Жизненный цикл ИО, проектирование ИО

Жизненный цикл – интервал от принятия решения о создании системы до момента снятия её с эксплуатации.

Рассмотрение вопросов проектирования эффективных баз данных целесообразно начать с обзора жизненного цикла автоматизированных информационных систем.

Типичная автоматизированная информационная система включает следующие компоненты [7].

§ База данных.

§ Программное обеспечение базы данных.

§ Прикладное программное обеспечение.

§ Аппаратное обеспечение, в том числе устройства хранения.

§ Персонал, использующий и разрабатывающий систему.

База данных является фундаментальным компонентом информационной системы, а ее разработку и использование следует рассматривать с точки зрения самых широких требований организации. Таким образом, жизненный цикл ИС неотъемлемо связан с жизненным циклом лежащей в основе базы данных.

Жизненный цикл любой сложной системы и, безусловно, ИС, основанной на базе данных, обычно состоит из нескольких этапов:

Состоит из стадий:

1) Анализ: обследование объекта автоматизации.

- Определение состава информации, необходимого для деятельности

- Определяется состав, функции системы

- Выбирается концепция построения системы

2) Проектирование:

а) Данные: может выполняться последовательность шагов.

- инфологическое проектирование – определение состава и структуры информации.

- даталогическое проектирование – определение состава и структуры данных.

- физическое проектирование: реализация в конкретном формате.

- внешнее проектирование: указывается определенному пользователю работа с конкретными таблицами; разграничение доступа к БД, в зависимости от пользователя.

б) Программное обеспечение:

- функциональное моделирование системы

- определение структуры ПО

- определение диалогов с пользователем и с внешней средой

- спецификации программных модулей

в) Комплекс технических средств (КТС):

- определение технической структуры

- выбор технических средств

г) Организационные вопросы: работа с людьми.

- определение организационной структуры

- планирование обучения и поддержки персонала

3) Реализация:

- реализация структуры базы

- заполнение отладочной информации

- реализация и отладка ПО или конфигурирование и настройка

- реализуется КТС

- проводится интегрированная отладка

- создание организационной структуры

- обучение персонала

4) Эксплуатация:

- ввод, актуализация и использование данных

- контроль доступа

- контроль за использованием данных: пользователю с данными работать можно, но идет запись действий пользователя

- контроль целостности данных: сбойные, аварийные ситуации

- модернизация и развитие системы

В соответствии с ГОСТ 34.601-90 Автоматизированные системы в стадии создания определены следующие стадии создания автоматизированных систем:

- формирование требований (пункт 1, см.выше)

- разработка концепций (пункт 1)

- техническое задание (между 1 и 2)

- эскизный проект (пункт 2)

- технический проект (пункт 2)

- рабочая документация (пункт 3)

- сопровождение (пункт 4)

Общепризнанным является тот факт, что указанные этапы не являются строго последовательными, а подразумевают повторы предыдущих этапов с помощью циклов обратной связи. Процесс разработки БД является итеративным, предполагает многократные возвраты и анализ полученных результатов с целью максимально адекватного описания предметной области. Для реализации жизненного цикла используются следующие модели (показаны наиболее очевидные циклы обратной связи, хотя это множество не является окончательным):

1) каскадная модель: стадии выполняются последовательно, по завершению определяется полная документация, возврат на предыдущие этапы не рассматривается.

Достоинства:

- простота

- однократное оформление информации

- полная информация для следующей стадии

Недостатки:

- не полностью определены требования (требования могут измениться по ходу)

- длительное время ввода

- не равномерная загрузка исполнителей

2) каскад с возвратом (возможно переопределение требований):

- можно вернуться и подправить систему

- увеличивается время запуска (потеря дополнительного времени при возврате)

- растет не равномерность загрузки

3) итерационная модель:

- определяем требования к системе

- выполняется разбиение на отдельные части

- проектирование и реализация производится по частям

- возможно параллельное выполнение нескольких итераций

Достоинства:

- улучшение загрузки

- уменьшение времени запуска системы

4) эволюционная модель:

Если бы в ИС существовал только поток регламентированных запросов и не ожидалось развитие системы, то можно было бы определить границы ПО и осуществить проектирование исходя из анализа содержания всей совокупности запросов пользователей – это так называемый подход к проектированию «от запросов пользователей».

Базы данных, спроектированные по такому подходу, могут объединять все данные, необходимые для решения одной или нескольких прикладных задач, и обычно называются прикладными БД.

Наличие потока произвольных по содержанию запросов и развитие автоматизированных информационных систем во времени не позволяют в полной мере использовать подход от запросов. В этом случае необходим подход, позволяющий выполнить прогноз смыслового содержания ожидаемой совокупности произвольных запросов. Таким является подход, называемый «от реального мира». С помощью экспертов определяются границы предметной области – состав объектов, их свойства и отношения с учетом развития системы, и затем проектируется модель. Этот подход базируется на предположении, что произвольные запросы пользователей соответствуют тематической направленности ИС.

Такие БД объединяют данные, относящиеся к какой-либо предметной области (например, финансам, обучению, торговле и т.п.) и называются предметными БД (соотносящимся с предметами организации, а не с ее информационными приложениями).

Подход «от реального мира» предпочтительно использовать в качестве основного, подход «от запросов пользователей» – для уточнения границ предметной области.

Предметные БД создают основу для обработки неформализованных, изменяющихся и неизвестных запросов и приложений (приложений, для которых невозможно заранее определить требования к данным). Такая гибкость и приспосабливаемость позволяет создавать на основе предметных БД достаточно стабильные информационные системы.

Основная цель проектирования БД -это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте.