Файл: Методы и средства проектирования информационных систем и технологий (Основные понятия проектирования).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информационные системы стали необходимым инструментом абсолютно во всех сферах деятельности человека. В науке это системы обработки экспериментальных данных, системы математического, имитационного моделирования. В управлении государством – автоматизированные системы подсчёта результатов выборов, переписи населения. В экономике – бухгалтерские системы, расчёт бизнес-проектов. В образовании системы поддержки дистанционного обучения, например, система MegaCampus университета «Университет». Мобильная связь также поддерживаются информационными системами. Интернет — это тоже информационная система.

Вопрос системности подходов к проектированию и качества разработки информационных систем в наши дни является довольно критичным. В настоящее время заказчики стали выдвигать все больше требований, направленных на обеспечение возможности комплексного использования корпоративных данных в управлении и планировании своей деятельности. Возникает необходимость в нахождении общего языка между заказчиком и проектировщиком системы. Продолжительные сроки разработки и внедрения информационных систем порождают организационные проблемы, что при бессистемном подходе может еще увеличивать сроки.

Правильный выбор подходов и средств проектирования, к сожалению, не исключает ошибок, но по крайней мере, существенно снижает их вероятность. Современная методология проектирования информационных систем должна поддерживать сбор данных, их анализ, проектирование, оценку проекта и оценку возможности удовлетворения техническим характеристикам разрабатываемой системы.

Подходы проектирования информационных систем разнообразны, при этом среди специалистов наблюдается определённое непонимание целесообразности и границ использования каждого из подходов. Но, к сожалению, при выборе того или иного метода немногие уделяют достаточно времени анализу оптимального подхода для конкретного проекта. Чтобы эффективно использовать выбранный подход проектирования, необходимо тщательно исследовать его, определить, действительно ли он позволяет создавать продукт лучше, чем остальные методы.

В данной курсовой работе предметом исследования является объектно-ориентированный подход проектирования информационных систем. В первой главе будет рассмотрены понятие информационной системы, различия определений в международных стандартах и федеральному закону, какие существуют методологические подходы к проектированию информационных систем.

---

Любая информационная система имеет жизненный цикл, что тоже является ключевом моментом при изучении подходов проектирования систем.

Глава вторая, собственно, исследование объектно-ориентированного подхода проектирования информационных систем. В ней рассмотрены основные понятия объектной модели проектирования, составные части данного подхода, парадигмы, а также проблемы, стимулировавшие развитие объектно-ориентированный подход, изучены основные механизмы объектной модели. Также во второй главе рассмотрены инструменты проектирования, языки моделирования и программирования. Важно отметить приведение примеров реализации механизмов объектной модели на различных языках программирования. Основываясь на исследованиях, определены преимущества и недостатки объектно-ориентированного подхода перед другими подходами.

Глава 1. Основные понятия проектирования информационных систем

1.1 Понятие информационной системы

Информационная система – организационно упорядоченная совокупность программно-аппаратных и других вспомогательных средств, обеспечивающая возможность надёжного долговременного хранения больших объёмов информации, поиска и обработки данных в соответствии с требованиями предметной области, а также поддерживающая удобный интерфейс с пользователями системы [^[1]].

Информационная система в широком понимании относится к взаимодействию между процессами и технологией, в узком – к взаимодействию

между людьми, процессами, информацией и технологией (рис. 1.1.1).

Рисунок 1.1.1 Концепция информационной системы

Существует множество других определений информационной системы, имеющих смысл в соответствующих контекстах.

По определению стандарта ISO 12207, информационная система – это

объединение одного или нескольких процессов, аппаратных средств, программного обеспечения, оборудования и людей для обеспечения возможности удовлетворения определенных потребностей или целей [^[2]].

---

По федеральному закону РФ от 27.07.06 N149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации», информационная система – это совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств [^[3]].

Существуют различные типы информационных систем, например: обработка транзакций, поддержка принятия решений, управление знаниями или обучением, управление базами данных.

Информационная система включает компьютерное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, информационные ресурсы.

Разработку и дальнейшее накопление информации в информационных системах выполняют группы работников, такие как программисты и системные администраторы. Они обеспечивают администрирование и сопровождение программных и аппаратных средств хранимой информации, сбор и накопление информационных ресурсов в определённой предметной области.

Информационная система состоит из функциональной и обеспечивающей частей. Подсистемы, входящие в функциональную часть, называются функциональными подсистемами информационной системы, а подсистемы, входящие в обеспечивающую часть – обеспечивающими подсистемами информационной системы.

К задачам функциональных подсистем относятся задачи, ради решения которых создается информационная система. Например, подсистема планирования, управления качеством, управления персоналом.

Целью обеспечивающих подсистем является обеспечение решения задач

функциональных подсистем информационных систем.

Обеспечивающая часть состоит из следующих подсистем: информационное, программное, аппаратное, организационное, метрологическое, правовое, лингвистическое и математическое обеспечения.

В состав информационного обеспечения входят классификаторы технической информации, нормативно-справочная информация, форма представления и организация данных в системе.

Программное обеспечение – это комплекс программ, применяющихся в информационной системе. В состав программного обеспечения входят программы, программные средства с программной документацией на них, необходимые для реализации всех функций системы [^[4]].

Аппаратное обеспечение – это комплекс технических средств для сбора, передачи, хранения и обработки информации. В состав технического обеспечения входят технические средства, необходимые для реализаций функций системы. Аппаратное обеспечение включает в себя все физические части электронно-вычислительной машины, но не включает информацию, которые она хранит и обрабатывает, и программное обеспечение, которое им управляет.

---

Организационное обеспечение – это документы, определяющие функции подразделений управления, действия и взаимодействие персонала информационной системы.

Метрологическое обеспечение – это метрологические средства и инструкции по их применению.

Правовое обеспечение – это совокупность нормативных документов, определяющих правовой статус системы, персонала, правила функционирования и нормативы на автоматически формируемые документы, в том числе на машинных носителях информации.

Лингвистическое обеспечение – это совокупность языковых средств, используемых для машинной обработки информации и облегчающих общение человека с техническими средствами информационной системы.

Математическое обеспечение – это методы решения задач управления, модели и алгоритмы. В функционирующей системе математическое обеспечение реализовано в составе программного обеспечения [^[5]].

1.2 Методологические подходы к проектированию информационных систем

При проектировании информационных систем одной из основных проблем, которые приходится решать разработчикам, особенно больших и сложных систем является проблема сложности. Невозможно выйти за пределы человеческих возможностей и понять всю систему в целом. Единственный подход к решению этой проблемы заключается в построении сложной системы из небольшого количества крупных частей, каждая из которых, в свою очередь, строится из частей меньшего размера до тех пор, пока самые небольшие части можно будет строить из имеющегося материала.

В общем смысле проектирование – это процесс создания проекта, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния.

В техническом, под проектированием подразумевается разработка проектной, конструкторской и другой технической документации, предназначенной для осуществления строительства, создания новых видов и образцов. В процессе проектирования выполняются технические и экономические расчёты, схемы, графики, пояснительные записки, сметы, калькуляции и описания.

Завершенная разработка по проектированию новой системы представляет собою носитель, на котором изображены текстовые описания, чертежи, формулы, модели, алгоритмы, на основе которых создается работающая система.

---

Создание информационных систем представляет собой программный проект, который имеет начало и конец во времени, направленный на создание определённого уникального программного продукта при заданных ограничениях по ресурсам и срокам, а также требованиям к качеству и допустимому уровню риска.

В настоящее время известны две парадигмы проектирования, использующие два различных подхода к описанию систем [^[6]]:

• структурная (процессно-ориентированная);
• объектно-ориентированная.

Структурный подход появился в середине 1970-х годов. Его отличительной особенностью является ориентация в первую очередь на описание процессов. Сущность данного подхода заключается в декомпозиции системы, то есть система разбивается на функциональные подсистемы, которые делятся на подфункции, те на задачи и так далее до конкретных процедур. Это позволяет при разработке подсистемы любого уровня иметь дело только с ней, а не со всеми остальными частями системы. Правильная, грамотная декомпозиция является основным способом преодоления сложности разработки больших информационных систем, их программного обеспечения.

В основе структурного подхода лежат следующие принципы:

• принцип декомпозиции;
• принцип иерархического упорядочения – организация составных частей системы в иерархические древовидные;
• принцип абстрагирования – выделение существенных аспектов системы и отвлечение от несущественных;
• принцип структурирования данных – данные должны быть структурированы и иерархически организованны.

Методология объектно-ориентированного подхода будет исследована во второй главе курсовой работы. В этой главе кратко подчеркнем, что обеъктно-ориентированный подход основан на представлении информационной системы в виде совокупности объектов, каждый из которых является реализацией определенного класса, а классы в свою очередь, образуют иерархию на основе принципа наследования.

Существует следующий ряд общих требований, которым должна удовлетворять технология проектирования, разработки и сопровождения информационных систем:

• поддержка полного жизненного цикла информационной системы;
• гарантированное достижение целей разработки системы с заданным качеством и в установленное время;
• разделение крупных проектов на ряд подсистем (декомпозиция);
• ведение работ по проектированию отдельных подсистем небольшими группами людей;
• минимальное время разработки работоспособной системы;
• автоматический выпуск проектной документации и синхронизация ее версий с версиями проекта;
• независимость выполняемых проектных решений от средств реализации системы, систем управления базами данных, операционной системы, языка и системы программирования.

---