Методологические положения совершенствования качества информационных систем (СКИС)

В решении научных проблем вопросы методологии имеют принципиальное значение [6, 160, 184, 185]. Теория и методология взаимосвязаны между собой и имеют пересечение по некоторым признакам. Так, например, категория методологии «метод» трактуется как способ построения и обоснования системы знания, совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности [197]. Метод может в определенной мере относиться и к теории СКИС [101]. Но на принципиальном уровне понятия теории и методологии СКИС различны. Если теория представляет собой результат познания СКИС, то методология является способом построения и достижения знания в области СКИС. В силу этого свойства, с учетом содержательной стороны, метод моделирования СКИС можно отнести к методологии СКИС. Представим основные компоненты структуры методологии СКИС (рис. 1.2). В методологии познания принципы занимают доминирующее положение. Они составляют системную основу решения задач СКИС [101]. Эти принципы известны и инвариантны широкому классу систем.

Вместе с тем, сущность СКИС вносит в их состав и содержание свои специфические признаки.

Принцип адекватности. В решении задач СКИС этот принцип заключается в необходимости достоверного отображения изучаемых предметов и процессов. Для реализации принципа адекватности необходимо создать такие условия в среде ИС, чтобы имеющийся арсенал средств мог быть использован в полной мере. Так, например, для повышения уровня достоверности, полноты и своевременности выходной информации в технологическом процессе обработки данных может быть задействован программный комплекс лексического, синтаксического, логического и арифметического видов контроля, а также метод автоматического исправления ошибок во входной информации [60, 79].

Принцип полноты. В методологии УКИС необходимо учитывать широкий комплекс решаемых задач, методов и средств, принципов, требований, условий и других категорий, в той или иной мере влияющих на качество ИС. В практическом отношении принцип полноты в моделировании КИС предполагает также необходимость учета границ применения средств разработки моделей. Так, например, при построении модели исследователь, применяя определенные средства, должен исходить из условия, заданного теоремой Геделя о неполноте [189].

В нашем случае в соответствии с этой теоремой предмет исследования, например, теория и методология качества ИС не могут быть адекватно описаны средствами самого предмета, то есть теорией и методологией КИС. В данном условии необходима такая система описания, которая бы располагала более полными и развитыми средствами отображения КИС, чем состав средств, обозначающих непосредственно парадигму КИС. Такие средства могут быть взяты и/или созданы в рамках парадигмы СКИС как более мощной в семантическом отношении системы. Поэтому теоретико-методологические основы, например, управления качеством ИС должны разрабатываться

 

-

Рис. 1. Структура методологии совершенствования качества ИС разрабатываться

 в окружении парадигмы СКИС или семантически более емкой системы.

Принцип системности. Этот принцип является одним из основополагающих. Он определяет подход к созданию и эксплуатации систем СКИС как к единому целостному функциональному объекту. При этом требуется выявлять многообразие связей между структурными компонентами СКИС, обеспечивающими совместимость компонентов и целостность системы. Необходимо также установить цели, задачи, функции и другие системообразующие признаки системы. Принцип системности обусловливает анализ СКИС на уровне макро- и микроподхода.

В этой связи следует предположить возможность выявления у системы СКИС свойства метасистемности, так как в контуре, например, управления качеством система КС УКИС по отношению к управляемой ИС будет метасистемой. Подобное условие на уровне информационной составляющей может быть идентифицировано как свойство метаинформационности. Если эта гипотеза подтвердится на уровне физического эксперимента, тогда можно констатировать наличие принципа метаинформационности, который обозначен ниже.

Принцип развития. В методологии следует учитывать возможность и необходимость развития СКИС и ее компонентов. Развитие СКИС предполагает, прежде всего, изменение структурных, параметрических и функциональных свойств СКИС в сторону улучшения в соответствии с программой развития. Развитие будет более естественным при условии решения задач в направлении от простых к сложным. Развитие КИС должно происходить адекватно изменению сущности внешней среды, с одной стороны, и средств отображения этой среды, например, ИС и их компонентов, — с другой.

Принцип самоорганизации. На первоначальном этапе формирования системы СКИС, в частности, в форме создания КС УКИС, нужно обеспечить порядок организации структуры из нескольких отдельных компонентов в более сложные структуры и связи и достижения целостности КС УКИС. Второй этап характеризуется гомеостатичностью, когда система СКИС поддерживает адаптивный уровень организации в зависимости от изменения условий ее функционирования, в частности, с использованием принципа обратной связи. На третьем этапе система СКИС должна обладать возможностью самосовершенствования на базе накопления и использования опыта функционирования.

Принцип самоорганизации должен обеспечить реализацию лучших свойств системы СКИС, например, активность в улучшении качества. Эта активность может быть реализована в способности креативного управления качеством путем адекватных управляющих воздействий как на информационно-технологическом уровне в процессе диспетчеризации И С в реальном времени, так и на организационно-техническом уровне в регламентном (плановом) времени [98].

Принцип гармонизации. Этот принцип базируется на реализации соразмерности, взаимосвязи, стройности СКИС. Эти свойства связаны с самоорганизацией [171]. В решении задач СКИС необходимо учитывать соразмерность элементов СКИС, соединение их в форме КС УКИС в единую органичную целостность во времени и пространстве.

В общем случае системе СКИС присуща спонтанность. Следует учитывать условия, когда могут быть созданы модели одного и того же компонента СКИС, противоречащие друг другу. Противоречия должны устраняться в ходе развития работ по соответствующим модулям и последующей корректировке моделей. Система должна иметь возможность гармонизированного саморазвития и реализации синергетики с учетом изменяющихся обстоятельств [171].

Принцип совместимости. При создании системы СКИС следует предусмотреть механизм ее совместимости с другими системами как по уровням иерархии (соподчинения), так и между системами различных классов (координации). Это означает, что система должна обладать способностью принимать на себя функции совершенствования качества ИС различного класса и назначения. В целях реализации указанных свойств проектировщики ИС должны обеспечить совместимость системы соответствующими методами и средствами.

Принцип непрерывности состоит в том, что эффективность процессов совершенствования КИС обеспечивается их непрерывностью. Непрерывный характер СКИС не исключает скачков в эволюционном развитии качества. Это только способствует развитию и переходу функционирования ИС на более высокий уровень качества. Косвенным подтверждением этому могут быть практические достижения в области всеобщего управления качеством [125].

Принцип эффективности. Этот принцип заключается в достижении рационального соотношения между уровнем затрат на создание, внедрение и эксплуатацию системы СКИС и уровнем улучшения параметров качества, целевым результатом функционирования соответствующей ИС. Одной из основных причин для создания и внедрения системы СКИС на предприятии (фирме) должна быть экономическая целесообразность, а не просто желание получить образец новой технологии. В нашем случае эффективность моделирования СКИС можно представить в двух аспектах — научном и практическом. В научном плане эффективность, например, моделирования СКИС можно оценить через проверку адекватности моделей. Адекватность математических моделей, разработанных, например, средствами математической статистики, можно проверить путем анализа статистических оценок, проверки гипотез и др. [101, 188].

Принцип автоматизации вместе с другими принципами и факторами обеспечивает реализацию принципа эффективности СКИС. Решение задач создания, функционирования и развития ИС в настоящее время не мыслится без применения средств автоматизации — ЭВМ, программ и др.

Принцип абстракции. Заключается в определении компонентов СКИС через абстракцию с учетом универсальности классов, свойств и отношений подобия компонентов. Могут быть выделены существенные и исключены второстепенные свойства компонентов, например, в определении первичных показателей качества ИС путем кластер-анализа статистической структуры дефектов ИС.

Принцип концептуальной общности. Принцип обусловливает необходимость строгого следования единой методологии на всех этапах создания системы СКИС и ее подсистем. В частности, должны соблюдаться правила и нормы, принятые для создания и эксплуатации КС УКИС, независимо от ее уровня и назначения.

Принцип стабильности решений. Предписывает необходимость следовать принятым решениям по исследованию, созданию и внедрению системы СКИС до логического завершения соответствующей задачи. Нарушение этого принципа приводит к постоянным корректировкам проектных решений, что отрицательно сказывается на времени, трудоемкости и стоимости работ.

Принцип метаинформационности. В системе СКИС следует предполагать и учитывать особую связь на уровне взаимодействия технологий обработки данных управляемой и управляющей систем, когда обработка информации будет приобретать свойство «обработка информации о качестве обработки информации». Это свойство можно обозначить как метаинформационность, наличие которого должно учитываться на уровне принципа в методологии СКИС. Этот принцип, в частности, в задачах синтеза системы СКИС, в отличие от аналогичных систем в области промышленного производства, позволяет обеспечить создание и функционирование технологического процесса обработки данных КС УКИС на ресурсах управляемой ИС, что улучшает эффективность системы СКИС в целом [98].

Принцип идеализации. В решении задач СКИС необходим ориентир, по которому можно было бы сверять правильность решений. Этот ориентир может быть выражен в форме модели ИС с идеальными качествами. Подобная идеализированная модель иногда представляется в виде эталонной ИС, параметры которой могут содержаться в системе стандартов, технических заданиях, технологических картах, инструкциях по эксплуатации и др.

 

 

Принцип формализации. Этот принцип состоит в необходимости корректного методического подхода к решению задач создания системы СКИС, применения формальных методов моделирования изучаемых и проектируемых процессов, связанных с созданием системы. Формализация в задачах СКИС рассматривается не как самоцель, а как средство реализации СКИС.

Принцип историзма. В методологии СКИС следует учитывать аспекты исторического развития качества ИС и ее компонентов в пространственном и временном отношениях [123]. Необходимо знать эволюцию СКИС и ее компонентов на протяжении всего исторического цикла рассматриваемой проблемы от ее генезиса и до настоящих дней. Более того, это принцип обусловливает необходимость и возможность прогнозирования КИС, что очень важно в задачах управления качеством ИС.

Таким образом можно сформулировать определение понятия «принцип качества информационной системы — это условие в виде правил и нормативных требований, соблюдение которого обеспечивает эффективность в решении задач совершенствования качества информационных систем».

Логика организации как компонента методологии является связующим блоком разнообразного комплекса методов, средств, процессов, задач и принципов СКИС. Она превращает структурные элементы СКИС в гармонизированный комплекс, составляющий целостный, устойчивый организм по развитию качества функционирования ИС. В логику организации входит реализация задач по установлению целей, задач, функций и других категорий СКИС. Теоретическим базисом логики организации может служить разнообразный комплекс методов и средств, в частности, построение дерева целей СКИС. Примером определения целей, задач, функций, структуры и этапов технологии могут служить рассмотренные далее компоненты СКИС.

В логике организации СКИС существенным аспектом представляются критерии СКИС. К понятию критерия СКИС может относиться довольно широкий спектр категорий — показателей, параметров и условий, определяющих состояние системы СКИС. Эти категории могут иметь качественную и количественную формы. На основе критериев проводится решение комплекса задач моделирования, проектирования, эксплуатации системы СКИС, анализа, измерения, оценки, выработки проектов решений и их реализации в контуре управления качеством ИС. Так, например, система показателей оценки качества ИС обеспечивает выполнение задач измерения, оценки и анализа уровня качества ИС не только в аспекте уровня качества ее как системы, но и ее отдельных компонентов, в частности, технического комплекса, программных средств, выходных документов и др.

Логика организации СКИС предполагает нормы и правила. В арсенал логики организации СКИС включен широкий набор норм, на основе которых проводится решение задач по управлению процессами, обеспечивающими качество ИС. В нормативную базу входит сравнительно широкий состав категорий: рассмотренные выше принципы СКИС, нормы и требования, зафиксированные в нормативных документах надсистемы, в частности, стандарты, нормативы трудоемкости процедур, например, обработки информации, обслуживания аппаратных средств и др. [101].

Категорию «правила» составляют разнообразные документы, регламентирующие в той или иной мере выполнение организационных, информационных, технологических и других процессов в комплексе задач СКИС. Они регламентируют статус и порядок взаимоотношения сотрудников, занятых в контуре СКИС. Это может быть, например, Положение о выводе КС УКИС из нештатных ситуаций, должностные инструкции персонала и др. В эту категорию также входят документы, отображающие методики отдельных процедур, в частности, расчета объемов обрабатываемой информации, регистрации дефектов технологии обработки данных и др.

Отдельной аппликацией логики организации является синтез механизмов управления качеством ИС. В данном случае подразумевается задача создания комплексной системы управления качеством ИС. Разумеется, проблема управления качеством ИС может быть решена различными средствами. Вместе с тем, в задачах создания и применения КС УКИС наиболее эффективными и перспективными представляются решения в контексте парадигмы и методологии СКИС.

Методы составляют фундамент, на котором проводится построение методологии СКИС. Одним из опорных понятий методологии СКИС является моделирование. Оно предполагает множество методов, применяемых в решении разнообразных задач СКИС.

Как уже отмечалось, моделирование СКИС относится к классу сложных систем [12, 98]. В силу данного свойства моделирование СКИС зависит от множества взаимосвязанных факторов и условий. Поэтому в методологии моделирования СКИС необходимо использование процедур абстрагирования и идеализации. В результате идеализации может быть получен идеализированный объект. Теоретические утверждения, как правило, непосредственно относятся не к реальным объектам, а к идеализированным [160]. Изучение идеализированных объектов — мысленный эксперимент, их осмысление в различных теоретических схемах и моделях, обеспечивает установление существующих связей и закономерностей, недоступных при изучении реальных объектов. При построении формулы относительного уровня качества функционирования ИС в роли идеализированного объекта может быть принят базовый образец ИС и его расчетные показатели. Опорным звеном в методологии моделирования является выявление общих свойств моделирования СКИС как часть предмета СКИС.

В плане рассмотрения свойств целесообразно обратиться к принципиальным категориям свойств моделей СКИС. С гносеологической точки зрения моделирование СКИС представляется системой. Эта система состоит из двух систем (подсистем). Качество ИС выступает в роли первой системы, является объектом, или оригиналом, в системе моделирования. Модель СКИС является второй системой и выступает в системе моделирования в роли образа — субъекта управления. Следует отметить, что в практике моделирования соотношения указанных двух типов систем — оригинала и образа — действительно и для их отдельных элементов.

В моделировании СКИС следует учитывать возможность и необходимость развития моделей. В СКИС естественное развитие моделей возможно в пространственном и временном отношениях. Вместе с тем, следует учитывать случаи, когда могут быть созданы модели одного и того же объекта, противоречащие друг другу. Со временем подобные противоречия в теории и практике могут сниматься в ходе развития работ по соответствующим объектам и последующей корректировке моделей.

Моделирование в настоящее время занимает достойное место в теоретической и практической деятельности в решении задач СКИС [9, 12,117—119]. Оно является одним из эффективных средств отображения процессов развития качества ИС. Кроме того, моделирование СКИС служит критерием проверки достоверности получаемых результатов. В частности, это может быть выполнено посредством идентификации отношений проверяемой модели к другой модели, адекватность которой уже считается обоснованной. Моделирование в сочетании с другими методами позволяет в рамках СКИС со временем переходить от неполных в информационном отношении моделей к гораздо расширенным в содержательном плане моделям. Эти модели обладают свойствами более полного раскрытия сущности процессов СКИС.

При рассмотрении СКИС как системы можно исходить из того, что присущие СКИС системообразующие признаки относятся в той или иной мере и к ее компонентам. Подобное условие означает, что моделирование как семантический компонент СКИС методологического свойства обладает признаками системы: цель, задача, функция, структура, технология, эффективность и др. Эти признаки будут находиться в отношении субординации с некоторыми признаками СКИС и координации относительно друг друга.

Для лучшего определения цели рассмотрим понимание моделирования и модели СКИС. Одним из результатов моделирования являются модели СКИС. Модель в этимологическом аспекте отображает собой идеализированное представление процесса СКИС. Теоретическая идеализация всегда сопряжена с условиями практического решения задач моделирования. В моделировании системы совершенствования КИС предполагается взаимодействие двух контуров — субъекта и объекта совершенствования. Так, например, в определенных условиях субъектом совершенствования может выступать КС УКИС, а объектом — управляемая ИС или их совокупность. Отсюда можно определить — «модель совершенствования качества информационной системы — это совокупность существенных характеристик, отображающая взаимодействие субъекта и объекта совершенствования качества информационной системы в заданных условиях». Заданными условиями здесь может выступать широкий спектр категорий, в частности, стадии и этапы жизненного цикла ИС, которые способны привносить специфику в измерение, оценку качества и др. В процессе моделирования модели могут быть объектами создания, применения и развития. Теперь определим понятие «моделирование совершенствования качества информационной системы — это процесс по созданию, применению и развитию моделей с целью рационализации решения задач совершенствования качества информационной системы». Субъектом в данном процессе могут выступать различные категории — исследователь, администратор, КС УКИС и др.

С учетом вышеизложенного примем следующую дефиницию — «цель моделирования совершенствования качества информационной системы — это ожидаемый результат от моделирования, определяемый надсистемой». Можно заметить, что определение рассматриваемого понятия в синтаксическом отношении напоминает определение понятия «цель совершенствования качества ИС». Это вполне естественно, поскольку эти понятия находятся в отношении субординации. Более того, в определенной мере эти понятия имеют сходство и на уровне семантики. Подобное условие позволяет заметить, что цель моделирования СКИС как категория будет обладать признаками формирования дерева целей, присущими СКИС в целом. Непосредственной целью моделирования прежде всего является получение информации, выдаваемой исследователю, разработчику и пользователю ИС, адекватно отображающей состояние изучаемой ИС. Без этого условия эффективное проведение работ по СКИС становится проблематичным.

Цели моделирования СКИС взаимоувязаны с задачами моделирования. В определенной мере в пространственном поле дерева целей возможно пересечение целей, задач и функций моделирования. Решение задач обеспечивает достижение цели моделирования. «Задача моделирования совершенствования качества информационных систем — это совокупность методов, средств и процессов, реализация которых обеспечивает достижение цели моделирования».

В соответствии с целью основными задачами моделирования являются следующие.

• 1. Рационализация процессов СКИС.
• 2. Экономия ресурсов при выполнении работ по СКИС.
• 3. Развитие профессионализма исполнителей в решении задач СКИС.

Следует отметить, что в рамках первой задачи выполняется сложный комплекс работ и задействуется множество методов и средств по моделированию СКИС. В конечном итоге это должно улучшить качество работ по исследованию и практическому решению вопросов СКИС.

В рамках второй задачи осуществляется комплекс процедур по экономии ресурсов, расходуемых в рамках работ по этапам жизненного цикла ИС. В данном случае к ресурсам относятся время, труд, материалы, финансы и др.

Решение третьей задачи должно обеспечить существенное изменение параметров профессионального уровня разработчиков и пользователей ИС. Эти параметры в определенной мере соотносятся с материальными и моральными аспектами, в частности, с карьерным ростом работников.

В решении задач моделирования значимую категорию составляет комплекс функций. «Функция моделирования совершенствования качества информационной системы — это постоянный набор процедур, выполнение которых обеспечивает реализацию задач моделирования совершенствования качества информационной системы». В моделировании СКИС будем различать общие и специальные функции [98, 108]. К классу универсальных функций можно отнести следующие.

• 1. Отображение СКИС и его компонентов.
• 2. Объяснение состояния и изменения СКИС.
• 3. Прогнозирование изменения СКИС.

Учитывая динамичность развития современных ИС, следует, в связи с этим, особо отметить значимость третьей функции. Эту функцию моделирования необходимо рассматривать в контексте создания ИС с перспективными свойствами. Они должны обеспечивать функционирование ИС и их устойчивость как можно на более длительную перспективу и при этом без существенных затрат на корректировку и модернизацию ИС.

К специальным функциям моделирования СКИС можно отнести.

• 1. Планирование качества ИС и ее компонентов.
• 2. Нормирование качества ИС.
• 3. Учет процессов и результатов управления качеством ИС.
• 4. Контроль выполняемых работ по совершенствованию качества ИС.
• 5. Анализ качества ИС.
• 6. Сертификация качества ИС.
• 7. Измерение качества ИС.
• 8. Оценка качества ИС и др.

Специальные функции определяются особенностями классов оцениваемых ИС и конкретных условий, в окружении которых происходит СКИС и его моделирование. В процессе моделирования СКИС специальные функции могут быть дифференцированы на более конкретные разновидности, например:

• • планирование уровня качества ИС и информационной продукции;
• • нормирование требований к оценке качества ИС и ее продукции;
• • аттестация ИС, ее компонентов и продукции;
• • метрологическое обеспечения качества ИС и ее продукции;
• • материально-техническое обеспечение оценки качества ИС и ее продукции;
• • обеспечение стабильного качества ИС на этапах жизненного цикла ИС и др.

При рассмотрении структуры моделирования СКИС целесообразно выделить два ее аспекта — теоретический и эмпирический. Но прежде введем дефиницию понятия «структура моделирования совершенствования качества информационных систем — это совокупность процессов, методов и средств, логика организации которых обеспечивает целостность моделирования». Поскольку результатом процесса моделирования является модель, то примем здесь также и определение смежного понятия: «структура модели совершенствования качества информационных систем — это совокупность методов и средств, логика организации которых обеспечивает целостность модели». При условии отсутствия в структуре моделирования, и/или модели какого-либо компонента, например, системы обозначений объектов моделирования или проверки адекватности модели, реализация процесса моделирования в его полном объеме в соответствии с установленными требованиями будет затруднена или невозможна. Свойство целостности присуще не только процессу моделирования, но и его результату — моделям СКИС. В контексте нашей задачи сформулируем здесь определение понятия целостности. «Целостность моделирования совершенствования качества информационной системы — это свойство, обеспечивающее устойчивость процесса моделирования и его результата — модели совершенствования качества информационной системы».

Структуру моделирования СКИС можно представить в составе.

• 1. Предмет моделирования СКИС.
• 2. Методы, применяемые при моделировании СКИС.

Предмет моделирования СКИС состоит из следующих элементов.

• 1. Понятийный аппарат моделирования СКИС.
• 2. Структура моделирования СКИС.
• 3. Свойства объектов моделирования СКИС.
• 4. Методы и средства моделирования СКИС.

По аналогии с предметом СКИС можно предположить о необходимости и возможности в предмете моделирования такого вопроса — закономерности процессов моделирования. Необходимость этого вопроса в предмете представляется несомненной, так как в любом случае идентификация закономерностей в процессах моделирования поднимает методологическую составляющую СКИС на новый логический уровень. Такая возможность, вероятно, может появиться при условии дальнейшего развития методологии СКИС, расширения фронта и масштабов решаемых задач в этом направлении.

На уровне понятийного аппарата формулируются дефиниции основных и производных понятий, составляющих парадигму моделирования СКИС. Трактовка некоторых понятий на уровне рабочих определений, в частности, «модель СКИС», «моделирование СКИС», «цель моделирования СКИС» и другие приведены в данном разделе. Определения других понятий будут вводиться по мере их рассмотрения в работе. Понятие «структура» применено нами здесь в двух аспектах. Первое понятие относится к рассмотрению теоретических основ СКИС в границах данной работы. Второе понятие входит в состав более узкой категории — предмета моделирования СКИС.

Существенным вопросом методологии моделирования СКИС является типология методов, применяемых в моделировании (табл. 1.2). На основе выделенного класса моделей в дальнейшем могут быть построены алгоритмы решения задач моделирования процессов СКИС. Некоторые модели могут обозначать методы и средства моделирования. По характеру моделей можно выделить классы предметного и знакового (информационного) моделирования. Предметное моделирование — это моделирование, которое воспроизводит определенные свойства объекта моделирования. Так, например, может быть проведена оценка качества ИС и ее отдельных компонентов — определение показателей качества информационной продукции, анализ качества и др.

При знаковом моделировании моделями СКИС могут выступать рисунки, чертежи, формулы, высказывания и др. Средствами знакового моделирования являются алфавиты естественного и искусственного характера. Так, например, концептуальная модель СКИС может быть выполнена средствами естественного языка, хотя не исключается применение и графических средств. Важными видами знакового моделирования являются математическое и мысленное моделирование. Математическое моделирование проводится дедуктивными средствами математики и логики. В мысленном моделировании трансформация какого-либо компонента СКИС в модель осуществляется мысленно в сознании человека.