным и неспособен к разделению 
8. Повышенный риск создания продукта, неудовлетворяющий критериям пользователя. 

  

Вторая по счету наиболее популярная модель – спиральная. Созданная в 1980-ых годах Б.Боэмом, спиральная модель опирается на принцип «сверху-вниз» (см. Рис.3). Данная модель использует взаимодействие «витком» спирали собственной архитектуры, для повышения гибкости процесса. Каждый «виток» спирали является отдельным действием, задачей, процессом, адресованных отдельной версии ПО. «Витки» создаются путем нескольких итераций методом прототипирования. 

Рисунок 3 Спиральная модель ЖЦ ИС

Прототип– действующий программный компонент, реализующий отдельные функции и внешние интерфейса разрабатываемого ПО. 

Преимущества спиральной модели: 

• Высокий темп протекания работы 
• Заказчик получает возможность присутствовать в процессе разработки на всех этапах проекта 
• Полный объем работы дробиться на маленькие части 
• Снижен риск непредсказуемого поведения ПО. 
• Слабые стороны спиральной модели: 
• Высокий уровень сложности организации модели 
• Сложность эксплуатации с точки зрения простого пользователя 
• Повышенный темп работы для самого разработчика. 

Главной производственной проблемой спирального цикла, является неопределенность момента перехода на последующие стадии разработки. Решение этой проблемы заключается в установлении хронологических лимитов на каждую из стадий. Переходу между стадиями, в данном случае, будут осуществляться планово, даже если вся работа в предыдущей стадии неполностью завершена. План же формируется на основах ранее собранных статистических данных. 

---