Автоматизация проектирования ЭИС

 

Рассмотренные выше стандарты этапов создания автоматизированных систем позволяют выделить три стадии проектирования. Это - предпроектный анализ (ПА), позволяющий разработать технико-экономическое обоснование (ТЭО) и техническое задание (ТЗ), технический проект (ТП) и рабочий проект (РП).

Автоматизированные системы появились практически с первыми ЭВМ и прошли достаточно долгий путь развития. Опыт их создания показал, что все стадии проектирования являются чрезвычайно трудоемкими. Поэтому, естественно, не прекращаются работы по созданию методов и средств автоматизации проектирования ЭИС. Сформировались четыре подхода к автоматизации процессов создания проектных решений: элементный, подсистемный, объектный и модельный. Элементный подход предполагает использование типовых проектных решений по отдельным функциональным задачам управления. Подсистемный подход использует накопленный опыт разработок по проектированию функциональных подсистем (планирования, учета, анализа и т.д.). При объектном подходе используются типовые решения для целого класса объектов (например, ЭИС консервным комбинатом, ЭИС предприятием). К сожалению, эти подходы оказались малоэффективными, т.к. требуют значительных доработок, связанных с непохожестью конкретного реального предприятия на „типовое“, к которому привязаны типовые проектные решения. Кроме того, первые три подхода позволяют ускорить только третью стадию создания ЭИС - рабочее проектирование. Самыми же трудоемкими стадиями являются предпроектный анализ и техническое проектирование.

Модельный подход

Модельный подход к автоматизации проектирования ЭИС является наиболее перспективным и базируется на тех же принципах, что и автоматизированная информационная технология. Это позволяет модельный подход рассматривать как информационную технологию автоматизации проектирования ЭИС, поскольку автоматизация любого процесса, будь то проектирование или управление, предполагает наличие контура информационной технологии.

Сутью модельного подхода является последовательное преобразование управления: от общей математической модели управления до алгоритмической модели решаемой функциональной задачи [39]. На рис.7.13 приведена укрупненная схема такой последовательной декомпозиции и преобразования моделей в процесс проектирования ЭИС.

 

Рис 7.13. Последовательность преобразования моделей

 

Основой здесь является общая математическая модель управления (ОММУ), отражающая критерий и целевую функцию управления с учетом налагаемых на объект управления ограничений. В результате предпроектного анализа (ПА) общая модель управления декомпозируется на частные математические модели управления (ЧММУ) объектом, отражающие частные задачи управления и их цели. Техническое проектирование (ТП) включает в себя концептуальное (КП) и логическое проектирование (ЛП). Концептуальный проект позволяет из частных моделей управления создать содержательный образ (концептуальную модель (КМ)) проектируемой автоматизированной системы, а результатом логического проектирования являются алгоритмические модели (АМ) решаемых в системе задач управления. Физическое проектирование (ФП) дает рабочий проект (РП) программно-аппаратной реализации информационной технологии в ЭИС.

Такая последовательность преобразований моделей может быть реализована процессами и средствами информационной технологии. На физическом уровне автоматизированное проектирование ЭИС производится проектировщиком с помощью АРМ, включающего компьютер с соответствующим базовым и проблемно-ориентированным программным обеспечением.

Последовательность автоматизированного проектирования информационной технологии в ЭИС показана на рис.7.14.

Общая математическая модель управления объектом является базой для разработки модели предметной области (МПО), отображаемой комплексом функциональных задач управления (КФЗ). Выделенные из общей модели управления частные модели представляются отдельными функциональными задачами, что является основным результатом предпроектного анализа. Концептуальное проектирование осуществляется на основе созданных частных моделей управления, содержание которых позволяет разработать концепции организации информационных процессов (КОП) и создать концептуальную модель системы управления. Содержательная (концептуальная) модель системы в процессе логического проектирования формализуется моделями информационных процессов (МИП) и моделями решаемых задач (МРЗ), преобразуемых затем в алгоритмические модели. Заключительным этапом логического проектирования является разработка алгоритмов (А) решения вычислительных задач (ВЗ), являющихся отображением функциональных задач на уровне данных. Физическое проектирование, результирующим документом которого является рабочий проект, состоит в разработке обеспечивающих подсистем (Опс) (программного, технического, организационного и т.д. обеспечения).

Рис 7.14. Последовательность автоматизированного проектирования

при модельном подходе

 

Изложенный модельный подход к автоматизированному проектированию организационных систем управления нашел отражение в технологиях проектирования, называемых на Западе CASE технологиями.

CASE - технологии

CASE-технология явилась ответом на ряд серьезных трудностей, возникших при разработке и эксплуатации компьютерных систем [2]. Учитывая неудачу многих проектов, заказчики стремились получить хорошо проработанное обоснование проекта с тестированным программным обеспечением. Однако они не всегда предоставляли разработчикам необходимую информацию, справедливо относя её к разряду коммерческой тайны, да и сама организация информационных потоков постоянно менялась по мере расширения деятельности предприятия. В результате осуществление проектов затягивалось, и созданные программно-аппаратные комплексы начинали работать в условиях, когда требования предприятия к ним изменялись. Применялся и иной подход. Компьютерный комплекс разрабатывался и вводился в эксплуатацию в короткие сроки специализированной фирмой при полном взаимодействии с заказчиком. Это обеспечивало создание работоспособного комплекса, но из-за отсутствия необходимой документации, задержки с обучением персонала и многочисленных „недоделок“, особенно в программном обеспечении, эксплуатация комплекса попадала в полностью зависимость от разработчиков и происходила в условиях постоянных сбоев и потребности в дополнительных затратах на переделки и усовершенствования.

Для выхода из сложившейся ситуации была разработана CASE-технология, поддерживающая проектирование, выбор технологии, архитектуры и написание программного обеспечения. CASE (Computed Aided Software Enginering) - система конструирования программ с помощью компьютера. Разработчик с её помощью описывает предметную область; входящие в нее объекты, их свойства; связи между объектами и их свойствами. В результате формируется модель, описывающая основных участников системы, из полномочия, потоки финансовых и иных документов между ними. В ходе описания создается электронная версия проекта, которая распечатывается и оперативно передается для согласования всем участникам проекта как рабочая документация.

В процессе создания проекта выделяют следующие этапы:

- формирование требований, разработка и выбор варианта концепции системы;

- разработка и утверждение технического задания на систему;

- „эскизный“ и технический проекты с описанием всех компонентов и архитектуры системы;

- рабочее проектирование, в процессе которого разрабатываются и отлаживаются программы; описание структуры базы данных; создание документации на поставку и установку технических средств;

- ввод в действие, включающий установку и включение аппаратных средств, инсталлирование программного обеспечения, загрузку баз данных, тестирование системы, обучение персонала;

- эксплуатация системы, включающая сопровождение программных средств и всего проекта, поддержку и замену аппаратных средств.

CASE-технология сформировалась в процессе интеграции опыта и новых возможностей, появившихся у разработчиков компьютерных систем. Начало этому процессу положили компиляторы и интерпретаторы с алгоритмических языков, затем к ним присоединились средства тестирования программ, их отладки и средства генерации отчетов. Для обмена информацией в проектных организациях и обеспечения оперативного доступа к создаваемой документации были разработаны средства информационной поддержки и управления проектом. С появлением инструментария описания концепции проектов в моделируемом учреждении была создана система проектирования, которая поддерживает все технологические этапы проекта, обеспечивает его документирование и согласованную работу групп разработчиков, как со стороны заказчика, так и со стороны исполнителя.

В настоящее время существует множество CASE-систем, различающихся по степени компьютерной поддержки этапов разработки проектов. Часть из них обеспечивает только графическое представление функций подразделений учреждения и потоков информации между ними, в других автоматизирован процесс описания баз данных и составления некоторых программ или их частей.

В основе CASE-технологии лежит процесс выявления функций отдельных элементов систем и информационных потоков. Каждое рабочее место описывается как технологический модуль, в котором происходит преобразование информации. Каждому модулю устанавливается механизм, в соответствии с которым он изменяет находящиеся в нем данные и функции в зависимости от управляющих параметров и информации, получаемых от оператора или других модулей. Модуль системы может передавать информацию, может управлять функциями другого модуля. Для связанных между собой функциональных блоков устанавливают механизм, описывающий правила их взаимодействия. В конечном итоге составляется полная модель системы, которая может быть рассчитана на бумаге с внесением всех необходимых пояснений и спецификаций.

Описание информационных потоков в учреждении во многих CASE-системах производится с помощью ER-модели (Entiti - Relationalship - модель „сущность - связь“). Порядок построения такой модели и используемые при этом абстракции определяет CASE-метод, без освоения которого CASE-технология не может быть применена в полном объеме. Учитывая дороговизну CASE-систем, российские специалисты, усвоив CASE-метод, создают свои инструментальные средства для описания ER-моделей и описания баз данных.

В процессе построения ER-моделей CASE-система проверяет соответствующие программы на непротиворечивость, что позволяет на разных этапах проектирования выявлять ошибки и не допускать некачественное моделирование баз данных и написание программ, исправление чего на последующих этапах затруднительно и требует значительных материальных затрат.

С помощью средств описания ER-модели создается графическое изображение информационных потоков, а также словарь проекта, который включает в себя упорядоченную информацию о функциях и связях участников системы. Проектировщик-системщик может использовать для описания „своих“ объектов атрибуты, уже содержащиеся в словаре. Информация словаря может быть распечатана и превращена в часть документации проекта.

Инструменты CASE-технологии позволяют на основе ER-модели генерировать описание (таблицы), диалоговые процедуры, а также средства вывода данных и довести проект до стадии тестирования и опытной эксплуатации. Этот инструмент применяется и в дальнейшем для внесения изменений в проект.

Основные достоинства CASE-технологии: повышение производительности труда программистов на несколько порядков, возможность формализовать документирование и администрирование проектов, минимизация ошибок и несовершенства программного обеспечения конечных пользователей, ускорение обучения персонала и использования программного обеспечения в полном объеме, постоянное обновление и модернизации пользовательских программ.

Наиболее известной в России в настоящее время является CASE-система Oracle, позволяющая создавать приложения на базе одноименной СУБД. В ее основе лежит CASE-метод проектирования сети „сверху-вниз“ - от наиболее общих решений к частным. Этапы в Oracle выглядят следующим образом:

- выработка стратегии;

- анализ объекта;

- проектирование;

- реализация;

- внедрение;

- эксплуатация.

ER - модель строится на этапе анализа объекта, а СУБД создается на этапе проектирования.

CASE-система Oracle состоит из инструментальных средств CASE*Dictionary (для графического представления модулей предметной области), CASE*Generator - для автоматического генерирования программных модулей.

Ожидается, что средства компьютерной поддержки процесса проектирования будут быстро развиваться, обеспечивая генерацию все большего объема инструкций программ конечных пользователей, повысится производительность труда программистов и проектировщиков, качество самих продуктов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Нарисуйте и объясните блок-схему организационной структуры предприятия.

2. Назовите фазы управления предприятием, объясните и покажите их взаимосвязь.

3. Нарисуйте схему состава и взаимосвязей моделей и задач управления предприятием.

4. Перечислите и объясните состав функциональных задач и моделей фазы планирования.

5. Какие задачи решаются в фазе учёта и какие математические модели применяются для их решения?

6. Опишите задачи и модели фазы анализа.

7. Какие функциональные задачи подлежат решению в фазе регулирования? Какие методы и модели применяются?

8. Нарисуйте и объясните концептуальную схему информационной технологии на предприятии, как совокупности информационных процессов.

9. Нарисуйте схему топологии компьютерной сети предприятия. Объясните с её помощью автоматизированный процесс управления предприятием.

10. Сформулируйте организационно-экономическую постановку задачи автоматизации учета труда и его оплаты.

11. Назовите перечень функций подлежащих автоматизации в учете труда и его оплаты.

12. Назовите наиболее известные программные комплексы предназначенные для автоматизации учета труда и его оплаты.

13. Каковы особенности обработки информации по учету денежных средств.

14. Приведите укрупненную технологическую схему обработки информации по учету кассовых и банковских операций.

15. Назовите основные функции главного меню по учету денежных средств.

16. Назовите содержание базы данных по учету денежных средств.

17. Назовите особенности и последовательность заполнения справочников по учету денежных средств.

18. Назовите последовательность обработки информации по учету денежных средств.

19. Назовите выходные машинограммы при обработке информации по учету денежных средств.

20. Сформулируйте постановку задачи по автоматизации учета произведенных запасов.

21. Назовите содержание главного меню по учету товарно-материальных ценностей.

22. Каково содержание базы данных при автоматизации учета товарно-материальных ценностей?

23. Назовите порядок обработки информации при реализации ТМЦ.

24. Назовите выходные машинограммы при обработке информации по учету ТМЦ.

25. Назовите классификацию основных средств, которая используется при создании базы данных (справочников).

26. Назовите укрупненную схему технологического процесса обработки информации по учету основных средств.

27. Назовите функции обработки информации, реализуемые в главном меню, и как они выполняются.

28. Назовите, какие функции программа выполняет при автоматизации движения основных средств.

29. Как осуществить на ПК функцию оприходования?

30. Как произвести на ПК передачу основных средств от одного материально-ответственного лица другому?

31. Как осуществить функцию списания основных средств?

32. Перечислите выходные машинограммы, получаемые при автоматизации учета ОС?

33. Назовите особенности обработки информации по сводному синтетическому учету.

34. Какие функции необходимо выполнить при обработке информации по программе „АРМ - Главная книга“?

35. Назовите последовательность технологического процесса обработки информации по получению Главной книги.

36. Назовите выходные машинограммы при обработке информации по ППП „АРМ - Главная книга“.

37. уйте назначение и содержание шахматки.

38. Как осуществить на компьютере закрытие счетов бухгалтерского учета?

39. Нарисуйте и объясните блок-схему организационной структуры предприятия.

40. Что такое и для чего нужна офисная информационная технология? Расскажите о поколениях офисной технологии.

41. На каких программно-аппаратных средствах может быть реализована единая среда обмена сообщениями (unified messaging)?

42. Расскажите о назначении и задачах этапа обследования и анализа и разработки технического задания.

43. Как организуется этап разработки технического проекта?

44. Что такое рабочий проект ЭИС и как организуется этап рабочего проектирования?

45. Расскажите об этапе внедрения спроектированной ЭИС.

46. Чем определяется экономическая эффективность ИТ?

47. Изложите стандарты технологических стадий и этапов создания ЭИС.

48. Как проводится упрощенное эскизное проектирование ИТ решения частных задач управления?

49. Какие существуют подходы к автоматизации проектирования ЭИС?

50. В чем состоит суть модельного подхода к автоматизации проектирования ЭИС?

51. Нарисуйте и объясните схему модельного проектирования ЭИС.

52. Как модельный подход реализуется в CASE-технологиях?