Технологии проектирования информационных систем

Осуществление проектирования ИС предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта.

Технология проектирования ИС – это совокупность методологии и средств проектирования ИС, а также методов и средств организации проектирования (управление процессом создания и модернизации проекта ЭИС (рис. 1).

Рис.1 Технология проектирования

 

Каноническое проектирование ИС

Организация канонического проектирования ИС ориентирована на использование главным образом каскадной модели жизненного цикла ИС. Стадии и этапы работы описаны в стандарте ГОСТ 34.601-90.

В зависимости от сложности объекта автоматизации и набора задач, требующих решения при создании конкретной ИС, стадии и этапы работ могут иметь различную трудоемкость. Допускается объединять последовательные этапы и даже исключать некоторые из них на любой стадии проекта. Допускается также начинать выполнение работ следующей стадии до окончания предыдущей.

Автоматизированная информационная технология (АИТ) - это системно организованная для решения задач управления совокупность методов и средств реализации операций сбора, регистрации, передачи, накопления, поиска, обработки и защиты информации на базе применения развитого программного обеспечения, используемых средств вычислительной техники и связи, а также способов, с помощью которых информация предлагается клиентам. Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных операций по преобразованию информации: сбор данных, их регистрация, передача, хранение, обработка, использование.

Основная цель автоматизированной информационной технологии – получать посредством переработки первичных данных информацию нового качества, на основе которой вырабатываются оптимальные управленческие решения.

АИТ в настоящее время можно классифицировать по ряду признаков, в частности

способу реализации в автоматизированных информационных системах (АИС);

- степени охвата АИТ задач управления;

- классам реализуемых технологических операций;

- типу пользовательского интерфейса;

- вариантам использования сети ЭВМ;

- обслуживаемой предметной области

По способу реализации АИТ в автоматизированных информационных системах выделяют традиционно сложившиеся и новые информационные технологии.

1.4. САSЕ-технологии

CASE-технологии – набор инструментов и методов программной инженерии для проектирования программного обеспечения, который помогает обеспечить высокое качество программ, отсутствие ошибок и простоту в обслуживании программных продуктов.

Классификация CASE-средств по типам отражает функциональную ориентацию средств на те или иные процессы жизненного цикла разработки программного обеспечения, и, в основном, совпадают с компонентным составом крупных интегрированных CASE-систем, и включает следующие типы:

- средства анализа — предназначены для построения и анализа модели предметной области;

- средства проектирования баз данных;

- средства разработки приложений;

- средства реинжиниринга процессов;

- средства планирования и управления проектом;

- средства тестирования;

- средства документирования.

Классификация CASE-средств по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям и включают — отдельные локальные средства, решающие небольшие автономные задачи, набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла и полностью интегрированных средств, охватывающий весь жизненный цикл информационной системы и связанных общим депозитарием.

Типичными CASE-инструментами являются

- инструменты управления конфигурацией;

- инструменты моделирования данных;

- инструменты анализа и проектирования;

- инструменты преобразования моделей;

- инструменты редактирования программного кода;

- инструменты факторинга кода;

- генераторы кода;

- инструменты для построения UML-диаграмм.

Современные CASE-средства, в свою очередь, классифицируются в основном по двум признакам:

1) по охватываемым этапам процесса разработки ЭИС;

2) по степени интегрированности: отдельные локальные средства (tools), набор не интегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки ЭИС (toolkit) и полностью интегрированные средства, связанные общей базой проектных данных - депозитарием (workbench).

Основная цель САSЕ-технологии состоит в том, чтобы отделить проектирование АИС и АИТ от ее кодирования и последующих этапов разработки, а также максимально автоматизировать процессы разработки и функционирования систем.

При использовании САSЕ-технологий изменяется технология ведения работ на всех этапах жизненного цикла автоматизированных систем и технологий, при этом наибольшие изменения касаются этапов анализа и проектирования. В большинстве современных САSЕ-систем применяются методологии структурного анализа и проектирования, основанные на наглядных диаграммных техниках, при этом для описания модели проектируемой АИС используются графы, диаграммы, таблицы и схемы. Такие методологии обеспечивают строгое и наглядное описание проектируемой системы, которое начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней.

САSЕ-технологии успешно применяются для построения практически всех типов АИС, однако устойчивое положение они занимают в области обеспечения разработки деловых и коммерческих АИС. Широкое применение САSЕ-технологий обусловлено массовостью этой прикладной области, в которой САSЕ применяется не только для разработки АИС, но и для создания моделей систем, помогающих коммерческим структурам решать задачи стратегического планирования, управления финансами, определения политики фирм, обучения персонала и др. Это направление получило свое собственное название – бизнес-анализ. Например, для наиболее быстрой и эффективной разработки высококачественной банковской системы финансисты все чаще обращаются к помощи технологии САSЕ. Поставщики этой технологии входят в положение финансистов и быстро расширяют рынок средств. Быстрейшему внедрению технологии САSЕ способствует также усложнение банковских систем.

CASE-технология представляет собой совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем и поддерживается комплексом взаимоувязанных средств автоматизации. CASE-технология - это инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов, заменяющий бумагу и карандаш компьютером, автоматизируя процесс проектирования и разработки ПО.

CASE обладают следующими достоинствами и возможностями.

1. Единый графический язык. CASE-технологии обеспечивают всех участников проекта, включая заказчиков, единым строгим, наглядным и интуитивно понятным графическим языком, позволяющим получать обозримые компоненты с простой и ясной структурой. При этом программы представляются двумерными схемами (которые проще в использовании, чем многостраничные описания), позволяющими заказчику участвовать в процессе разработки, а разработчикам - общаться с экспертами предметной области, разделять деятельность системных аналитиков, проектировщиков и программистов, облегчая им защиту проекта перед руководством, а также обеспечивая легкость сопровождения и внесения изменений в систему.

2. Единая БД проекта. Основа CASE-технологии - использование базы данных проекта (депозитария) для хранения всей информации о проекте, которая может разделяться между разработчиками в соответствии с их правами доступа. Содержимое депозитария включает не только информационные объекты различных типов, но и отношения между их компонентами, а также правила использования или обработки этих компонентов. Депозитарий может хранить свыше 100 типов объектов: структурные диаграммы, определения экранов и меню, проекты отчетов, описания данных, логику обработки, модели данных, их организации и обработки, исходные коды, элементы данных и т. п.

3. Интеграция средств. На основе депозитария осуществляется интеграция CASE-средств и разделение системной информации между разработчиками. При этом возможности депозитария обеспечивают несколько уровней интеграции: общий пользовательский интерфейс по всем средствам, передачу данных между средствами, интеграцию этапов разработки через единую систему представления фаз жизненного цикла, передачу данных и средств между различными платформами.

4. Поддержка коллективной разработки и управления проектом. CASE-технология поддерживает групповую работу над проектом, обеспечивая возможность работы в сети, экспорт-импорт любых фрагментов проекта для их развития и/или модификации, а также планирование, контроль, руководство и взаимодействие, т. е. функции, необходимые в процессе разработки и сопровождения проектов. Эти функции также реализуются на основе депозитария. В частности, через депозитарий может осуществляться контроль безопасности (ограничения и привилегии доступа), контроль версий и изменений и др.

5. Макетирование. CASE-технология дает возможность быстро строить макеты (прототипы) будущей системы, что позволяет заказчику на ранних этапах разработки оценить, насколько она приемлема для будущих пользователей и устраивает его.

6. Генерация документации. Вся документация по проекту генерируется автоматически на базе депозитария (как правило, в соответствии с требованиями действующих стандартов). Несомненное достоинство CASE-технологии заключается в том, что документация всегда отвечает текущему состоянию дел, поскольку любые изменения в проекте автоматически отражаются в депозитарии (известно, что при традиционных подходах к разработке ПО документация в лучшем случае запаздывает, а ряд модификаций вообще не находит в ней отражения).

7. Верификация проекта. CASE-технология обеспечивает автоматическую верификацию и контроль проекта на полноту и состоятельность на ранних этапах разработки, что влияет на успех разработки в целом. По статистическим данным анализа пяти крупных проектов фирмы TRW (США) ошибки проектирования и кодирования составляют соответственно 64% и 32% от общего числа ошибок. При этом ошибки проектирования в 100 раз труднее обнаружить на этапе сопровождения ПО, чем на этапе анализа требований.

8. Автоматическая генерация объектного кода. Генерация программ в машинном коде осуществляется на основе депозитария и позволяет автоматически построить до 85 - 90% объектного кода или текстов на языках высокого уровня.

9. Сопровождение и реинжиниринг. Сопровождение системы в рамках CASE-технологии характеризуется сопровождением проекта, а не программных кодов. Средства реинжиниринга и обратного инжиниринга позволяют создавать модель системы из ее кодов и интегрировать полученные модели в проект, автоматически обновлять документацию при изменении кодов, автоматически изменять спецификации при редактировании кодов и т. п.

Планируемые расширения CASE-технологий призваны обеспечить улучшение следующих показателей и характеристик:

– легкость использования;

– разнообразие и гибкость графики;

– развитие сетевых возможностей;

– совершенствование управления проектом;

– оперативность адаптации методологий к локальным требованиям;

– измерение разнообразных метрик ПО;

– автоматическая код генерация;

– применение экспертных систем для повторного использования;

– развитие реверсной инженерии, основанной на “обратном” программировании. При использовании CASE-технологий изменяются все фазы жизненного цикла ПО, причем наибольшие изменения касаются фаз анализа и проектирования.