Автоматизация проектирования ЭИС

 

Рассмотренные выше стандартные этапы создания информационных систем позволяет выделить три стадии их проектирования. Это предпроектный анализ (ПА), позволяющий разработать технико-экономическое обоснование 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 (планирование, учет, анализ и т.д.). При объектном подходе используются типовые решения для целого класса объектов (например, ЭИС консервного комбината, ЭИС предприятия). 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, эти подходы ускоряют только третью стадию создания ЭИС – рабочее проектирование. Самыми же трудоемкими стадиями являются предпроектный анализ и техническое проектирование, где используют модельный подход.

Модельный подход

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

Суть модельного подхода состоит в последовательном преобразовании управления: от общей математической модели управления до алгоритмической модели решаемой функциональной задачи. На рис. 3.12. приведена укрупненная схема такой последовательной декомпозиции и преобразования моделей в процессе проектирования ЭИС.

 

Рис. 3.12. Общая схема последовательности преобразования моделей

 

Основной здесь является общая математическая модель управления (ОММУ), отражающая критерий и целевую функцию управления с учетом налагаемых на объект управления ограничений. В результате предпроектного анализа 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 (ЛП) проектирование. 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 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. 3.13.

 

 

Рис. 3.13. Схема последовательности автоматизированного проектирования ЭИС при модельном подходе

 

Общая математическая модель управления объектом является базой для разработки модели предметной области (МПО), отображаемой комплексом функциональных задач (КФЗ) управления. 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), преобразуемые затем в алгоритмические модели. Заключительный этап логического проектирования – разработка алгоритмов (А) решения вычислительных задач (ВЗ), отображающих функциональные задачи на уровне данных. Физическое проектирование, в результате которого создается рабочий проект, состоит в разработке обеспечивающих подсистем (Опс) – программного, технического и организационного обеспечения.

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

CASE -технологии

CASE -технология стала ответом на ряд серьезных трудностей, возникших при разработке и эксплуатации компьютерных систем. 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 ее 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 полностью в 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 (Computer Aided Software Engineering – система конструирования программ с помощью компьютера), поддерживающая проектирование, выбор технологии и архитектуру, а также написание программного обеспечения. Разработчик с ее помощью описывает предметную область; входящие в нее объекты, их свойства; связи между объектами и их свойствами. В результате формируется модель, описывающая основных участников системы, их 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;

· разработка эскизного и технического проектов с описанием всех компонентов и архитектуры системы;

· рабочее проектирование. предполагающее разработку и отладку программы; описание структуры базы данных; создание документации на поставку и установку технических средств;

· ввод в действие системы, предусматривающий 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 формировалась 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 добавились 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 CASE-систем, различающихся по степени компьютерной поддержки этапов разработки проектов. В одних системам обеспечена 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 в соответствие механизм, который изменяет находящиеся в модуле данные и функции в зависимости от управляющих параметров, и информацию, получаемую 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 проводится с помощью ER-модели (Entiti-Relationship – модель "сущность – связь"). Порядок построения такой модели и используемые при этом абстракции определяются CASE-методом, 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 баз данных.

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

С помощью средств описания ER-модели создаются 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, содержащиеся в словаре проекта. 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. Эти инструменты применяются 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 разработка более совершенного программного обеспечения конечных пользователей, ускорение обучения персонала и использование программного обеспечения в полном объеме, постоянное обновление и модернизация пользовательских программ.

Наиболее известной в России в настоящее время является CASE-система Oracle, позволившая создавать приложения на базе одноименной СУБД. В ее основе лежит CASE-метод проектирования сети "сверху вниз" – от наиболее общих решений к частным. Этапы в системе Oracle: выработка стратегии; анализ объекта; проектирование; реализация; внедрение; эксплуатация.

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

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

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

 


ü Основные специфические особенности информации, обусловливающие ее отличие от других видов ресурсов: неубывающая потенциальная эффективность; тиражируемость и многократность использования; неаддитивность, некоммутативность и неассоциативность; куммулятивность; зависимость фактической реализуемости и эффективности от степени использования информации.

ü Информацию (в основном документальную) принято делить на входящую и исходящую. В зависимости от сроков хранения различают постоянную, условно-постоянную (иногда обновляемую) и переменную (регулярно изменяющуюся). Разделяют информацию и по уровням управления (заводская, внутризаводская, цеховая, внутрицеховая), по характеру деятельности (конструкторско-технологическая, бухгалтерская, учетно-отчетная, плановая, и т.п.). В автоматизированных системах информационное обеспечение делят на машинное (в памяти ЭВМ) и внемашинное.

ü Информационные системы могут быть разделены на документальные, фактографические и документально-фактографические.

ü  По степени автоматизации АСУ и АИС делят на ручные, автоматизированные и автоматические. К ручным системам относятся такие, в которых все функции по сбору, передаче, обработке информации и принятия решений выполняются человеком. В автоматизированных системах управления ТС используются для сбора, передачи, обработки информации и выдачи управленческих решений; окончательное решение принадлежит человеку. В автоматических системах ТС выполняет весь комплекс заранее предписанных действий. Управляющая информация непосредственно передается исполнительным механизмам, регулируя их работу без участия человека. За человеком остается функция контроля за исправностью ТС.

ü По характеру взаимодействия системы и внешней среды различают закрытые и открытые системы. Закрытые системы изолированы от окружающей среды, все процессы, кроме энергетических, замыкаются только внутри самой системы. Открытые системы активно взаимодействуют с внешней средой, что позволяет им сохранить высокий уровень организованности и развиваться в сторону увеличения своей сложности.

ü По сложности системы делятся на простые, сложные и очень сложные или большие.

ü Типы АСУ и АИС: автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), системы организационного или административного управления (АСОУ), автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР).

ü По степени использования технических средств (ТС) человеком для принятия управленческих решений АСУ и АИС делят на информационные, в которых обеспечивается сбор и частичная систематизация первичной информации, и управляющие, которые кроме этого обеспечивают выработку некоторых управленческих решений, передающихся непосредственно исполнительным механизмам по заранее заданным программам.

ü Информационные системы в свою очередь делят на информационно-справочные, которые выполняют задачу обеспечения руководства необходимыми справочными данными по запросам, и информационно-советующие, в которых кроме сбора, передачи и обработки информации подготавливаются рекомендации, используемые при принятии решений.

ü Управляющие системы делят на информационно-управляющие (например, система сетевого планирования и управления), управляющие системы с запрограммированными командами, в которых решаются задачи регулирования (например, АСУТП), самонастраивающиеся и самообучающиеся системы, способы функционирования которых меняются в зависимости от воздействия внешней среды.

ü Классификация систем, используемых в экономике: системы электронной обработки данных или просто системы обработки данных (СОД) предназначены для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются, известны алгоритмы, ведущие к решению задач; система поддержки принятия решений (СППР) используется для решения а режиме диалога плохо структурированных задач, для которых характерна неполнота входных данных, частичная ясность целей и ограничений; экспертные системы (ЭС) основываются на моделировании процесса принятия решения человеком-экспертом с использованием компьютера и разработок в области искусственного интеллекта. ЭС основываются на использовании не только данных и информации, но и знаний, но не включают в себя математических моделей, улучшающих принимаемое человеком решение; информационные системы мониторинга (ИСМ) предназначены для целей контроля за деятельностью фирмы, обеспечивая высшие звенья управления важной укрупненной информацией.

ü Информационное обеспечение (ИО) составляют методы и средства преобразования внешнего представления данных в машинное, описания хранимой и обрабатываемой информации и последующего преобразования данных из машинного представления во внешнее. Это внутримашинное обеспечение.

ü Классификация является результатом упорядоченного распределения объектов заданного множества на подмножества есть система классификации.

ü Техническое обеспечение (ТО) представляет собой комплекс технических средств, применяемых для функционирования систем обработки данных.

ü Программное обеспечение (ПО) – это совокупность программных средств системы обработки данных и документов, необходимых для эксплуатации этих программ.

ü Лингвистическое обеспечение (ЛО) составляет совокупность терминов и языковых средств, используемых в ЭИС (ЛО иногда включают в ПО), а организационное обеспечение – совокупность мероприятий, регламентирующих функционирование ЭИС (методики, должностные инструкции и др.).

ü Структура ФЧ определяется на основе анализа целей и функций системы управления, для обеспечения деятельности которой создается ЭИС, и включает подсистемы и задачи, выбранные для автоматизации, т.е. ФЧ определяет как бы цели и основные функции ЭИС.

ü Структура ОЧ включает виды обеспечения (организационное, техническое, программное, лингвистическое, и др.), необходимые для реализации подсистем и задач ФЧ ЭИС, т.е. ОЧ представляет собой как бы средство для достижения целей ЭИС.

ü Функциональная подсистема – это часть системы, выделенная по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам управления.

ü Организационное обеспечение объединяет в единую систему техническое, программное и информационное обеспечение.

ü Под информационным обеспечением в настоящее время принято понимать совокупность данных, языковых средств описания данных, программных средств обработки информационных массивов, а также процедур и методов их организации, хранения, накопления и доступа к ним, обеспечивающих выдачу всей необходимой информации в процессе решения задач, а также справочной информации.

ü Программное обеспечение (ПО) включает в себя программные средства и документацию, необходимую для эксплуатации этих программных средств.

ü Декомпозиция ЭИС может осуществляться по разным признакам, поскольку ЭИС является сложной и, следовательно, многофункциональной.

ü Под проектированием автоматизированных ЭИС понимается процесс разработки технической документации, связанной с организацией системы получения и преобразования исходной информации в результатную, т.е. с организацией информационной технологии.

ü Обследование – это изучение и диагностический анализ существующей системы обработки информации.

ü Технический проект системы – это техническая документация, утвержденная в установленном порядке, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритм решения задач, а также оценку экономической эффективности АСУ и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

ü Рабочий проект – техническая документация, утвержденная в установленном порядке, содержащая уточненные данные и детализированные общесистемные проектные решения. программы и инструкции по решению задач, а также уточненную оценку экономической эффективности АСУ и уточненный перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению. 

 

1. Расскажите об основных видах информационных систем.

2. Расскажите об основных видах и формах информационного обеспечения предприятий и других экономических объектов. Каковы основные признаки классификации информационных систем?

3. Приведите классификацию автоматизированных систем научно-технической информации (АСНТИ).

4. Как делятся информационно-поисковые системы (ИПС) по видам структур?

5. Назовите основные виды информационных систем, используемых в экономике.

6. Что входит в состав обеспечивающей части ЭИС? Что входит в состав функциональной части ЭИС?

7. Что входит в понятие "информационное обеспечение"? Какова роль информации в ЭИС?

8. Что входит в состав технического обеспечения ЭИС?

9. Назначение и задачи этапа обследования, анализа и разработки технического задания. Как организуется этап разработки технико-экономического проекта?

10.  Что такое рабочий проект ЭИС и как организуется этап рабочего проектирования? Расскажите об этапе внедрения спроектированной ЭИС.

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




Дата: 2018-12-28, просмотров: 145.