Формализация технологии проектирования ЭИС

Сложность, высокие затраты и трудоемкость процесса проектирования ЭИС на протяжении всего жизненного цикла вызывают необходимость, с одной стороны, выбора адекватной экономическому объекту технологии проектирования, с другой стороны, наличия эффективного инструмента управления процессом ее применения. С этой точки зрения возникает потребность в построении такой формализованной модели технологии проектирования, когда на ее основе можно было бы оценить необходимость и возможность применения определенной технологии проектирования с учетом сформулированных требований к ЭИС и выделенных ресурсов на экономическом объекте, а в последующем контролировать ход и результаты проектирования.

Известные методы сетевого планирования и управления проектами решают только одну часть поставленной проблемы: отражают последовательность технологических операций с временными и трудовыми характеристиками (подробное изложение методов сетевого планирования и управления проектами см. в главе 16). При этом не раскрывается в полной мере содержательная сторона процесса проектирования, необходимая сначала для понимания сущности и оценки эффективности технологии проектирования, а затем для использования в качестве инструкционного материала в непосредственной работе проектировщиков.

В наибольшей степени задаче формализации технологии проектирования ЭИС соответствует аппарат технологических сетей проектирования, разработанный Э.Н. Хотяшовым и развитый И.Н. Дрогобыцким.

Основой формализации технологии проектирования ЭИС является формальное определение технологической операции (ТО) проектирования в виде четверки [93]: V - Вход, W - Выход, П - Преобразователь, R - Ресурсы, S - Средства.

Рис. 2.3. Графическая интерпретация технологической операции

Графическая интерпретация технологической операции представлена на рис. 2.3. Технологические операции графически представляются в виде блоков-прямоугольников, внутри которых даются наименование ТО, перечень используемых средств проектирования и ссылки на используемые ресурсы. Входы и выходы ТО представляются идентификаторами внутри кружков, от которых и к которым идут стрелки, указывающие входные и выходные потоки.

Рассмотрим детально компоненты формального определения ТО.

В качестве компонентов входа и выхода используются множества документов D, параметров Р, программ G, универсальных множеств (универсумов) U. Для любых компонентов входа и выхода должны быть заданы формы их представления в виде твердой копии или электронном виде.

Документ D - это описатель множества взаимосвязанных фактов. С помощью документов описываются объекты материальных и информационных потоков, организационной структуры, технических средств, необходимые для проектирования и внедрения ЭИС. Документы определяют или исходные данные проектирования, или конечные результаты проектирования для реализации новой информационной системы, или промежуточные результаты, которые используются временно для выполнения последующих ТО. Конечные документы одновременно могут быть и промежуточными. Конечные документы должны быть оформлены в соответствии со стандартами представления проектной документации.

Параметр Р - это описатель одного факта. В принципе параметр рассматривается как частный случай документа. Выделение параметров из состава документов подчеркивает значимость отдельных фактов в процессе проектирования ЭИС. Параметры выступают, как правило, в роли ограничений или условий процесса проектирования, например, объем финансирования, срок разработки, форма предприятия и т.д. Параметры могут быть и варьируемыми с позиции анализа влияния их значений на результат проектирования ЭИС.

Программа G - частный случай документа, представляющего описание алгоритма решения задачи, которое претерпевает свое изменение по мере изменения жизненного цикла ЭИС: от спецификации программы до машинного кода.

Универсум U - это конечное и полное множество фактов (документов) одного типа. Обычно с помощью универсума описывается множество альтернатив, выбор из которого конкретного экземпляра определяет характер последующих проектных решений. В качестве универсумов могут рассматриваться множества параметризированных описаний технических средств, программных средств (операционных систем, СУБД, ППП и т.д.), технологий проектирования и т.д.

Преобразователь П - это некоторая методика или формализованный алгоритм, или машинный алгоритм преобразования входа технологической операции в ее выход. Соответственно используются ручные, автоматизированные и автоматические методы реализации преобразователей. Для формализации преобразователей используются математические модели, эвристические правила, блок-схемы, псевдокоды.

Ресурсы R - набор людских, компьютерных, временных и финансовых средств, которые позволяют выполнить технологическую операцию. Причем проектировщики могут быть специалистами разной квалификации. Наличие тех или иных ресурсов существенно сказывается на характере применяемой технологии проектирования. Например, выделение сетевых компьютерных ресурсов позволяет осуществлять коллективную разработку ЭИС различными группами проектировщиков с распараллеливанием выполнения технологических операций.

Средства проектирования S - это специальный вид ресурса, включающий методические и программные средства выполнения технологической операции. Если преобразователь является ручным, то средство проектирования представляет методику выполнения работы и в описании ТО дается ссылка на соответствующий бумажный или электронный документ. Если преобразователь является автоматизированным или автоматическим, в описании ТО указывается ссылка на название и описание программного средства, а также руководство по его эксплуатации, причем для автоматизированных преобразователей руководство по эксплуатации в большей степени должно быть ориентировано на методику работы проектировщика с помощью данного программного средства.

На основе отдельных технологических операций строится технологическая сеть проектирования (ТСП), под которой понимается взаимосвязанная по входам и выходам последовательность технологических операций проектирования, выполнение которых приводит к достижению требуемого результата - созданию проекта ЭИС [93].

На ТСП технологические операции графически связываются по общим входам и выходам, когда выход одной ТО является входом другой ТО (рис. 2.4).

Технологические сети проектирования могут строиться с различной степенью детализации. Наиболее детализированная ТСП, в которой каждая технологическая операция является ручной, называется канонической. Каноническая ТСП наиболее пригодна для проектировщиков-исполнителей, для которых ТСП является руководством по проектированию ЭИС. Вместе с тем каноническая ТСП всего проекта редко используется в полном объеме, скорее различные категории проектировщиков-исполнителей пользуются относящимися к их компетенции фрагментами канонической сети.

Рис. 2.4. Технологическая сеть проектирования

Для укрупнения ТСП применяются технологические операции-агрегаты, которым соответствуют фрагменты канонической ТСП. Например, ТО Проектирование схемы базы данных декомпозируется на ряд взаимосвязанных ТО: Нормализация таблиц, Установление связей, Отображение в схеме DDL СУБД и т.д.

Для различных категорий участников и разработчиков проекта ЭИС требуется различная степень агрегации-детализации ТСП. Наименее детализированная ТСП нужна заказчикам, для которых она представляет набор взаимосвязанных технологических этапов со входами, соответствующими предоставляемой разработчикам информации, и выходами, соответствующими получаемым проектным документам. Для руководителей проектов технологические операции, как правило, соответствуют календарным работам с четкими сроками сдачи и документальными результатами. В принципе для этих категорий пользователей ТСП может быть преобразована в традиционный сетевой график. На этом уровне представления ТСП могут не указываться отдельные ресурсы или средства проектирования.

Для взаимодействующих проектировщиков-исполнителей очень важно отражение в ТСП связей по входу-выходу, поскольку для качественного выполнения любой технологической операции необходимо точное выполнение требований по входу, соответствующему выходу другой ТО. Для конкретного проектировщика-исполнителя относящаяся к его компетенции технологическая операция-агрегат всегда может быть раскрыта в виде фрагмента канонической сети.

При использовании средства автоматизированного проектирования проектировщик-исполнитель может пользоваться технологическими операциями-агрегатами, объединяющими фрагменты канонической ТСП. Для таких ТО обязательно задается ссылка на используемое средство проектирования. Причем если средство проектирования является комплексным, то указываются конкретный компонент (функция, модуль, опция и т.д.) или компоненты этого средства.

Вместе с тем в техническом описании средства проектирования полезно иметь ТСП его применения, чтобы понять функциональные возможности этого средства. Так, если ТСП программы автоматизации проектирования схемы базы данных не полностью соответствует требуемой канонической схеме проектирования (например, отсутствует операция нормализации таблиц), то проектировщики либо выберут из универсума другое средство проектирования, либо нормализацию будут выполнять вручную, а отображение в схему DDL - с помощью программы.

Технологические сети проектирования могут иметь вариантный характер построения. Например, ТСП проектирования выходных форм отчетов зависит от средства проектирования, выбор которого, в свою очередь, определяется сложностью отчетов. Для правильного выбора средства проектирования из универсума вводится специальная технологическая операция, которая сопоставляет параметры требований (например, число степеней, итоги отчетов, многотабличность формы, многофайловость базы данных и др.) с аналогичными параметрами средства проектирования. В зависимости от выбранного средства проектирования далее выбирается конкретная ветка ТСП. Например, если в универсуме средств проектирования есть только генератор отчетов, работающий с одним файлом, то в технологическую сеть потребуется ввести технологическую операцию проектирования выходного файла. Если ни одно из средств проектирования не подходит, то проектирование осуществляется в соответствии с канонической сетью проектирования.

Вопросы для самопроверки

1. Что включает в себя технология проектирования ЭИС?

2. Что такое технологический процесс проектирования ЭИС?

3. Что такое технологическая операция проектирования ЭИС?

4. Каковы требования к технологии проектирования ЭИС?

5. Что такое методология проектирования ЭИС?

6. Что понимается под организацией проектирования ЭИС?

7. Как классифицируются методы проектирования ЭИС?

8. Какие признаки характеризуют каноническое проектирование ЭИС?

9. Какие признаки характеризуют автоматизированное проектирование ЭИС?

10. Какие признаки характеризуют типовое проектирование ЭИС?

11. Что такое индустриальное проектирование ЭИС?

12. Как классифицируются средства проектирования ЭИС?

13. Какие стадии входят в жизненный цикл ЭИС?

14. Чем отличаются системный анализ и системный синтез?

15. Каковы требования к проектированию ЭИС?

16. Какие существуют модели жизненного цикла ЭИС?

17. Как формально определяется технологическая операция проектирования?

18. Как строится технологическая сеть проектирования ЭИС?