По характеру использования информации

Информационно-справочные системы производят ввод, систематиза­цию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. Например, информационно-поисковая система в библиотеке, в железнодорожных и авиа кассах продажи билетов.

Самостоятельный подкласс информационно-справочных систем составляют географические информационные системы GIS. Здесь информация привязана к точкам на карте или плане местности.

Управляющие ИС вырабатывают информацию, на основании которой человек прини­мает решение. Для этих систем характерны тип задач расчетного характера и обработка больших объемов данных. Примером могут служить система оперативного планирования выпуска продукции, система бухгалтерского учета.

По масштабу

В зависимости от охвата функций и уровней управления различают корпоративные (интегрированные) и локальные ИС.

Корпоративная ИС автоматизирует все функции управления на всех уровнях управления. КИС является многопользовательской, функционирует в распределенной вычислительной сети.

Локальная ИС автоматизирует отдельные функции управления на отдельных уровнях управления. ЛИС может быть однопользовательской, функционирующей в отдельных подразделениях предприятия.

Особенности КИС:

Автоматизируется документооборот предприятия, при этом сводится к нулю возможность неправильной адресации, забывания или потери документов. Система контролирует сроки исполнения работ и выдает напоминания ответственным исполнителям.

Моделируются бизнес-процессы, например, бизнес-процесс покупки материалов состоит из получения счета, его оплаты, получения материалов накладной и их оприходования на склад. Из подобных бизнес-процессов, в сущности, и состоит вся оперативный документооборот предприятия. Корпоративные системы нового поколения позволяют предприятию самостоятельно моделировать в системе свои бизнес-процессы клиентами.

Открывается доступ в международные информационные сети. А для пользователей это означает новые способы ведения бизнеса: в сеть можно поместить свои прейскуранты и другую информацию для всеобщего ознакомления, можно по электронной почте получать и посылать заказы, выставлять клиентам счета, обсуждать и согласовывать тексты контрактов и коммерческих предложений, посылать напоминания должникам и т.д. Вы можете обращаться к огромным объемам информации по любым областям знаний, гораздо большим, чем в любой самой крупной библиотеке и т.д.

Могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. Они могут иметь иерархическую структуру из нескольких уровней.

Обеспечение доступа из подразделения к центральной или распределенной базе данных предприятия помимо доступа к информационному фонду рабочей группы. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов.

История развития ИС

Период	Цель использования ИС	Тип ИС
50-е годы	Решение отдельных задач, главным образом составление документов	Пакеты программ, позволяющих автоматизировать обработку больших информационных массивов, аппаратная база — мейнфреймы
60-е годы	Составление сложных отчетов	—
70-е годы	Комплексная автоматизация управления, контроль	Вычислительные системы с распределенной терминальной сетью, программные комплексы ориентированы на работу с базой данных
80-е годы	Комплексная автоматизация управления, контроль и оперативный анализ	Автоматизированные рабочие места: ПЭВМ, языки 4-го поколения (генераторы запросов, отчетов, экранных форм). Характерна разобщенность, локальность автоматизации
90-е годы	Комплексная автоматизация управления, контроль, оперативный и стратегический анализ	Корпоративные ИС: гибкие распределенные вычислительные системы, взаимоувязанные распределенные базы данных, архитектуры клиент-сервер и тонкий клиент Централизация ресурсов на новой основе

Архитектура ИС

В информационных системах принято выделять две части:

• функциональная, обеспечивающая решения основных задач производственной системы и является отображением функций и функциональной структуры экономического объекта; включает в себя:

- весь комплекс экономико-математических методов;

- комплекс административных методов;

• обеспечивающая, являющаяся средством реализации управления системы; включает в себя:

- информационное обеспечение;

- программное обеспечение;

- лингвистическое обеспечение;

- математическое обеспечение;

- техническое обеспечение;

- правовое (юридическое) обеспечение;

- организационное обеспечение.

Можно сказать, что обеспечивающая часть — это «материал», из которого состоит ИС, а функциональная — это «форма», в которую преобразован «материал».

Функциональная подсистема решает комплекс прикладных задач, характеризующийся высокой степенью информационных обменов между задачами. При этом под задачей понимается процесс обработки информации с четко определенным множеством входной и выходной информации. Пример задач: оформление заказа на закупку, печать месячного отчета по продажам, преобразование формата поступающих электронных счетов и т.п. Состав задач определяется целями функционирования ИС и, соответственно, предприятия. Функциональные подсистемы информационно обслуживают определенные виды деятельности предприятия, характерные для структурных подразделений предприятия и (или) функций управления.

Деление ИС на подсистемы обеспечивает:

· упрощение разработки и модернизации ИС в результате специализации групп проектировщиков по подсистемам;

· упрощение внедрения и поставки готовых подсистем в соответствии с очередностью выполнения работ;

· упрощение эксплуатации ИС вследствие специализации работников предметной области.

Функциональные подсистемы могут проектироваться по различным принципам:

· предметному;

· чисто функциональному;

· проблемному;

· смешанному, или предметно-функциональному.

Например, в случае применения предметного подхода при создании ИС для автоматизации хозяйственных процессов типового промышленного предприятия выделяют подсистемы, соответствующие управлению отдельными ресурсами:

· управление сбытом готовой продукции;

· управление производством;

· управление персоналом;

· управление финансами;

· и т.д.

При этом в подсистемах рассматривается решение задач на всех уровнях управления предприятием:

Уровни управления	Функц. подсистемы
	Сбыт	Производство	Снабжение	Финансы
Стратегический уровень	Новые продукты и услуги. Исследования и разработки	Производственные мощности. Выбор технологии	Выбор материальных источников. Товарный прогноз	Выбор финансовых источников. Выбор модели уплаты налогов
Тактический уровень	Анализ и планирование объемов сбыта	Анализ и планирование производственных программ	Анализ и планирование объемов закупок	Анализ и планирование денежных потоков
Оперативный уровень	Обработка заказов клиентов. Выписка счетов и накладных	Обработка производственных заказов	Складские операции. Заказы на закупку	Ведение бухгалтерских книг

 

С точки функционального принципа, обычно выделяют следующие подсистемы:

· планирование;

· регулирование, или оперативное управление;

· учет;

· анализ.

Проблемный принцип формирование подсистем используется при необходимости поддержки оперативных управленческих решений по узкому кругу вопросов, например, при решении задач управления проектами. Обычно такие функциональные подсистемы реализуются в виде локальных ИС, импортирующих данные из корпоративной ИС.

Предметно-функциональный подход: разделение ИС на подсистемы по характеру хозяйственной деятельности, с учетом структуры предприятия и системы управления, а также разделение по характеру выполняемых функций. При этом типовой набор функциональных подсистем, выделяемых по чисто функциональному принципу, следующий:

· перспективное развитие — прогнозирование и стратегическое планирование финансово-хозяйственной деятельности предприятия на ближайшую и отдаленную перспективу;

· технико-экономическое планирование — формирование годовых производственных программ на основе использования экономико-математических методов, а также распределение годовой производственной программы по плановым периодам;

· бухгалтерский учет и анализ хозяйственной деятельности — автоматизация задачи учета основных средств, труда и расчета заработной платы, материалов, учета готовой продукции и т.д.

Выделяемых по предметному принципу:

· техническая подготовка производства — автоматизация функций управления проектированием, изготовлением и внедрением новых конструкторских изделий, а также выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР);

· управление основным производством;

· управление вспомогательным производством;

· управление качеством продукции;

· управление материально-техническим снабжением;

· управление реализацией и сбытом готовой продукции;

· управление кадрами.

Подсистемы, построенные по функциональному принципу, охватывают все виды хозяйственной деятельности предприятия — производство, снабжение, сбыт, персонал, финансы. Подсистемы, построенные по предметному принципу, относятся главным образом к оперативному уровню управления ресурсами.

Информационное обеспечение. В состав информационного обеспечения ИС входят классификаторы технико-экономической информации, нормативно-справочная информация, форма представления и организация данных в системе, в том числе формы документов, массивов, а также протоколы обмена данными.

Программное обеспечение. В состав программного обеспечения входят программы (в том числе программные средства) с программной документацией на них, необходимые для реализации всех функций ИС в объеме, предусмотренном в техническом задании на создание ИС.

Лингвистическое обеспечение. В состав лингвистического обеспечения входят тезаурусы и языки описания и манипулирования данными. Лингвистическое обеспечение функционирующей ИС может присутствовать в ней самостоятельно или в виде решений по информационному обеспечению ИС и в документах организационного обеспечения ИС.

Математическое обеспечение. В состав математического обеспечения ИС входят методы решения задач управления, модели и алгоритмы. В функционирующей системе математическое обеспечение реализовано в составе программного обеспечения.

Техническое обеспечение. В состав технического обеспечения входят технические средства, необходимые для реализаций функций ИС. В общем случае оно включает средства получения, ввода, подготовки, обработки, хранения (накопления), регистрации, вывода, отображения, использования, передачи информации и средства реализации управляющих воздействий.

Организационное обеспечение. В состав организационного обеспечения входят документы, определяющие функции подразделений управления, действия и взаимодействие персонала ИС.

Правовое обеспечение. В состав правового обеспечения входят нормативные документы, определяющие правовой статус ИС, персонала ИС, правил функционирования ИС и нормативы на автоматически формируемые документы, в том числе на машинных носителях информации. Правовое обеспечение ИС в составе функционирующей системы реализуется в виде документов организационного обеспечения ИС.

Таким образом, объектами проектирования ИС являются отдельные элементы функциональных и обеспечивающих подсистем. Функциональные элементы — задачи и функции управления. Обеспечивающие элементы — программы, аппаратные узлы.

Жизненный цикл

Жизненный цикл (ЖЦ) — весь период времени существования системы, начиная от выработки решения о ее создании и кончая прекращением использования системы вследствие ее морального устаревания.

Жизненный цикл традиционно моделируется в виде некоторого числа последовательных фаз, в самом общем случае таких:

1. анализ — исследование и анализ существующей ИС и предметной области, определение требований к создаваемой ИС, оформление технико-экономического обоснования и технического задания на разработку ИС;

2. проектирование (логического проектирование, техническое проектирование) — разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций (функциональная архитектура) и состава обеспечивающих подсистем (системная архитектура), оформление технического проекта ИС;

3. реализация (рабочее проектирование, физическое проектирование, программирование) — разработка и настройка программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала, оформление рабочего проекта;

4. внедрение (тестирование, опытная эксплуатация) — комплексная отладка подсистем ИС, обучение персонала, поэтапное внедрение ИС в эксплуатацию по подразделениям автоматизируемого предприятия, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях ИС;

5. эксплуатация (сопровождение) — сбор рекламаций и статистики о функционировании ИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации ИС и ее выполнение (повторение этапов 2-5).

Например, возможна такая детализация:

1. выработка требований к системе;

2. разработка требований к программному обеспечению;

3. общее проектирование;

4. детальное проектирование;

5. создание отдельных модулей;

6. тестирование отдельных модулей системы;

7. объединение модулей в систему;

8. выпуск системы;

9. эксплуатация и сопровождение системы.

Подобное разделение на фазы иногда способствует сокрытию некоторых важных аспектов создания ИС. Особенно это проявляется по отношению к такому необходимому процессу, как итеративная реализация различных фаз жизненного цикла с целью исправления ошибок, изменения решений, которые оказались неправильными, или учета изменений в общих требованиях, предъявляемых к системе. Кроме того, имеет место некоторая путаница, когда этап эксплуатации и сопровождения системы считают автономной фазой жизненного цикла, тогда как на самом деле и в этот период может возникнуть необходимость повторения какого-либо одного или даже всех этапов разработки системы.

Поэтому сейчас происходит переход к более сложным моделям жизненного цикла программного обеспечения. Это обеспечивает открытое признание итеративности процесса и часто приводит к толкованию фазы эксплуатации и сопровождения как просто итеративного этапа, который реализуется уже после передачи системы в эксплуатацию.

В отечественной практике принято следующее разграничение фаз жизненного цикла:

• разработка технического задания;
• разработка технического проекта;
• разработка рабочего проекта (реализация);
• экспериментальное внедрение;
• сдача в промышленную эксплуатацию;
• промышленная эксплуатация системы.

Модели жизненного цикла

К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие основные модели ЖЦ:

• каскадная модель (50-70 гг.);
• итерационная модель (70-80 гг.);
• спиральная модель (80-90 гг.).

В изначально существовавших однородных ИС каждое приложение представляло собой единое целое. Для разработки такого типа приложений применялся каскадный способ. Его основной характеристикой является разбиение всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.

Положительные стороны применения каскадного подхода заключаются в следующем:

• на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности;
• выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.

Каскадная схема разработки

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении ИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования, с тем чтобы предоставить разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и другие подобные задачи. Однако, в процессе использования этого подхода обнаружился ряд его недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания ПО никогда полностью не укладывался в такую жесткую схему. В процессе создания ПО постоянно возникала потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания ПО принимал следующий вид:

Реальный процесс разработки сложных систем по каскадной схеме — итерационная модель

 

Такая модель жизненного цикла получила название итерационной.

Основным недостатком каскадного подхода является существенное запаздывание с получением результатов. Согласование результатов с пользователями производится только в точках, планируемых после завершения каждого этапа работ, требования к ИС «заморожены» в виде технического задания на все время ее создания. Таким образом, пользователи могут внести свои замечания только после того, как работа над системой будет полностью завершена. В случае неточного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания ПО, пользователи получают систему, не удовлетворяющую их потребностям. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением.

Для преодоления перечисленных проблем была предложена спиральная модель ЖЦ, делающая упор на начальные этапы ЖЦ: анализ и проектирование. На этих этапах реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии ПО, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

Разработка итерациями отражает объективно существующий спиральный цикл создания системы. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. При итеративном способе разработки недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача — как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований.

Основная проблема спирального цикла — определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.

Спиральная модель ЖЦ

 

Преимущества спиральной модели:

• накопление и повторное использование программных средств, моделей и прототипов;
• ориентация на развитие и модификацию ПО в процессе его проектирования;
• анализ риска и издержек в процессе проектирования.

Основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ, является международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO — International Organization of Standardization — Международная организация по стандартизации, IEC — International Electrotechnical Commission — Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО.

Стандарт ISO/IEC 12207 не предлагает конкретную модель ЖЦ и методы разработки ПО. Его регламенты являются общими для любых моделей ЖЦ, методологий и технологий разработки. Стандарт ISO/IEC 12207 описывает структуру процессов ЖЦ, но не конкретизирует в деталях, как реализовать или выполнить действия и задачи, включенные в эти процессы.

Структура ЖЦ по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трех группах процессов:

• основные процессы ЖЦ (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
• вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);
• организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Разработка включает в себя все работы по созданию ИС и его компонент в соответствии с заданными требованиями, включая оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовку материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствующего качества программных продуктов, материалов, необходимых для организации обучения персонала и т.д. Разработка ИС включает в себя, как правило, анализ, проектирование и реализацию (программирование и настройка).

Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ИС в эксплуатацию, в том числе конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и т.д., и непосредственно эксплуатацию, в том числе локализацию проблем и устранение причин их возникновения, модификацию ПО в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы.

Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний ИС, обучение персонала и т.п. Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ПО. Верификация — это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Проверка позволяет оценить соответствие параметров разработки с исходными требованиями. Проверка частично совпадает с тестированием, которое связано с идентификацией различий между действительными и ожидаемыми результатами и оценкой соответствия характеристик ИС исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают вопросы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.

Управление конфигурацией является одним из вспомогательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ИС, прежде всего процессы разработки и сопровождения. При создании проектов сложных ИС, состоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учета их связей и функций, создания унифицированной структуры и обеспечения развития всей системы. Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ИС на всех стадиях ЖЦ.

Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.