Жизненный цикл ЭИС
на различных стадиях жизненного цикла)
Совокупность стадий и этапов, которые проходит ЭИС в своем развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения функционирования системы, называется жизненным циклом ЭИС.
Т.е. в жизненном цикле ЭИС выделяют: 1) этапы разработки и 2) период эксплуатации системы.
Разработка (проектирование) ЭИС – процесс составления описания еще не существующей системы на разных языках и с различной степенью детализации, в ходе которого осуществляется оптимизация проектных решений.
Проектирование ЭИС – трудоемкий, длительный и динамический процесс. Технологии проектирования, применяемые в настоящее время, предполагают поэтапную разработку системы. Этапы по общности целей могут объединяться в стадии.
Проектирование разделяется на проектные операции. Проектная операция включает выбор проектных решений и позволяет определить значения параметров, характеризующих БД, вычислительную систему и программное обеспечение.
Этапами проектирования являются:
· обоснование создания ЭИС,
· разработка технического задания,
· техническое и рабочее проектирование,
· ввод ЭИС в действие.
Процесс эксплуатации обычно через некоторые периоды времени прерывается стадиями модификации системы.
Стадия эксплуатации – период стабильного функционирования ЭИС, не требующий изменения ранее принятых проектных решений.
Стадия модификации – процесс корректировки проектных решений по отдельным компонентам ЭИС.
Детальное описание работ на стадии проектирования включает в себя следующие действия:
1. Обследование предметной области:
· границы предметной области и возможности ее расширения,
· перечень объектов предметной области,
· информационные потребности пользователей,
· необходимые процессы обработки данных с указанием их периодичности,
· ЭВМ, на которой предполагается реализовать ЭИС,
· требования к функционированию ЭИС, частота поступления и корректировки информации, методы обеспечения ее достоверности.
Результатом обследования предметной области должно быть техническое задание на разработку системы.
2. Определение объектов и их атрибутов.
Для каждого объекта и процесса необходимо:
· выделить идентифицирующие свойства и провести нормализацию,
· определить количество экземпляров каждого объекта и рост этой величины во времени,
· определить методы вычислений производных показателей на основе значений исходных показателей.
3. Установление структурных связей между объектами и процессами (для организации на этой основе всех запросов). Разработка структуры БД, проверка ее корректности и полноты.
4. Определение технологии работы ЭИС, т.е. определение порядка сбора, контроля и хранения данных, определение форматов ввода-вывода данных, установление объемных и временных характеристик выдачи информации, установление правил работы всех групп пользователей.
5. Выбор ЭВМ и программных средств (программного и аппаратного обеспечения) для реализации ЭИС:
¾ операционная система;
¾ процессор;
¾ объем оперативной памяти;
¾ СУБД;
¾ оценка трудоемкости разработки программ.
6. Проверка корректности проекта и определение сроков его реализации.
Итогом перечисленных действий – технический проект ЭИС.
На стадии рабочего проектирования необходимо:
· создать описания всех компонентов БД,
· разработать экранные формы и системы меню для всех групп пользователей,
· разработать программы для всех приложений,
· заполнить ЭИС отладочными данными и протестировать ее,
· составить инструкции пользователей.
Стадия эксплуатации начинается с заполнения ЭИС реальными данными.
Этапы эксплуатации и модификации ЭИС поочередно меняют друг друга до тех пор, пока не наступит момент морального старения ЭИС и будет принято решение о ее ликвидации и разработке принципиально новой системы.
| Проектирование | Эксплуатация. Модификация | Утилизация | |
| ТЗ и ТП | РП | Ввод | |
| · Обследование ПО · Идентифика-ция · Структура БД · Технология · Выбор ЭВМ и СУБД · Проверка корректности | · Описание БД · Интерфейсы · Программиро-вание · Тестирование · Обучение | · Актуализация БД · Опытная эксплуатация · Авторский надзор | · Использова-ние старого проекта в новом · Использова-ние содержи-мого БД · Продажа компонентов ЭИС |
Рисунок – Жизненный цикл ЭИС:
ТЗ – техническое задание; ТП – технический проект; РП – рабочий проект; Э – эксплуатация; М – модификация
На стадии эксплуатации ЭИС требуется:
· обеспечить реорганизацию БД,
· рестарт и восстановление,
· копирование БД,
· контроль непротиворечивости БД.
Сопровождение ПО на стадии эксплуатации ЭИС осуществляет прикладной программист. Сопровождение БД реализует администратор БД. Сопровождение ВС выполняют операторы и сменные инженеры.
Важность исследования процессов модернизации ЭИС:
· стоимостные затраты на модернизацию ЭИС достигают примерно 1/3 объема эксплуатационных расходов,
· за год в ЭИС обычно меняется 10-40% первичных документов и 20-50% выходных документов.
Экономическим объектам свойственны динамичность и развитие, что непосредственно влияет на состояние ИС. Поэтому на стадии эксплуатации отслеживаются факторы, доказывающие необходимость последующей модернизации:
· изменения на объекте управления и во внешней среде (дрейф параметров предметной области),
· изменение состава рабочей нагрузки вычислительной системы, замена оборудования, рост объема файлов,
· накопление опыта работы с ЭИС,
· обнаружение проектных ошибок.
Задачи модификации ЭИС обычно рассматриваются как неперспективные и нежелательные. Эта работа считается очень простой в сравнении с проектированием ЭИС. Однако планомерная модификация БД и других компонентов ЭИС позволяет поддерживать в требуемых границах ее технические и эксплуатационные характеристики, отсрочить момент морального старения системы.
В процессе эксплуатации ЭИС производится слежение за изменением параметров ЭИС и предметной области, например, по следующим параметрам:
· информация об изменениях в системе документооборота и структуре отдельных документов,
· данные об изменениях в составе решаемых экономических задач, системе экономических показателей и методах их расчета,
· характеристики потока запросов к БД,
· оценки пользователей о качестве получаемой информации,
· информация системной мониторной программы или аналогичных средств, работающих в составе применяемых операционных систем и СУБД, сбор статистики о выполненных заданиях.
Должны также фиксироваться изменения количественных и качественных характеристик предметной области, например:
· изменения в организационной структуре экономического объекта,
· изменения в составе параметров, характеризующих объект,
· изменения в методах расчета параметров.
Отклонение текущих параметров функционирования ЭИС от нормативных, могут дать основание для проведения модификации ЭИС. Необходимо определить цель модификации ЭИС и методы, ведущие к достижению цели. Анализ собранной информации докажет (или опровергнет) целесообразность применения конкретного метода модификации.
Рисунок – Взаимозависимость действий на стадиях
эксплуатации и модификации ЭИС
| Спецификация – документ, подробно перечисляющий условия, которым должен соответствовать изготовляемый или заказываемый предмет. Для ИТ (при разработке профилей открытых систем) существуют архитектурные спецификации и уровень базовых спецификаций (функциональные возможности ЭИС, структуры данных и документов, язык баз данных и многое другое, задокументированное в строго регламентированной форме). |
Цели модификации ЭИС можно разделить на шесть больших групп:
· исправление проектных ошибок,
· улучшение эксплуатационных характеристик ЭИС,
· адаптация к изменениям в предметной области,
· разработка нового приложения,
· обеспечение совместимости с другими ИС,
· перенос БД в новую аппаратно-программную среду.
Конкретные методы модификации ЭИС группируются по четырем направлениям:
· реструктуризация БД,
· перепрограммирование прикладных задач,
· реорганизация БД,
· настройка вычислительной системы.
Таблица – Соответствие целей и методов модификации ЭИС
| Цели модификации | Методы модификации ЭИС | |||
| Реструктури-зация | Перепрограм-мирование прикладных задач | Реоргани-зация | Настройка вычисли-тельной системы | |
| Исправление проектных ошибок | ▲ | ▲ | ▲ | |
| Улучшение эксплуатационных характеристик | ▲ | ▲ | ▲ | ▲ |
| Адаптация к изменениям в предметной области | ▲ | ▲ | ||
| Разработка нового приложения | ▲ | ▲ | ▲ | |
| Совместимость с другими ИС | ▲ | ▲ | ▲ |
Данные таблицы показывают, что автономные операции над БД (реструктуризация и реорганизация) не могут быть эффективно использованы для целей модификации без одновременного совершенствования ВС и ПО.
Большинство процедур модификации ЭИС могут производиться без прекращения стадии эксплуатации. Однако необходим контроль всех компонентов ЭИС (БД, вычислительной системы, программных средств) после проведения каких-либо усовершенствований.
Таким образом, суть содержания жизненного цикла разработки ЭИС в различных подходах одинакова и сводится к выполнению следующих стадий:
1. Планирование и анализ требований (предпроектная стадия) – системный анализ.
Исследование и анализ существующей ИС, определение требований к создаваемой ЭИС, оформление технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на разработку ЭИС.
2. Проектирование (техническое проектирование, логическое проектирование). Разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций (функциональная архитектура) и состава обеспечивающих подсистем (системная архитектура), оформление технического проекта ЭИС.
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 ЭИС, обучение персонала, поэтапное внедрение ЭИС в эксплуатацию по подразделениям экономического объекта, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях ЭИС.
5. Эксплуатация ЭИС (сопровождение, модернизация). Сбор рекламаций и статистики о функционировании ЭИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации ЭИС и её выполнение (повторение стадий 2-5).
Часто второй и третий этапы объединяют в одну стадию, называемую техно-рабочим проектированием или системным синтезом. На рисунке представлена обобщенная блок-схема жизненного цикла ЭИС. Рассмотрим основное содержание стадий и этапов на представленной схеме.
Системный анализ.
О сновные цели процесса:
· сформулировать потребность в новой ЭИС (идентифицировать все недостатки существующей ЭИС);
· выбрать направление и определить экономическую целесообразность проектирования ЭИС.
Блок 1 – начало системного анализа ЭИС. Результат этапа – выявление основных недостатков существующей ЭИС, на основе которых формируется блок 2.
Блок 2. Результат этапа – создание технико-экономического обоснования проекта.
Блок 3 – осуществляется на основе выбора программно-технических средств. Результат этапа – ТЗ на проект, в котором отражаются технические условия и требования к ЭИС, а также ограничения на ресурсы проектирования.
Рисунок – Обобщенная технологическая схема ЖЦ ЭИС
Системный синтез.
Этот процесс предполагает:
· разработать функциональную архитектуру ЭИС, которая отражает структуру выполняемых функций;
· разработать системную архитектуру выбранного варианта ЭИС, то есть состав обеспечивающих подсистем;
· выполнить реализацию проекта.
Блок 4 – этап по составлению функциональной архитектуры (совокупность функциональных подсистем и связей между ними), наиболее значим с точки зрения качества всей последующей разработки.
Блок 5 – Построение системной архитектуры (СА) на основе ФА предполагает:
· выделение элементов и модулей информационного, технического, программного обеспечения и других обеспечивающих подсистем,
· определение связей по информации и управлению между выделенными элементами
· разработку технологии обработки информации.
Блок 6 – физическое проектирование системы – разработка инструкций пользователям и программ, создание информационного обеспечения, включая наполнение баз данных.
Блоки 7-10 – внедрение разработанного проекта (опытное и промышленное).
Блок 7 – этап опытного внедрения – проверка работоспособности элементов и модулей проекта, устранении ошибок на уровне элементов и связей между ними.
Блок 9 – этап сдачи в промышленную эксплуатацию – организация проверки проекта на уровне функций и контроля соответствия его требованиям, сформулированным на стадии системного анализа.
Блоки 11-12 – эксплуатация и сопровождение проекта – выполняются этапы эксплуатации проекта системы и модернизации проекта ЭИС.
Рассмотренная схема жизненного цикла ЭИС условно включает в свой состав только основные процессы, реальный набор которых и их разбиение на этапы и технологические операции в значительной степени зависят от выбираемой технологии проектирования.
Характерные черты жизненного цикла ЭИС:
· повторяемость «системный анализ– разработка – сопровождение – системный анализ».
Это соответствует представлению об ЭИС как о развивающейся, динамической системе. При первом выполнении стадии «Разработка» создается проект ЭИС, а при повторном выполнении осуществляется модификация проекта для поддержания его в актуальном состоянии.
· наличие нескольких циклов внутри схемы.
I (блоки 1–12) – цикл первичного проектирования ЭИС;
II (блоки: 7–8, 6–7) – цикл, который возникает после опытного внедрения, в результате которого выясняются частные ошибки в элементах проекта, исправляемые начиная с 6-го блока.
III (блоки: 9–10, 4–9) – цикл, который возникает после сдачи в промышленную эксплуатацию, когда выявляют ошибки в функциональной архитектуре системы, связанные с несоответствием проекта требованиям заказчика, по составу функциональных подсистем, составу задач и связям между ними;
IV цикл (блоки: 12, 5–12) – возникает в том случае, когда требуется модификация системной архитектуры в связи с необходимостью адаптации проекта к новым условиям функционирования системы;
V цикл (блоки: 12, 1–12) – возникает, если проект системы совершенно не соответствует требованиям, предъявляемым к организационно-экономической системе ввиду того, что осуществляется его моральное старение и требуется полное перепроектирование системы.
В технологиях проектирования ЭИС модели жизненного цикла, определяющие порядок выполнения стадий и этапов, претерпевали существенные изменения.
Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:
· каскадная модель (до 70-х г.) – последовательный переход на следующий этап после завершения предыдущего;
· итерационная модель (70–80-е г.) – с итерационными возвратами на предыдущие этапы после выполнения очеред. этапа;
· спиральная модель (80–90-е годы) – прототипная модель, предполагающая постепенное расширение прототипа ЭИС.
Каскадная модель
Для нее характерна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения.
Достоинство – модель оправдывала себя в рамках решения отдельных задач по срокам разработки и надежности.
Недостаток – модель практически нереализуема при применении к сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований.
Итерационная модель
Подход к проектированию «снизу-вверх» с итерационными возвратами, что позволяет проектные решения по отдельным задачам скомплектовать в общие системные решения, при этом пересматриваются ранее сформулированные требования.
Достоинство – возможность создания комплексных ЭИС, в которых увязаны проектные решения, получаемые при реализации отдельных задач.
Недостатки:
· вследствие большого числа итераций, как правило, возникают рассогласования в выполненных проектных решениях и документации.
· запутанность функциональной и системной архитектуры созданной ЭИС, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходимость перепроектирования всей системы.
Длительный жизненный цикл разработки ЭИС заканчивается этапом внедрения, за которым начинается жизненный цикл создания новой ЭИС.
Спиральная модель
Подход к организации проектирования ЭИС – «сверху-вниз», когда сначала определяется состав функциональных подсистем, а затем постановка отдельных задач. Т.е.:
1) разработка общесистемных вопросов (организация интегрированной БД; определение технологии сбора, передачи и накопления информации);
2) разработка технологии решения конкретных задач.
В рамках комплексов задач программирование осуществляется по направлению от головных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы взаимодействия интерфейсов программных модулей между собой и с базой данных, а на второй план – реализация алгоритмов.
В основе спиральной модели жизненного цикла лежит применение прототипной технологии или RAD-технологии (R apid A pplication D evelopment – технологии быстрой разработки приложений – J. Martin. Rapid Application Development. New York: Macmillan, 1991). Согласно этой технологии ЭИС разрабатывается путем расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода.
Достоинства:
· сокращение числа итераций и, как следствие снижение ошибок и несоответствий, которые необходимо исправлять на последующих итерациях;
· ускорение темпов проектирование ЭИС;
· упрощение создания проектной документации.
Для более точного соответствия проектной документации разработанной ЭИС все большее значение придается ведению общесистемного репозитория и использованию CASE-технологий.
Жизненный цикл при использовании RAD-технологии предполагает активное участие на всех этапах разработки конечных пользователей будущей системы и включает четыре основные стадии информационного инжиниринга:
1. Анализ и планирование информационной стратегии.
Пользователи вместе со специалистами разработчиками участвуют в идентификации проблемной области;
2. Проектирование.
Пользователи принимают участие в техническом проектировании под руководством специалистов-разработчиков;
3. Конструирование.
Специалисты-разработчики проектируют рабочую версию ЭИС с использованием языков 4-го поколения;
4. Внедрение. Специалисты-разработчики обучают пользователей работе в среде новой ЭИС.
