Структура среды информационной системы

Обобщенная структура любой ИС может быть представлена двумя взаимодействующими частями:

• функциональная часть, включающая прикладные программы, которые реализуют функции прикладной области;

· среда или системная часть, обеспечивающая исполнение прикладных программ.

С этим разделением тесно связаны две группы вопросов стандартизации:

· стандарты интерфейсов взаимодействия прикладных программ со средой ИС, прикладной программный интерфейс (Application Program Interface - API);

· стандарты интерфейсов взаимодействия самой ИС с внешней для нее средой (External Environment Interface - EEI).

Эти две группы интерфейсов определяют спецификации внешнего описания среды ИС - архитектуру, с точки зрения конечного пользователя, проектировщика ИС, прикладного программиста, разрабатывающего функциональные части ИС.

Спецификации внешних интерфейсов среды ИС и, как будет видно далее, спецификации интерфейсов взаимодействия между компонентами самой среды, - это точные описания всех необходимых функций, служб и форматов определенного интерфейса. Совокупность таких описаний составляет эталонную модель открытых систем (Reference Open System Model).

Эта модель используется более 20 лет и определяется системной сетевой архитектурой (SNA), предложенной IBM в 1974 году. Она основана на разбиении вычислительной среды на семь уровней, взаимодействие между которыми описывается соответствующими стандартами и обеспечивает связь уровней вне зависимости от построения уровня в каждой конкретной реализации (рис. 2.1). Основным достоинством этой модели является детальное описание связей в среде с точки зрения технических устройств и коммуникационных взаимодействий. Вместе с тем она не принимает в расчет взаимосвязь с учетом мобильности прикладного программного обеспечения.

Рис. 2.1. Семиуровневая модель взаимодействия информационных систем

Эталонная модель среды открытых систем (OSE/RM) определяет разделение любой информационной системы на приложения (прикладные программы и программные комплексы) и среду, в которой эти приложения функционируют. Между приложениями и средой определяются стандартизованные интерфейсы (API), которые являются необходимой частью профилей любой открытой системы. Кроме того, в профилях ИС могут быть определены унифицированные интерфейсы взаимодействия функциональных частей друг с другом и интерфейсы взаимодействия между компонентами среды ИС.

2.3.3. Модель создания информационной системы

Методологически важно наряду с рассмотренными моделями среды ИС предложить модель создания ИС, которая имела бы те же аспекты функциональных групп компонентов (пользователи, функции, данные, коммуникации). Такой подход обеспечит сквозной процесс проектирования и сопровождения на всех стадиях эксплуатации ИС, а также возможность обоснованного выбора стандартов на разработку систем и документирование проектов.

Рис. 2.2. Онтологическое поле современной компании

Определение "компания" является сложной онтологической (понятийной) структурой, состоящей из определенной совокупности сущностей и взаимосвязей (рис.2.2). Взаимодействия между ее элементами, определяемые бизнес-логикой и закрепленные в наборе бизнес-правил, и являются деятельностью компании. Информационная система "отражает" логику и правила, организуя и преобразуя информационные потоки, автоматизирует процессы работы с данными и информацией и визуализирует результаты в виде наборов отчетных форм. Поэтому для начала следует создать бизнес-модель предприятия, являющуюся отображением предприятия и его информационно-управляющей системы. При создании модели формируется "язык общения" руководителей предприятия, консультантов, разработчиков и будущих пользователей, позволяющий выработать единое представление о том, ЧТО и КАК должна делать система управления предприятием (корпоративная система управления).

Такая бизнес-модель - осязаемый результат, с помощью которого можно максимально конкретизировать цели внедрения ИС и определиться со следующими параметрами проекта:

· основные цели бизнеса, которые можно достичь посредством автоматизации процессов;

• перечень участков и последовательность внедрения модулей ИС;
• фактическая потребность в объемах закупаемого программного и аппаратного обеспечения;
• реальные оценки сроков развертывания и запуска ИСУ;
• ключевые пользователи ИС и уточненный список членов команды внедрения;

· степень соответствия выбранного вами прикладного программного обеспечения специфике бизнеса вашей компании.

В основе модели всегда лежат бизнес-цели предприятия, полностью определяющие состав всех базовых компонентов модели:

• бизнес-функции, описывающие, что делает бизнес;
• основные, вспомогательные и управленческие процессы, описывающие, как предприятие выполняет свои бизнес-функции;
• организационно-функциональную структуру, определяющую, где исполняются бизнес-функции и бизнес-процессы;
• фазы, определяющие, когда (и в какой последовательности) должны быть внедрены те или иные бизнес-функции;
• роли, определяющие, кто исполняет бизнес-функции и кто является "хозяином" бизнес-процессов;

· правила, определяющие связь и взаимодействие между всеми что, как, где, когда и кто.

После построения бизнес-модели (или параллельно с этим) можно приступать к формированию модели проектирования, реализации и внедрения самой ИС (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Формирование модели проектирования, реализации и внедрения самой ИС

Опыт создания и использования «заказных» ИС позволяет условно выделить следующие основные этапы их жизненного цикла:

• определение требований к системе и их анализ - определение того, что должна делать система;
• проектирование - определение того, как система будет делать то, что она должна делать; проектирование - это прежде всего спецификация подсистем, функциональных компонентов и способов их взаимодействия в системе;
• разработка - создание функциональных компонентов и отдельных подсистем, соединение подсистем в единое целое;
• тестирование - проверка функционального соответствия системы показателям, определенным на этапе анализа;
• внедрение - установка и ввод системы в действие;
• функционирование - штатный процесс эксплуатации в соответствии с основными целями и задачами ИС;
• сопровождение - обеспечение штатного процесса эксплуатации системы на предприятии заказчика.

Определение требований к системе и анализ являются первым этапом создания ИС, на котором требования заказчика уточняются, согласуются, формализуются и документируются. Фактически на этом этапе дается ответ на вопрос: «Для чего предназначена и что должна делать информационная система?». Именно здесь лежит ключ к успеху всего проекта.

Целью системного анализа является преобразование общих, расплывчатых знаний об исходной предметной области (требований заказчика) в точные определения и спецификации для разработчиков, а также генерация функционального описания системы. На этом этапе определяются и специфицируются:

• внешние и внутренние условия работы системы;
• функциональная структура системы;
• распределение функций между человеком и системой, интерфейсы;
• требования к техническим, информационным и программным компонентам системы;
• требования к качеству и безопасности;
• состав технической и пользовательской документации;
• условия внедрения и эксплуатации.

Разработка перечисленных выше спецификаций при создании ИС, предназначенной для автоматизации управленческих процессов, в общем случае проходит четыре стадии.

Первая стадия анализа - структурный анализ предприятия - начинается с исследования того, как организована система управления предприятием, с обследования функциональной и информационной структур системы управления, определения существующих и возможных потребителей информации.

По результатам обследования аналитик на первой стадии анализа выстраивает обобщенную логическую модель исходной предметной области, отображающую ее функциональную структуру, особенности основной деятельности и информационное пространство, в котором эта деятельность осуществляется (рис. 2.4). На этом материале аналитик строит функциональную модель «Как есть» (As Is).

Вторая стадия работы, к которой обязательно привлекаются заинтересованные представители заказчика, а при необходимости и независимые эксперты, состоит в анализе модели «Как есть», выявлении ее недостатков и узких мест, определении путей совершенствования системы управления на основе выделенных критериев качества.

Третья стадия анализа, содержащая элементы проектирования, - создание усовершенствованной обобщенной логической модели, отображающей реорганизованную предметную область или ее часть, которая подлежит автоматизации - модель «Как должно быть» (As To Be).

Рис. 2.4. Схема обследования предприятия

Заканчивается процесс (четвертая стадия) разработкой «Карты автоматизации», представляющей собой модель реорганизованной предметной области, на которой обязательно обозначены «границы автоматизации».

В большинстве случаев модель «Как есть» улучшается системным аналитиком за счет устранения очевидных несоответствий и узких мест, а полученный таким образом вариант модели рассматривается в дальнейшем в качестве предварительной модели «Как должно быть», которая впоследствии дополняется в соответствии со стратегией развития предприятия (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Стадии построения модели информационной системы

На стадии анализа требований к проектируемой системе вводятся:

· классы пользователей и соответствующие диаграммы бизнес-транзакций;

• модели (диаграммы) процессов прикладной деятельности и соответствующие перечни функциональных задач ИС;
• классы объектов предметной области и соответствующие диаграммы «сущность-связь», отражающие информационную модель этой предметной области;
• топология расположения подразделений и пользователей, обслуживаемых данной ИС;
• параметры защиты данных, информации и самой системы.

Основным документом, отражающим результаты работ первого этапа создания ИС, является техническое задание на проект (разработку), содержащее, кроме вышеперечисленных определений и спецификаций, также сведения об очередности создания системы, сведения о выделяемых ресурсах, директивных сроках проведения отдельных этапов работы, организационных процедурах и мероприятиях по приемке этапов, защите проектной информации и т. д.

Следующий этап - проектирование. В реальных условиях проектирование - это поиск, моделирование способа разработки, который удовлетворяет требованиям функциональности системы средствами имеющихся технологий с учетом заданных начальных условий и ограничений. Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта. Основная задача любого успешного проекта заключается в том, чтобы на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации можно было обеспечить:

· требуемую функциональность системы и степень адаптации к изменяющимся условиям ее функционирования;

• требуемую пропускную способность системы и минимальное время реакции системы на запрос;
• безотказную работу системы в требуемом режиме, готовность и доступность системы для обработки запросов пользователей;
• простоту эксплуатации и сопровождения системы;
• необходимую безопасность данных и права доступа пользователей.

Производительность и надежность являются главными факторами, определяющими эффективность системы. Хорошее проектное решение служит основой высокопроизводительной системы.

Проектирование информационных систем охватывает три основные области:

· проектирование структур данных, которые будут реализованы в базе данных;

• проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;
• проектирование конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры, параллельной обработки, распределенной обработки данных и т. п.

На основе результатов системного анализа на стадии предварительного проекта разрабатываются:

• проект программно-аппаратной реализации, проект пользовательских интерфейсов и технологии работы пользователей в системе;
• архитектура распределенной системы и спецификации телекоммуникационной сети;

· модели (диаграммы) потоков данных;

· функциональные блок-схемы прикладного и системного программного обеспечения (последние - в соответствии с принятыми моделями среды ИС и профилями стандартов).

Стадия предварительного проекта может предусматривать прототипирование фрагментов, важных с точки зрения пользователя, для проверки их соответствия требованиям на ранней фазе разработки.

На стадии детального проектирования разрабатываются:

• комплексы функциональных программ ИС и проект реализации среды ИС;
• структуры данных, средства ведения баз данных;
• сетевые адреса, протоколы телекоммуникаций и другие компоненты среды обмена информацией, включаемые в состав проектируемой ИС;
• правила разграничения доступа пользователей и средства их реализации.

Стадия реализации ИС предусматривает разработку и тестирование компонентов и комплексное тестирование системы.

Стадия эксплуатации и сопровождения предусматривает контроль функционирования, внесение требуемых изменений в информационную базу в процессе текущей работы и модернизацию функций ИС силами прикладных специалистов с помощью инструментальных средств, встроенных в систему.

Этапы разработки, тестирования, внедрения, эксплуатации и сопровождения ИС объединяются термином реализация. Реализация ИС является чрезвычайно сложным многоаспектным процессом, осуществляемым на базе совокупностей (профилей) гармонизированных международных стандартов, спецификаций и соглашений. Такая практика является залогом того, что создаваемая информационная система будет реализована как "открытая система". Иными словами, такая ИС будет масштабируема, мобильна, переносима, обладать дружественными интерфейсами и т. д.

Жизненный цикл ИС формируется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит спирально-итерационный характер. Реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением дополнительных ограничений и т.п. На каждом этапе жизненного цикла порождается определенный набор технических решений и документов, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, принятые на предыдущем этапе. Жизненный цикл ИС заканчивается, когда прекращается ее программное и техническое сопровождение.