Проектирование АИС. С аратовский госуниверситет м еханико математический факультет проектирование информационных систем Составил
 Скачать 3.17 Mb.
|
|
Классы объектов Товары (Название, Цена, Единица измерения). Клиенты (Фамилия, Имя, Отчество, Адрес, Телефон, email, Признак постоянного клиента). Продажи (Товар, Клиент, Дата продажи, Дата доставки, Количество). Развитие постановки задачи В результате эксплуатации базы данных выяснилось, что иногда возникают проблемы, связанные с нехваткой информации о наличии нужных товаров на складе в нужном количестве. Кроме того, обычно клиенты в рамках одного заказа покупают не один вид товара, а несколько видов. Исходя из суммарной стоимости заказа, компания предоставляет дополнительные скидки. 0.3.26 Ювелирная мастерская Описание предметной области Вы работаете в ювелирной мастерской. Ваша мастерская осуществляет изготовление ювелирных изделий для частных лиц на заказ. Вы работаете с определенными материалами (платина, золото, серебро, различные драгоценные камни и т.д.). При обращении к Вам потенциального клиента Вы определяетесь с тем, какое именно изделие ему необходимо. Все изготавливаемые Вами изделия принадлежат к некоторому типу (серьги, кольца, броши, браслеты), бывают выполнены из опреде- ленного материала, имеют некоторый вес и цену (включающую стоимость материалов и работы). Классы объектов Изделия (Название, Тип, Материал, Вес, Цена). Материалы (Название, Цена за грамм). Продажи (Изделие, Дата продажи, Фамилия покупателя, Имя покупателя, Отчество покупателя). Развитие постановки задачи В процессе опытной эксплуатации базы данных выяснилось, что ювелирное изделие может состоять из нескольких материалов. Кроме того, постоянным клиентам мастерская предоставляет скидки. 0.3.27 Парикмахерская Описание предметной области Вы работаете в парикмахерской. Ваша парикмахерская стрижет клиентов в соответствии с их пожеланиями и некоторым каталогом различных видов стрижки. Так, для каждой стрижки определены название, принадлежность полу (мужская, женская), стоимость работы. Для наведения порядка Вы, по мере возможности, состав- ляете базу данных клиентов, запоминая их анкетные данные (фамилия, имя, отчество). Начиная с 5-ой стрижки, клиент переходит в категорию постоянных и получает скидку в 3% при каждой последующей стрижке. После того, как закончена очередная работа, в кассе фиксируются стрижка, клиент и дата производства работ. Классы объектов Стрижки (Название, Пол, Стоимость). Клиенты (Фамилия, Имя, Отчество, Пол, Признак постоянного клиента). Работа (Стрижка, Клиент, Дата). Развитие постановки задачи Теперь ситуация изменилась. У Вашей парикмахерской появился филиал, и Вы хотели бы видеть, в том числе, и раздельную статистику по филиалам. Кроме того, стоимость стрижки может меняться с течением времени. Нужно хранить не только последнюю цену, но и все данные по изменению цены стрижки. 0.3.28 Химчистка Описание предметной области Вы работаете в химчистке. Ваша химчистка осуществляет прием у населения вещей для выведения пятен. Для наведения по- рядка Вы, по мере возможности, составляете базу данных клиентов, запоминая их анкетные данные (фамилия, имя, отчество). Начиная с 3-го обращения, клиент переходит в категорию постоянных клиентов и получает скидку в 3% при чистке каждой последующей вещи. Все оказываемые Вами услуги подразделяются на виды, имеющие название, тип и стоимость, зависящую от сложности работ. Работа с клиентом первоначально состоит в определении объема работ, вида услуги и, соот- ветственно, ее стоимости. Если клиент согласен, он оставляет вещь (при этом фиксируется услуга, клиент и дата приема) и забирает ее после обработки (при этом фиксируется дата возврата). Классы объектов Виды услуг (Название, Тип, Стоимость). Клиенты (Фамилия, Имя, Отчество, Признак постоянного клиента). Услуги (Вид услуги, Клиент, Дата приема, Дата возврата). Развитие постановки задачи Теперь ситуация изменилась. У Вашей химчистки появился филиал, и Вы хотели бы видеть, в том числе, и раздельную статистику по филиалам. Кроме того, вы решили делать надбавки за срочность и сложность работ. 0.3.29 Сдача в аренду торговых площадей Описание предметной области Вы работаете в крупном торговом центре, сдающим в аренду коммерсантам свои торговые площади. Вашей задачей является наведение порядка в финансовой стороне работы торгового центра. Работы Вашего торгового центра построена следующим образом: в результате планирования Вы определили некоторое количество торговых точек в пределах Вашего здания, которые могут сдавать- ся в аренду. Для каждой из торговых точек важными данными являются этаж, площадь, наличие кондиционера и стоимость аренды в день. Со всех потенциальных клиентов Вы собираете стандарт- ные данные (название, адрес, телефон, реквизиты, контактное лицо). При появлении потенциально- го клиента Вы показываете ему имеющиеся свободные площади. При достижении соглашения Вы оформляете договор, фиксируя в базе данных торговую точку, клиента, период (срок) аренды. Классы объектов Торговые точки (Этаж, Площадь, Наличие кондиционера, Стоимость аренды в день). Клиенты (Название, Реквизиты, Адрес, Телефон, Контактное лицо). Аренда (Торговая точка, Клиент, Дата начала, Дата окончания). Развитие постановки задачи В результате эксплуатации базы данных выяснилось, что некоторые клиенты арендуют сразу несколь- ко торговых точек. Помимо этого, Вам необходимо собирать информацию об ежемесячных платежах, поступающих Вам от арендаторов. 1 Основные понятия технологии проектирования информационных систем Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информаци- онные системы (ИС) стали необходимым инструментом практически во всех сферах деятельности. Разнообразие задач, решаемых с помощью ИС, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки инфор- мации. Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков. В ос- нову рассматриваемой классификации положены наиболее существенные признаки, определяющие функциональные возможности и особенности построения современных систем. В зависимости от объема решаемых задач, используемых технических средств, организации функционирования, ин- формационные системы делятся на ряд групп (классов). По типу данных: фактографические и документальные. По степени автоматизации: ручные, автоматизированные и автоматические. По сфере применения интегрированные, организационного управления, управления технологиче- ским процессом и автоматизированного проектирования. 93 По характеру обработки информационно-поисковые и информационно-решающие (управляющие, советующие). По уровню управления стратегические, функциональные и операционные. По типу хранимых данных ИС делятся на фактографические и документальные. Фактографические системы предназначены для хранения и обработки структурированных дан- ных в виде чисел и текстов. Над такими данными можно выполнять различные операции. В документальных системах информация представлена в виде документов, состоящих из наиме- нований, описаний, рефератов и текстов. Поиск по неструктурированным данным осуществляется с использованием семантических признаков. Отобранные документы предоставляются пользователю, а обработка данных в таких системах практически не производится. Основываясь на степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой, информационные системы делятся на ручные, автоматические и автоматизированные. Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки инфор- мации и выполнением всех операций человеком. Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль в выполнении рутинных операций обработки данных от- водится компьютеру. Именно этот класс систем соответствует современному представлению понятия “информационная система”. В автоматических ИС все операции по переработке информации выполняются без участия чело- века. В зависимости от сферы применения различают следующие классы ИС. ИС организационного управления – предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.). Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регу- лирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи. ИС управления технологическими процессами – служат для автоматизации функций производ- ственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких систе- мах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов. ИС автоматизированного проектирования (САПР) – предназначены для автоматизации функ- ций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой тех- ники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов. В зависимости от характера обработки данных ИС делятся на информационно-поисковые и информационно- решающие. Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу инфор- мации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. (Например, ИС библиотечного обслуживания, резервирования и продажи билетов на транспорте, бронирования мест в гостиницах и пр.) Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информа- ции по определенному алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие. Результирующая информация управляющих ИС непосредственно трансформируется в принима- емые человеком решения. Для этих систем характерны задачи расчетного характера и обработка больших объемов данных. (Например, ИС планирования производства или заказов, бухгалтерского учета.) Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и учи- тывается при формировании управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных. (Например, экс- пертные системы.) Существует классификация ИС в зависимости от уровня управления, на котором система исполь- зуется. Стратегическая ИС – компьютерная информационная система, обеспечивающая поддержку при- нятия решений по реализации стратегических перспективных целей развития организации. Информационные системы стратегического уровня помогают высшему звену управленцев решать неструктурированные задачи, осуществлять долгосрочное планирование. Основная задача – срав- нение происходящих во внешнем окружении изменений с существующим потенциалом фирмы. Они призваны создать общую среду компьютерной телекоммуникационной поддержки решений в неожи- данно возникающих ситуациях. ИС оперативного уровня – поддерживает исполнителей, обрабатывая данные о сделках и собы- тиях (счета, накладные, зарплата, кредиты, поток сырья и материалов). Информационная система оперативного уровня является связующим звеном между фирмой и внешней средой. Функциональные ИС – используются работниками среднего управленческого звена для монито- ринга, контроля, принятия решений и администрирования. Основные функции этих информацион- ных систем: • сравнение текущих показателей с прошлыми; • составление периодических отчетов за определенное время, а не выдача отчетов по текущим событиям, как на оперативном уровне; • обеспечение доступа к архивной информации и т.д. С точки зрения программно-аппаратной реализации можно выделить ряд типовых архитектур ИС. Традиционные архитектурные решения основаны на использовании выделенных файл-серверов или серверов баз данных. Существуют также варианты архитектур корпоративных информационных систем, базирующихся на технологии Internet (Intranet-приложения). Следующая разновидность ар- хитектуры информационной системы основывается на концепции “хранилища данных” (DataWarehouse) - интегрированной информационной среды, включающей разнородные информационные ресурсы. И, наконец, для построения глобальных распределенных информационных приложений использу- ется архитектура интеграции информационно-вычислительных компонентов на основе объектно- ориентированного подхода. Индустрия разработки автоматизированных информационных систем управления зародилась в 1950-х – 1960-х годах и к концу века приобрела вполне законченные формы. На первом этапе основным подходом в проектировании ИС был метод “снизу-вверх”, когда система создавалась как набор приложений, наиболее важных в данный момент для поддержки деятельно- сти предприятия. Основной целью этих проектов было не создание тиражируемых продуктов, а обслуживание текущих потребностей конкретного учреждения. Такой подход отчасти сохраняет- ся и сегодня. В рамках “лоскутной автоматизации” достаточно хорошо обеспечивается поддержка отдельных функций, но практически полностью отсутствует стратегия развития комплексной систе- мы автоматизации, а объединение функциональных подсистем превращается в самостоятельную и достаточно сложную проблему. Создавая свои отделы и управления автоматизации, предприятия пытались “обустроиться” своими силами. Однако периодические изменения технологий работы и должностных инструкций, сложно- сти, связанные с разными представлениями пользователей об одних и тех же данных, приводили к непрерывным доработкам программных продуктов для удовлетворения все новых и новых пожела- ний отдельных работников. Как следствие – и работа программистов, и создаваемые ИС вызывали недовольство руководителей и пользователей системы. Следующий этап связан с осознанием того факта, что существует потребность в достаточно стан- дартных программных средствах автоматизации деятельности различных учреждений и предприя- тий. Из всего спектра проблем разработчики выделили наиболее заметные: автоматизацию ведения бухгалтерского аналитического учета и технологических процессов. Системы начали проектировать- ся “сверху-вниз”, т.е. в предположении, что одна программа должна удовлетворять потребности многих пользователей. Сама идея использования универсальной программы накладывает существенные ограничения на возможности разработчиков по формированию структуры базы данных, экранных форм, по выбору алгоритмов расчета. Заложенные “сверху” жесткие рамки не дают возможности гибко адаптировать систему к специфике деятельности конкретного предприятия: учесть необходимую глубину анали- тического и производственно-технологического учета, включить необходимые процедуры обработки данных, обеспечить интерфейс каждого рабочего места с учетом функций и технологии работы кон- кретного пользователя. Решение этих задач требует серьезных доработок системы. Таким образом, материальные и временные затраты на внедрение системы и ее доводку под требования заказчика обычно значительно превышают запланированные показатели. Согласно статистическим данным, собранным Standish Group (США), из 8380 проектов, обследо- ванных в США в 1994 году, неудачными оказались более 30% проектов, общая стоимость которых превышала 80 миллиардов долларов. При этом оказались выполненными в срок лишь 16% от общего числа проектов, а перерасход средств составил 189% от запланированного бюджета. В то же время, заказчики ИС стали выдвигать все больше требований, направленных на обеспече- ние возможности комплексного использования корпоративных данных в управлении и планировании своей деятельности. Интегрированные (корпоративные) ИС – используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки со- ответствующих направлений деятельности. Анализ современного состояния рынка ИС показывает устойчивую тенденцию роста спроса на ин- формационные системы организационного управления. Причем спрос продолжает расти именно на интегрированные системы управления. Автоматизация отдельной функции, например, бухгалтерско- го учета или сбыта готовой продукции, считается уже пройденным этапом для многих предприятий. Таким образом, возникла насущная необходимость формирования новой методологии построения информационных систем. Цель такой методологии заключается в регламентации процесса проектирования ИС и обеспечении управления этим процессом с тем, чтобы гарантировать выполнение требований как к самой ИС, так и к характеристикам процесса разработки. Основными задачами, решению которых должна способствовать методология проектирования корпоративных ИС, являются следующие: • обеспечивать создание корпоративных ИС, отвечающих целям и задачам организации, а также предъявляемым требованиям по автоматизации деловых процессов заказчика; • гарантировать создание системы с заданным качеством в заданные сроки и в рамках установ- ленного бюджета проекта; • поддерживать удобную дисциплину сопровождения, модификации и наращивания системы; • обеспечивать преемственность разработки, т.е. использование в разрабатываемой ИС суще- ствующей информационной инфраструктуры организации (задела в области информационных технологий). Внедрение методологии должно приводить к снижению сложности процесса создания ИС за счет полного и точного описания этого процесса, а также применения современных методов и технологий создания ИС на всем жизненном цикле ИС – от замысла до реализации. Проектирование ИС охватывает три основные области: • проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных; • проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным; • учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т.п. Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта. В общем виде цель проекта можно определить как решение ряда взаимосвязанных задач, включающих в себя обеспечение на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации: • требуемой функциональности системы и уровня ее адаптивности к изменяющимся условиям функционирования; • требуемой пропускной способности системы; • требуемого времени реакции системы на запрос; • безотказной работы системы; • необходимого уровня безопасности; • простоты эксплуатации и поддержки системы. Согласно современной методологии, процесс создания ИС представляет собой процесс построе- ния и последовательного преобразования ряда согласованных моделей на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) ИС. На каждом этапе ЖЦ создаются специфичные для него модели – организации, требований к ИС, проекта ИС, требований к приложениям и т.д. Модели формируются рабочими группами команды проекта, сохраняются и накапливаются в репозитории проекта. Создание моде- лей, их контроль, преобразование и предоставление в коллективное пользование осуществляется с использованием специальных программных инструментов – CASE-средств. Процесс создания ИС делится на ряд этапов (стадий), ограниченных некоторыми временными рамками и заканчивающихся выпуском конкретного продукта (моделей, программных продуктов, документации и пр.). Обычно выделяют следующие этапы создания ИС: формирование требований к системе, проекти- рование, реализация, тестирование, ввод в действие, эксплуатация и сопровождение. Начальным этапом процесса создания ИС является моделирование бизнес-процессов, протекаю- щих в организации и реализующих ее цели и задачи. Модель организации, описанная в терминах бизнес-процессов и бизнес-функций, позволяет сформулировать основные требования к ИС. Это фундаментальное положение методологии обеспечивает объективность в выработке требований к проектированию системы. Множество моделей описания требований к ИС затем преобразуется в систему моделей, описывающих концептуальный проект ИС. Формируются модели архитектуры ИС, требований к программному обеспечению (ПО) и информационному обеспечению (ИО). Затем фор- мируется архитектура ПО и ИО, выделяются корпоративные БД и отдельные приложения, форми- руются модели требований к приложениям и проводится их разработка, тестирование и интеграция. Целью начальных этапов создания ИС, выполняемых на стадии анализа деятельности органи- зации, является формирование требований к ИС, корректно и точно отражающих цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в тре- бования к разработке проекта ИС так, чтобы обеспечить соответствие целям и задачам организации. Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно фор- мализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки. Современные ин- струментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям. Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочислен- ных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа. На этапе проектирования прежде всего формируются модели данных. Проектировщики в качестве исходной информации получают результаты анализа. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования базы данных. Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных. Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, что- бы получить спецификации (описания) всех модулей ИС. Оба эти процесса проектирования тесно связаны, поскольку часть бизнес-логики обычно реализуется в базе данных (ограничения, триг- геры, хранимые процедуры). Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню, вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы. Конечными продуктами этапа проектирования являются: • схема базы данных (на основании ER-модели, разработанной на этапе анализа); • набор спецификаций модулей системы (они строятся на базе моделей функций). Кроме того, на этапе проектирования осуществляется также разработка архитектуры ИС, вклю- чающая в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем). В неоднородной ИС могут работать несколько компьютеров на разных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем. Кроме выбора платформы, на этапе проектирования определяются следующие характеристики архитектуры: • будет ли это архитектура “файл-сервер” или “клиент-сервер”; • будет ли это 3-уровневая архитектура со следующими слоями: сервер, ПО промежуточного слоя (сервер приложений), клиентское ПО; • будет ли база данных централизованной или распределенной. Если база данных будет рас- пределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться; • будет ли база данных однородной, то есть, будут ли все серверы баз данных продуктами одного и того же производителя (например, все серверы только Oracle или все серверы только DB2 UDB). Если база данных не будет однородной, то какое ПО будет использовано для обмена данными между СУБД разных производителей (уже существующее или разработанное специально как часть проекта);. • будут ли для достижения должной производительности использоваться параллельные серверы баз данных (например, Oracle Parallel Server, DB2 UDB и т.п.). Этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС. На этапе реализации осуществляется создание программного обеспечения системы, установка технических средств, разработка эксплуатационной документации. Этап тестирования обычно оказывается распределенным во времени. |