Методические средства информационных технологий

Для большинства технологий характерной чертой их развития является стандартизация и унификация.

Стандартизация – нахождение решений для повторяющихся задач и достижение оптимальной степени упорядоченности.

Унификация – относительное сокращение разнообразия элементов по сравнению с разнообразием систем, в которых они используются.

Если в области традиционного материального производства уже давно сложилась система формирования и сопровождения стандартов, то в области информационных технологий многое предстоит сделать.

Главная задача стандартизации в рассматриваемой области – создание системы нормативно-справочной документации, определяющей требования к разработке, внедрению и использованию всех компонентов информационных технологий. На сегодняшний день в области информационных технологий наблюдается неоднородная картина уровня стандартизации. Для ряда технологических процессов характерен высокий уровень стандартизации (например, для транспортирования информации), для других – он находится в зачаточном состоянии.

Многообразные стандарты и подобные им методические материалы упорядочим по следующим признакам:

1.По утверждающему органу:

• официальные международные стандарты;

• официальные национальные стандарты;

• национальные ведомственные стандарты;

• стандарты международных комитетов и объединений;

• стандарты фирм-разработчиков;

• стандарты «де-факто».

2. По предметной области стандартизации:

• функциональные стандарты (стандарты на языки программирования, интерфейсы, протоколы, кодирование, шифрование и др.);

• стандарты на фазы развития (жизненного цикла) информационных систем (стандарты на проектирование, материализацию, эксплуатацию, сопровождение и др.).

В зависимости от методического источника в качестве стандартов могут выступать метод, модель, методология, подход. Следует отметить, что указанные стандарты обладают разной степенью обязательности, конкретности, детализации, открытости, гибкости и адаптируемости.

В качестве примера рассмотрим ряд стандартов различного уровня.

Международный стандарт ISO/OSI разработан международной организацией по стандартизации (International Standards Organization – ISO), предназначен для использования в области сетевого информационного обмена, представляет эталонную семиуровневую модель, известную как модель OSI (Open System Intercongtction – связь открытых систем). Первоначально усилия были направлены на разработку структуры (модели) протоколов связи цифровых устройств. Основная идея была связана с разбиением функций протокола на семь различных категорий (уровней), каждый из которых связан с одним более высоким и с одним более низким уровнем (за исключением самого верхнего и самого нижнего). Идея семиуровневого открытого соединения состоит не в попытке создания универсального множества протоколов связи, а в реализации «модели», в рамках которой могут быть использованы уже имеющиеся различные протоколы. В последнее время достигнут значительный прогресс в реализации различных типов протоколов, о чем говорит успешное функционирование многих сетей передачи данных, например, Интернета.

Международный стандарт ISO/IEC 12207:1995-08-01 – базовый стандарт процессов жизненного цикла программного обеспечения, ориентированный на различные его виды, а также типы информационных систем, куда программное обеспечение входит как составная часть. Разработан он в 1995 г. объединенным техническим комитетом ISO/IEC JTC1 «Информационные технологии, подкомитет SC7, проектирование программного обеспечения» и включает описание основных, вспомогательных и организационных процессов.

Основные процессы программного обеспечения:

• процесс приобретения, определяющий действия покупателя, приобретающего информационную систему, программный продукт или его сервис;

• процесс поставки, регламентирующий действия поставщика, снабжающего указанными выше компонентами;

• процесс разработки, определяющий действия разработчика принципов построения программного изделия;

• процесс функционирования, определяющий действия оператора, обслуживающего информационную систему в интересах пользователей, и включающий помимо требований инструкции по эксплуатации консультирование пользователей и организацию обратной связи с ними;

• процесс сопровождения, регламентирующий действия персонала по модификации программного продукта, поддержке его текущего состояния и функциональной работоспособности.

Вспомогательные процессы регламентируют документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификацию, аттестацию, совместную оценку, аудит.

Степень обязательности для организации, принявшей решение о применении ISO/IEC 12207, обусловливает ответственность в условиях торговых отношений за указание минимального набора процессов и задач, требующих согласования с данным стандартом.

Стандарт содержит мало описаний, направленных на проектирование баз данных, что объясняется наличием отдельных стандартов по данной тематике.

ГОСТ 34 в качестве объекта стандартизации рассматривает автоматизированные системы различных видов и все виды их компонентов, в том числе программное обеспечение и базы данных. Стандарт в основном рассматривает проектные документы, что отличает его от стандарта ISO/IEC 12207. В структуре стандарта выделяют стадии и этапы разработки автоматизированных систем (АС).

Рассмотрим их краткую характеристику.

1. Формирование требований к АС:

• обследование объекта и обоснование необходимости создания АС;

• формирование требований пользователя к АС;

• оформление отчета о выполненной работе и заявки на разработку АС (тактико-технического задания).

2. Разработка концепции АС:

• изучение объекта;

• проведение необходимых научно-исследовательских работ;

• разработка вариантов концепции АС, удовлетворяющей требованиям пользователя;

• оформление отчета о выполненной работе.

3. Техническое задание:

• разработка и утверждение технического задания.

4. Эскизный проект:

• разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям;

• разработка документации на АС и ее части.

5. Технический проект:

• разработка проектных решений по системе и ее частям;

• разработка документации на АС и ее части;

• разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и/или технических требований (технических заданий) на их разработку;

• разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации.

6. Рабочая документация:

• разработка рабочей документации на систему и ее части;

• разработка или адаптация программ.

7. Ввод в действие:

• подготовка объекта автоматизации к вводу АС в действие;

• подготовка персонала;

• комплектация АС поставляемыми изделиями (программными, техническими и информационными средствами);

• строительно-монтажные работы;

• пусконаладочные работы;

• предварительные испытания;

• опытная эксплуатация;

• приемочные испытания.

8. Сопровождение АС:

• выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами;

• послегарантийное обслуживание.

ГОСТ 34 содержит обобщенную понятийную и терминологическую систему, общую схему разработки, общий набор документов. В настоящее время обязательность выполнения ГОСТ 34 отсутствует, поэтому его используют в качестве методической поддержки.

Методика Oracle CDM (Custom Development Method) является развитием ранее разработанной версии Oracle CASE-Method, известной по использованию Designer/2000. Она ориентирована на разработку прикладных информационных систем под заказ. Структурно построена как иерархическая совокупность этапов, процессов и последовательностей задач.

Этапы:

• стратегия (определение требований);

• анализ (формирование детальных требований);

• проектирование (преобразование требований в спецификации);

• реализация (разработка и тестирование приложений);

• внедрение (установка, отладка и ввод в эксплуатацию);

• эксплуатация (поддержка, сопровождение, расширение).

Процессы:

• RD – определение производственных требований;

• ES – исследование и анализ существующих систем;

• ТА – определение технической архитектуры;

• DB – проектирование и построение базы данных;

• MD – проектирование и реализация модулей;

• CV – конвертирование данных;

• DO – документирование;

• ТЕ – тестирование;

• TR – обучение;

• TS – переход к новой системе;

• PS – поддержка и сопровождение.

Процессы состоят из последовательностей задач, причем задачи разных процессов взаимосвязаны ссылками.

Методика не предусматривает включение новых задач, удаление старых, изменение последовательности выполнения задач. Методика необязательна, может считаться фирменным стандартом.

В связи с широким использованием в настоящее время объектной технологии большой интерес представляет CORBA (Common Object Request Broker Architecture) – стандарт в виде набора спецификаций для промежуточного программного обеспечения (middleware) объектного типа. Его автором является международный консорциум OMG (Object Management Group), объединяющий более 800 компаний (IBM, Siements, Microsoft, Sun, Oracle и др.). OMG разработал семантический стандарт, включающий 4 основных типа:

• объекты, моделирующие мир (студент, преподаватель, экзамен);

• операции, относящиеся к объекту и характеризующие его свойства (дата рождения студента, пол и др.);

• типы, описывающие конкретные значения операций;

• подтипы, уточняющие типы.

На основе этих понятий OMG определил объектную модель, спецификацию для развития стандарта CORBA, постоянно развиваемую. В настоящее время CORBA состоит из 4 основных частей:

• Object Request Broker (посредник объектных запросов);

• Object Services (объектные сервисы);

• Common Facilities (общие средства);

• Application and Domain Interfaces (прикладные и отраслевые
интерфейсы).

Параллельно с CORBA корпорацией Microsoft был разработан стандарт COM/DCOMB (Component Object Model/Distributed СОМ), предназначенный для объединения мелких офисных программ. Основным недостатком данного стандарта была ориентация на Windows и Microsoft. Корпорация Microsoft долгое время не присоединялась к OMG и развивала собственный стандарт. Однако жизнь заставила приступить к мирным переговорам. OMG взаимодействует с другими центрами стандартизации: ISO, Open Group, WWW консорциум, IEEE и многими другими. CORBA стал неотъемлемой частью распределенных объектных компьютерных систем.

Приведенные примеры стандартов дают представление о подходах к решению проблем стандартизации.

Естественно затраты на стандартизацию могут сделать проектные работы по внедрению информационных технологий более дорогостоящими, однако эти затраты с лихвой окупаются в процессе эксплуатации и развития системы, например при замене оборудования или программной среды.

Таким образом, стандартизация является единственной возможностью обеспечения порядка в бурно развивающихся информационных технологиях.

По аналогии с современным строительством, когда дома строят из блоков или панелей, программные приложения реализуются из компонентов. Под компонентом в данном случае понимают самостоятельный программный продукт, поддерживающий объектную идеологию, реализующий отдельную предметную область и обеспечивающий взаимодействие с другими компонентами с помощью открытых интерфейсов. Такая технология направлена на сокращение сроков разработки программных приложений и обеспечение гибкости внедрения. В плане реализации подобной технологии естественным является переход от стандартизации интерфейсов к стандартизации компонентов. Для унификации этого процесса необходимы метастандарты проектирования бизнес-процессов, которые формулируют основные установочные концепции. На первый взгляд, бизнес-процессы и информационные технологии имеют мало общего. Однако внедрение информационных технологий всегда приводит к реорганизации бизнеса. Потому методики моделирования бизнеса имеют много общего с проектированием информационных систем. Здесь может быть выстроена следующая цепочка: предметная область – бизнес-модель – модель информационной системы – технологическая модель – детальное представление – функционирование системы.

Среди стандартов проектирования бизнес-процессов можно отметить следующие: семейство стандартов IDEF (Integration Definition for Function), RUP (компании Rational Software), Catalysis (компании Computer Associates). Каждый из этих стандартов базируется на исходных понятиях. Например, в стандарте IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling) такими понятиями являются:

• «Работа» (Fctivity) – для обозначения действия;

• «Вход» (Input), «Выход» (Output), «Управление» (Control), «Механизм» (Mechanism) – для обозначения интерфейсов.

Использование стандартов проектирования бизнес-процессов позволяет унифицировать процесс абстрагирования и формализации представления предметной области. Мощным методологическим средством в этой области является концепция CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support). Русскоязычный термин, отражающий специфику CALS – компьютерное сопровождение процессов жизненного цикла изделий (КСПИ). Выделяют следующие основные аспекты данной концепции:

• компьютеризация основных процессов создания информации;

• интеграция информационных процессов, направленная на совместное и многократное использование одних и тех же данных;

• переход к безбумажной технологии организации бизнес-процессов.

В методологии CALS (КСПИ) существуют две составные части: компьютеризированное интегрированное производство (КИП) и интегрированная логистическая поддержка (ИЛП).

В состав КИП входят:

• системы автоматизированного проектирования конструкторской и технологической документации САПР-К, САПР-Т, CAD/CAM);

• системы автоматизированной разработки эксплуатационной документации (ETPD – Electronic Technical Develoment);

• системы управления проектами и программами (РМ);

• системы управления данными об изделиях (PDM – Project Data Managent);

• интегрированные системы управления (MRP/ERP/SCM).

Система интегрированной логистической поддержки (ИЛП) предназначена для информативного сопровождения бизнес-процессов на послепроизводственных стадиях жизненного цикла изделий от разработки до утилизации. Целью внедрения ИЛП является сокращение затрат на хранение и владение изделием. В состав ИЛП входят:

• система логистического анализа на стадии проектирования (Logistics Suuport Analysis);

• система планирования материально-технического обеспечения (Order Administration, Invoicing);

• электронная эксплуатационная документация и электронные каталоги;

• система поддержки эксплуатации и др.

Важной составляющей (КСПИ) является электронная подпись (ЭЦП). Современный электронный технический документ состоит из двух частей: содержательной и реквизитной. Первая содержит необходимую информацию, а вторая включает аутентификационные и идентификационные сведения, в том числе из обязательных атрибутов – одну или несколько электронных подписей.

Развитие CALS (КСПИ) связано с созданием виртуального предприятия, которое создается посредством объединения на контрактной основе предприятий и организаций, участвующих в жизненном цикле продукции и связанных общими бизнес-процессами. Информационное взаимодействие участников виртуального предприятия реализуется на базе хранилищ данных, объединенных через общую корпоративную или глобальную сеть.

Значительный прогресс достигнут в области стандартизации пользовательского интерфейса. Среди множества интерфейсов выделим следующие классы и подклассы: символьный (подкласс – командный); графический (подклассы – простой, двухмерный, трехмерный); речевой; биометрический (мимический); семантический (общественный).

Выделяют два аспекта пользовательского интерфейса: функциональный и эргономический, каждый из которых регулируется своими стандартами. Один из наиболее распространенных графических двумерных интерфейсов WIMP поддерживается следующими функциональными стандартами: ISO 9241-12-1998 (визуальное представление информации, окна, списки, таблицы, метки, поля и др.); ISO 9241-14-1997 (меню); ISO 9241-16-1998 (прямые манипуляции); ISO/IES 10741-1995 (курсор); ISO/IES 12581-(1999 – 2000) (пиктограммы).

Стандарты, затрагивающие эргономические характеристики, являются унифицированными по отношению к классам и подклассам:

ISO 9241-10-1996 (руководящие эргономические принципы, соответствие задаче, самоописательность, контролируемость, соответствие ожиданиям пользователя, толерантность к ошибкам, настраиваемость, изучаемость);

ISO/IES 13407-1999 (обоснование, принципы, проектирование и реализация ориентированного на пользователя проекта);

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119-2000 (требования к практичности, понятность, обозримость, удобство использования);

ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93 (практичность, понятность, обучаемость, простота использования).

Оценивая вышеприведенные стандарты, необходимо подчеркнуть, что эффективность является критерием функциональности интерфейса, а соответствие пользовательским требованиям – критерием эргономичности.

Помимо общей формализации информационных технологий, рассмотренной выше, в настоящее время большое внимание уделяется разработке внутрикорпоративных стандартов. Для унификации процесса формирования внутрикорпоративных стандартов используется единая технология их проектирования, содержащая следующую последовательность работ: определение дерева задач (оглавление стандарта); определение типовых форм для каждой задачи; назначение исполнителей; разработка матрицы ответственности; разработка календарного графика; описание входящих и выходящих показателей; составление глоссария терминов.

Контрольные вопросы

1. В чем назначение унификации и стандартизации?

2. Какие основные процессы программного обеспечения охвачены современными стандартами?