Етапи проектування автоматизованих систем

Методики й засоби проектування автоматизованих систем (АС) і, зокрема, САПР підрозділяються на три великих рівні, що відповідають створенню інтегрованої корпоративної системи, окремих автоматизованих систем проектування й керування, програмно-методичних комплексів і компонентів автоматизованих систем.

На ринку програмного забезпечення пропонується ряд систем типу PLM, CPC і PDM. Існує ряд фірм, що спеціалізуються на розробці проектів системної інтеграції (наприклад, у Росії Jet Info, Consistent Software, Interface і ін.)

Для кожного класу АС (САПР, ERP, геоінформаційні системи й т.д.) можна вказати фірми, що спеціалізуються на розробці програмних (а іноді й програмно-апаратних) систем. Багато хто з них на основі однієї з базових технологій реалізують свій підхід до створення АС і дотримуються стратегії або тотального постачальника, або відкритості й розширення системи додатками й доповненнями третіх фірм.

Діє державний стандарт на стадії створення автоматизованих систем ДЕРЖСТАНДАРТ 34.601-90. Існує й міжнародний стандарт на стадії життєвого циклу програмної продукції (ISO 12207:1995). Як АС, так і компоненти АС є складними системами й при їхньому проектуванні потрібно використати один із стилів проектування:

· спадне проектування (Top-of-Design); чітка реалізація спадного проектування приводить до спіральної моделі розробки ПЗ, на кожному витку спирали блоки попереднього рівня деталізуються, використаються зворотні зв'язки (альтернативою є каскадна модель, що відноситься до почергової реалізації частин системи);

· висхідне проектування (Bottom-of-Design);

· еволюційне проектування (Middle-of-Design).

Найчастіше застосовують спадний стиль блочно-ієрархічного проектування.

Розглянемо етапи спадного проектування АС.

Верхній рівень проектування АС часто називають концептуальним проектуванням. Концептуальне проектування виконують у процесі передпроектних досліджень, формулювання ТЗ, розробки ескізного проекту й прототипування (відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ, ці стадії називають формуванням вимог до АС, розробкою концепції АС і ескізний проект).

Передпроектні дослідження проводять шляхом аналізу (обстеження) діяльності підприємства (компанії, установи, офісу), на якому створюється або модернізується АС. При цьому потрібно одержати відповіді на питання: що не влаштовує в існуючій технології? Що можна поліпшити? Кому це потрібно й, отже, який буде ефект? Перед обстеженням формуються та у процесі його проведення уточнюються мети обстеження – визначення можливостей і ресурсів для підвищення ефективності функціонування підприємства на основі автоматизації процесів керування, проектування, документообігу й т.п. Зміст обстеження – виявлення структури підприємства, виконуваних функцій, інформаційних потоків, наявного досвіду й засобів автоматизації. Обстеження проводять системні аналітики (системні інтегратори) разом із представниками організації-замовника.

На основі аналізу результатів обстеження будують модель, що відбиває діяльність підприємства на даний момент (до реорганізації). Її називають моделлю "As Is ". Далі розробляють вихідну концепцію АС. Ця концепція містить у собі пропозиції по зміні структури підприємства, взаємодії підрозділів, інформаційним потокам, що виражається в моделі "To Be " (як повинне бути).

Результати аналізу конкретизуються в ТЗ на створення АС. У ТЗ вказують потоки вхідної інформації, типи вихідних документів і надаваних послуг, рівень захисту інформації, вимоги до продуктивності (пропускної здатності) і т.п. ТЗ направляють замовникові для обговорення й остаточного узгодження.

Ескізний проект (технічну пропозицію) представляють у вигляді проектної документації, що описує архітектуру системи, структуру її підсистем, склад модулів. Тут же вказуються пропозиції на вибір базових програмно-апаратних засобів, які повинні враховувати прогноз розвитку підприємства.

Відносно апаратних засобів і особливо ПЗ такий вибір найчастіше є вибір фірми-постачальника необхідних засобів (або, принаймні, базового ПЗ), тому що правильна спільна робота програм різних фірм досягається з великими складностями. У проекті може бути запропоновано кілька варіантів вибору. При аналізі з'ясовуються можливості покриття автоматизуємих функцій наявними програмними продуктами й, отже, обсяги робіт по розробці оригінального ПЗ. Подібний аналіз необхідний для попередньої оцінки тимчасових і матеріальних витрат на автоматизацію. Облік ресурсних обмежень дозволяє уточнити досяжні масштаби автоматизації, підрозділити проектування АС на роботи першої, другої і т.д. черги.

Після прийняття ескізного проекту розробляють прототип АС, що представляє собою набір програм, емулюючих роботу готової системи. Завдяки прототипуванню можна не тільки розроблювачам, але й майбутнім користувачам АС побачити контури й особливості системи й, отже, завчасно внести корективи в проект.

Як на етапі обстеження, так і на наступних етапах доцільно дотримуватися певної дисципліни фіксації й подання одержуваних результатів, заснованої на тій або іншій методиці формалізації специфікацій. Формалізація потрібна для однозначного розуміння виконавцями й замовником вимог, обмежень і прийнятих рішень.

При концептуальному проектуванні застосовують ряд специфікацій, серед яких центральне місце займають моделі перетворення, зберігання й передачі інформації. Моделі, отримані в процесі обстеження підприємства, є моделями його функціонування. У процесі розробки АС моделі, як правило, перетерплюють істотні зміни (перехід від "As Is" до "To Be") і в остаточному виді модель "To Be" розглядають як модель проектованої АС.

Розрізняють функціональні, інформаційні, поведінкові й структурні моделі. Функціональна модель системи описує сукупність виконуваних системою функцій. Інформаційна модель відбиває структури даних — їхній склад і взаємозв'язки. Поведінкова модель описує інформаційні процеси (динаміку функціонування), у ній фігурують такі категорії, як стан системи, подія, перехід з одного стану в інше, умови переходу, послідовність подій, здійснюється прив'язка вчасно. Структурна модель характеризує морфологію системи (її побудову) — склад підсистем, їхнього взаємозв'язку.

Змістом наступних етапів спадного проектування (відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТ, це стадії розробки технічного проекту, робочої документації, запровадження в дію) є уточнення переліків устаткування, що здобуває, і готових програмних продуктів, побудова системного середовища, детальне інфологичне проектування БД і їхнього первісного наповнення, розробка власного оригінального ПЗ, що, у свою чергу, ділиться на ряд етапів спадного проектування. Ці роботи становлять зміст робочого проектування. Після цього виконуються закупівля й інсталяція програмно-апаратних засобів, впровадження й експериментальна експлуатація системи.

Особливе місце в ряді проектних задач займає розробка проекту корпоративної обчислювальної мережі, оскільки технічне забезпечення АС має мережну структуру.

Якщо територіально АС розташовується в одному будинку або в декількох близько розташованих будинках, то корпоративна мережа може бути виконана у вигляді сукупності декількох локальних підмереж зв'язаних опорною локальною мережею. Крім вибору типів підмереж, зв'язних протоколів і комутаційного устаткування доводиться вирішувати задачі розподілу вузлів по підмережам, виділення серверів, вибору мережного ПЗ, визначення способу керування даними в обраній схемі розподілених обчислень і т.п.

Якщо АС розташовується у вилучених друг від друга пунктах, зокрема, розташованих у різних містах, то вирішується питання про оренду каналів зв'язку для корпоративної мережі, оскільки альтернативний варіант використання виділеного каналу в більшості випадків виявляється неприйнятним через високу ціну. Природно, що при цьому насамперед розглядається можливість використання послуг Internet. Виникаючі при цьому проблеми пов'язані із забезпеченням інформаційної безпеки й надійності доставки повідомлень.

Технічне забезпечення САПР