Затонский А.В. Пособие по полному жизненному циклу информационных систем

Подождите немного. Документ загружается.

141

детали; дуальность данных и операций над ними; использование строгих

формальных правил записи; последовательное приближение к конечному

результату.

Анализ является первым этапом создания АСОИУ, на котором

требования заказчика уточняются, формализуются и документируются.

Фактически на этом этапе дается ответ на вопрос: «Что должна делать будущая

система?». Именно здесь лежит ключ к успеху всего проекта.

Структурный анализ начинается с исследования того, как организована

система управления предприятием, с обследования функциональной и

информационной структуры системы управления. По результатам

обследования аналитик на первой стадии анализа строит обобщенную

логическую модель исходной предметной области, отображающую ее

функциональную структуру, особенности основной деятельности и

информационное пространство, в котором эта деятельность осуществляется.

Используя специальную терминологию, можно сказать, что аналитик строит

модель «как есть».

Вторая стадия работы, к которой привлекаются заинтересованные

представители заказчика, а при необходимости и независимые эксперты,

состоит в анализе модели «как есть», выявлении ее недостатков и узких мест,

определение 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. Эту модель можно назвать моделью «как надо», т.е. здесь

происходит формализация системы.

Главным недостатком любого варианта функционально-модульного

подхода является однонаправленность информационных потоков и

недостаточная обратная связь. В случае изменения требований к системе это

приводит к полному перепроектированию, поэтому ошибки, наложенные на

ранних этапах, сильно сказываются на продолжительности и стоимости

разработки. Другой важной проблемой является неоднородность

информационных ресурсов, используемых в большинстве информационных

систем.

Наряду со структурным подходом существует и более мощный подход

называемый объектно-ориентированным (ООП). Эта методология создана для

проектирования больших и сложных систем и имеет ряд преимуществ перед

структурным подходом.

Основные понятия, используемые при декомпозиции предметной области

на основе ООП – объект, класс, экземпляр, атрибут, связь между объектами,

связь между атрибутами. Цель разработки объектной модели – описать

объекты, составляющие в совокупности проектируемую систему, а также

выявить и указать различные зависимости между объектами. Декомпозиция

проблемы на объекты – творческий, плохо формализуемый процесс.

142

В объектной модели должны быть отражены те понятия и объекты

реального мира, которые важны для разрабатываемой системы. В объектной

модели отражается прежде всего прагматика разрабатываемой системы, что

выражается в использовании терминологии прикладной области, связанной с

использованием разрабатываемой системы.

При выделении информационных объектов можно проследить

следующую последовательность действий:

• формирование классов, на которые можно разбить данные, подлежащие

хранению;

• присвоение уникального имени каждому классу объектов;

• выделение информационных объектов путем анализа информационных

потоков, документальных источников и интервьюирования участников

информационного взаимодействия;

• присвоение уникального имени каждому объекту данных и проверка их

синтактики и семантики;

• определение набора характеристик каждого объекта и формирование на

этой основе состава атрибутов;

• присвоение уникальных имен выбранным атрибутам;

• задание ограничений на объекты и их атрибуты (количественные

ограничения – диапазон изменения: максимальное (минимальное)

значение и др., ограничение целостности (неизменности состояния

объекта в рассматриваемом интервале времени).

В процессе отражения между состояниями взаимодействующих объектов

возникает определенная связь. Информация как результат отражения одного

объекта другим выявляет степень соответствия их состояний.

Выделяют три типа связи (рис. 20): связь «один к одному» (1:1), связь

«один ко многим» (1:М), связь «многие ко многим» (M:N).

Рис. 20. Типы связей между объектами

Связь «один к одному» (1:1) отображает однозначную зависимость между

объектами (больной Иванов лежит на койке 73 – на койке 73 лежит больной

Иванов; студент Петров имеет зачетную книжку №131056 – зачетная книжка

№131056 принадлежит студенту Петрову).

Связь «один ко многим» (1:М) или «многие к одному» (М:1) отображает

неоднозначную зависимость одного объекта по отношению к другому (больной

Больной Койка

1:1

Больной Палата

Больной Врач

M:N

Студент Зачетка

1:1

Студент Группа

Студент Преподаватель

M:N

143

Иванов лежит в палате №6 – в палате №6 лежат больные Иванов, Петров,

Сидоров, Михайлов; студент Петров учится в группе №131 – в группе №131

учатся студенты Петров, Максимов, Коробкин, Ильин, Круглова и др.).

Связь «многие ко многим» (M:N) отображает неоднозначную

зависимость объектов по отношению друг к другу (больной Иванов лечится у

врачей Соколова, Воробьева, Воронова – врач Соколов лечит больных Иванова,

Петрова, Сидорова; студент Петров посещает лекции профессоров Яшина,

Васильева, Волкова – профессор Яшин читает лекции студентам Петрову,

Максимову, Коробкину, Ильину, Кругловой и др.).

Выделение этих связей является крайне важным, так как связи 1:М и M:N

имеют внутреннюю неопределенность, что сказывается при операциях поиска и

модификации (изменения) данных. Для преодоления неопределенности на

этапе реализации логической модели требуется вводить избыточную

информацию.

Заключительной фазой анализа предметной области является

проектирование определенной информационной структуры в виде

концептуальной модели. Для построения концептуальной модели используются

операции агрегации и обобщения.

Агрегация основана на объединении информационных объектов в один

на основе семантических связей между объектами. Например, самолет типа X

перевозит груз из пункта отправления А в пункт назначения В. Используя

агрегацию создаем информационный объект РЕЙС с атрибутами «тип

самолета», «пункт отправления», «пункт назначения», «рейс самолета».

Обобщение основано на объединении родственных информационных

объектов в родовой объект. Например, объекты АВТОМОБИЛЬ, САМОЛЕТ,

КОРАБЛЬ, ВЕЛОСИПЕД, МОТОЦИКЛ объединяем в объект

ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО. Одним из атрибутов этого объекта будет

атрибут «тип транспортного средства».

Этап концептуального проектирования является специфическим, так как

здесь требуется одновременно знание особенностей предметной области и

методологии проектирования. Характерным является использование различных

моделей (модели «сущность — связь», бинарных моделей данных,

семантических сетей, инфологических моделей данных и др.). Отрицательным

моментом является неадекватность получаемых результатов, как при

использовании различных моделей, так и в рамках коллектива исполнителей.

Объектная модель имеет четыре главных элемента: абстрагирование,

инкапсуляция, модульность, иерархия. Эти элементы являются главными в том

смысле, что без любого из них модель не будет объектно-ориентированной.

Кроме главных, имеются еще три дополнительных элемента: типизация,

параллелизм, сохраняемость.

Абстракция выделяет существенные характеристики некоторого объекта,

отличающие его от всех других видов объектов и, таким образом, четко

определяет его концептуальные границы с точки зрения наблюдателя.

Инкапсуляция – это процесс отделения друг от друга элементов объекта,

определяющих его устройство и поведение; инкапсуляция служит для того,

144

чтобы изолировать контрактные обязательства абстракции от их реализации.

Модульность – это свойство системы, которая была разложена на внутренне

связные, но слабо связанные между собой модули. Иерархия – это

упорядочение абстракций, расположение их по уровням. Типизация – это

способ защититься от использования объектов одного класса вместо другого,

или по крайней мере управлять таким использованием. Параллелизм – это

свойство, отличающее активные объекты от пассивных. Сохраняемость –

способность объекта существовать во времени, переживая породивший его

процесс, и (или) в пространстве, перемещаясь из своего первоначального

адресного пространства.

Информационные технологии построения систем на основе

совмещения объектного, функционального и информационного

подходов

Как сказано выше, объектно-ориентированная технология

проектирования ИС включает в себя следующие компоненты:

• технологию конструирования концептуальной объектно-

ориентированной модели предметной области;

• инструментальные средства спецификации проектных решений;

• библиотеки типовых компонентов модели предметной области;

• типовые проектные решения для ряда функциональных областей.

В основу объектно-ориентированной технологии проектирования ИС

положены разработка, анализ и спецификация концептуальной объектно-

ориентированной модели предметной области.

Концептуальная объектно-ориентированная модель предметной области

является основой проекта и реализации системы и обеспечивает:

• необходимый уровень формализации описания проектных решений;

• высокий уровень абстрагирования, типизации и параметризации

проектных решений;

• компактность описания;

• удобство сопровождения готовой системы.

Существует методология построения систем на основе совмещения

объектного, функционального и информационного подходов, отличительными

чертами которой являются:

• наличие единого методологически обоснованного ядра, обеспечивающего

открытость технологии для модификации, расширения и создания новых

моделей представления проектных решений;

• наличие единого формального аппарата анализа проектных решений для

используемых моделей представления;

Отличительными чертами предлагаемой технологии являются:

• совместное рассмотрение информационных, материальных и финансовых

потоков;

145

• первичная и вторичная классификация объектов предметной области с

обязательным указанием оснований классификации;

• наличие конструктивных методик декомпозиции и агрегирования

компонентов проекта, использующих результаты классификации;

• наличие формальных методов оценки связности и сцепления

компонентов проекта;

• использование функциональной модели данных с атрибутами —

функциями доступа и атрибутами — категориями в качестве основы

концептуальной модели данных.

Предлагаемая технология совмещает объектный, функциональный и

информационный подходы. Используется «слабый» объектный подход,

включающий идеи классификации объектов, функциональной поддержки

объектов и наследование свойств. Как правило, в рамках данной технологии

классы в традиционном их виде конструируются на завершающих стадиях

концептуального проектирования.

Этап предпроектного исследования предметной области

Предлагается методика предпроектного обследования [42], которая

позволяет быстро и грамотно построить модель предметной области «как есть»

(AS-IS).

1. Введение

1.1.

Название организации (полное и краткое)

1.2.

Заказчик, контактное лицо, телефон, e-mail, адрес офиса

1.3.

Миссия организации (виды деятельности)

1.4.

Юридический статус

1.5.

Головная организация (если есть)

1.6.

Дочерние организации (если есть)

1.7.

Положение на рынке (основные конкуренты, аналогичные

организации, масштабы деятельности, сфера влияния, доля рынка, кол-во

клиентов, поставщиков, имущества, персонала, виды и объемы выпуска

продукции / оказания услуг).

1.8.

Основные тенденции развития организации и отрасли, сильные и

слабые стороны организации.

1.9.

Проблемы деятельности (кратко)

1.10.

Цели автоматизации, дерево целей, критерии достижения целей

(кратко)

1.11.

Границы обследования, границы планируемой автоматизации

2. Контекст (окружение)

2.1.

Контекстная диаграмма (внешние сущности)

2.2.

Основные контрагенты (поставщики, покупатели (клиенты), банк,

государственные органы, головные и дочерние организации, партнеры,

другие контрагенты)

146

2.3.

Описание контекстной диаграммы (документооборот с контрагентами с

точностью до документа)

2.4.

Недостатки и достоинства существующего положения дел, требования к

новой системе

3. Фирмы внутри холдинга (если есть)

3.1.

Организационная структура холдинга с точностью до фирмы

(диаграмма)

3.2.

Контактные лица на фирмах, телефоны, e-mail, адрес офиса

3.3.

Юридический статус каждой фирмы внутри холдинга

3.4.

Взаимоотношения каждой фирмы с головной и другими фирмами внутри

холдинга, а также с организациями вне холдинга

3.5.

Диаграмма DFD «Фирмы».

3.6.

Описание диаграммы (документооборот между фирмами холдинга и

между организациями вне холдинга с точностью до документа)

3.7.

Общие для нескольких фирм хранилища данных

3.8.

Недостатки и достоинства существующего положения дел, требования к

новой системе

4. Отделы внутри фирмы (или основные процессы на фирме)

4.1.

Организационная структура фирмы с точностью до отдела (диаграмма)

4.2.

Контактные лица в отделах, телефоны, e-mail

4.3.

Основные функции каждого отдела

4.4.

Диаграмма DFD «Отделы»

4.5.

Описание диаграммы (документооборот между отделами с точностью до

документа)

4.6.

Общие для нескольких отделов хранилища данных

4.7.

Недостатки и достоинства существующего положения дел, требования к

новой системе

5. Процессы в отделе (рабочие места, участки работ)

5.1.

Организационная структура отдела с точностью до должности

(диаграмма)

5.2.

Контактные лица сотрудников, телефоны, e-mail

5.3.

Основные функции каждого рабочего места

5.4.

Диаграмма DFD «Процессы в отделе»

5.5.

Описание диаграммы (документооборот между рабочими местами с

точностью до документа)

5.6.

Общие для нескольких рабочих мест хранилища данных

5.7.

Недостатки и достоинства существующего положения дел, требования к

новой системе

6. Функции рабочего места

6.1.

Диаграмма DFD «Функции рабочего места»

6.2.

Описание диаграммы (описание процессов, документов, хранилищ по

соответствующим методикам).

6.3.

Недостатки и достоинства существующего положения дел, требования к

новой системе

7. Детализация сложных процессов до элементарных по методике п.6

147

8. Описание существующей системы автоматизации

8.1.

Используемое и неиспользуемое техническое обеспечение, схема

локальной сети (существующая и возможная для новой системы)

8.2.

Используемое и неиспользуемое программное обеспечение, причины

неиспользования

8.3.

Недостатки и достоинства существующих автоматизированных систем

8.4.

Требования заказчика по взаимодействию с существующими

автоматизированными системами (требования по совместимости, по

обмену информацией, по переносу данных из прежних систем в новую)

8.5.

Входящие и исходящие документы для существующих

автоматизированных систем

8.6.

Структура существующих баз данных (если нужно для выполнения

требований заказчика)

9. Формулировка требований заказчика к будущей системе (внешнего

описания).

Внешнее описание ИС играет роль точной постановки задачи, решение

которой должна обеспечить разрабатываемая ИС. Более того, оно должно

содержать всю информацию, которую необходимо знать пользователю для

применения ИС. Оно является исходным документом для трех параллельно

протекающих процессов: разработки текстов (конструированию и

кодированию) программ, входящих в ИС, разработки документации по

применению ИС и разработки существенной части комплекта тестов для

тестирования ИС.

Внешнее описание ПС = определение требований

+ спецификация качества ПС

+ функциональная спецификация ПС

9.1.

Объединение всех собранных требований и их описание.

9.2.

Уточнение требований с помощью прототипов (Прототип может быть

сделан на бумаге, на диаграммах DFD, в экранных формах или может

быть показана аналогичная разработка, типовое решение. Первый

прототип должен быть сделан как можно раньше и как можно быстрее!)

9.3.

Проверка требований на непротиворечивость друг другу, согласование и

утверждение компромиссного варианта.

9.4.

Проверка каждого требования на корректность и возможность

выполнения (достаточность и определенность входной информации,

ясный алгоритм обработки информации, четкая структура выходной

информации)

10. Предложения и рекомендации по результатам проведённого

обследования.

На основании проведенных исследований, результаты которых

первоначально формулируются «на словах», разрабатываются структурные

модели.

148

Реинжениринг систем

История и основные определения

М.Хаммер и Дж.Чампи определяют реинжиниринг как «фундаментальное

переосмысление и радикальное перепроектирование бизнес-процессов

компаний для достижения коренных улучшений в основных актуальных

показателях их деятельности: стоимость, качество, услуги и темпы» [34]. Речь

идет не о небольшом усовершенствовании бизнес-процессов компаний – на 10-

100% – а о кардинальном повышении их эффективности, в десятки или даже в

сотни раз. При этом реинжиниринг рассматривается как способ выживания

современных компаний в условиях жесткой конкурентной борьбы на мировом

рынке.

Необходимость реинжиниринга связывается с высокой динамичностью

современного делового мира. Непрерывные и довольно существенные

изменения в технологиях, рынках сбыта и потребностях клиентов стали

обычным явлением, и компании, стремясь сохранить свою

конкурентоспособность, вынуждены непрерывно перестраивать

корпоративную стратегию и тактику. Реинженеринг бизнес-процессов (BPR),

переосмыслив принципы организации бизнес-процессов на основе разделения

труда, предложенные А.Смитом в «Богатстве наций», показал, что они

неадекватны современным условиям. Дело в том, что принцип разделения

труда, послуживший основой успешному развитию бизнеса в течение

последних двухсот лет, исходит из предположения об относительной

стабильности существующих технологий, а также постоянно растущем спросе

на товары и услуги, при котором потребитель не имеет широкого выбора и

довольствуется уже самим наличием продукции. Поэтому наиболее

эффективной оказалась иерархическая пирамидальная структура компаний,

организованных по функциональному признаку. Управление построено на

административно-командных принципах. При этом клиентам отводится самый

нижний уровень иерархии, где они представлены безликим «массовым

потребителем». Однако с развитием современных технологий исчезла

стабильность, а с ростом конкуренции – изменилась и роль потребителя.

Соревнование между производителями привело к дроблению массового рынка

на относительно небольшие ниши, где уже потребитель диктует свои условия

производителям, а не наоборот.

Решение проблемы – в смене основных принципов организации

компаний и в переходе к ориентации не на функции, а на процессы. Из всех

концепций менеджмента, основанных на процессах, BPR рассматривается как

наиболее эффективная, революционность которой, по мнению М. Хаммера,

обусловлена современным состоянием информационных технологий.

Например, завод «Сатурн» компании «Дженерал Моторс» открыл свою базу

данных поставщикам. Это позволило исключить фазу отправки официальных

заказов на детали – теперь поставщики сами подвозят необходимые

компоненты в запланированные сроки, поскольку им уже известны

потребности производства и график работ завода. В результате удалось

149

избавиться от трудоемкой переписки и сократить втрое число сотрудников в

отделе закупки деталей.

При классическом подходе к внедрению новой ИСУ формируются две

бизнес-модели: исходная («как есть») и целевая («как будет»). Описание

исходной модели требуется для того, чтобы идентифицировать возможные

недостатки в существующей системе управления предприятием. Выявление

недостатков начинается еще на стадии описания модели «как есть». После ее

анализа (AS-IS) необходимо построить модель «как должно быть (TO-BE)»,

которая объединяет перспективные предложения по совершенствованию

деятельности предприятия.

Причинами, вследствие которых требуется реинжениринг, могут быть:

1. Неудовлетворительное функционирование организации (системы,

подсистемы).

2. Перегрузка высшего руководства.

3. Отсутствие ориентации на перспективу.

4. Разногласия по организационным вопросам.

5. Рост масштаба деятельности.

6. Увеличение разнообразия.

7. Объединение хозяйственных субъектов (систем, подсистем).

8. Изменение технологии управления.

9. Изменение внешней экономической обстановки.

При этом можно руководствоваться основными принципами

реинжениринга:

1. Работа не должна быть самоцелью, то есть надо организовать не

выполнение работы, а достижение результата.

2. Исполнение процесса надо поручать тому, кто использует его результат.

Тогда практически пропадает необходимость руководить процессом.

3. Надо включать обработку информации в реальную работу, которая

генерирует эту информацию.

4. Надо считать географически распределенные ресурсы

централизованными, при этом использовать базы данных, сети и т.п.

5. Надо связывать параллельные работы и координировать

соответствующие действия в процессе их совершения вместо интеграции

результатов.

6. Надо помещать точку принятия решения туда, где выполняется работа, и

встраивать контроль в процесс. По мере того, как исполнители начинают

обходиться без контроля и руководства, исчезает иерархия.

7. Надо фиксировать информацию один раз – у источника.

Реинжиниринг и эффективность

Чтобы пояснить, каким образом проведение BPR повышает

эффективность работы компании, рассмотрим, как реинжиниринг изменяет

реконструируемые бизнес-процессы.

1. Несколько рабочих процедур объединяются в одну. Для

перепроектированных процессов наиболее характерно отсутствие

150

технологии «сборочного конвейера», в рамках которой на каждом

рабочем месте выполняются простые задания, или рабочие процедуры.

Выполнявшиеся различными сотрудниками, теперь они интегрируются в

одну - происходит горизонтальное сжатие процесса. Если не удается

привести все шаги процесса к одной работе, то создается команда,

отвечающая за данный процесс. Наличие в команде нескольких человек

неизбежно приводит к некоторым задержкам и ошибкам, возникающим

при передаче работы между членами команды. Однако потери здесь

значительно меньше, чем при традиционной организации работ, когда

исполнители подчиняются различным подразделениям компании,

располагающимся, возможно, на различных территориях. Кроме того,

при традиционной организации трудно, а иногда и невозможно

определить ответственного за быстрое и качественное выполнение

работы. По имеющимся оценкам, горизонтальное сжатие ускоряет

выполнение процесса примерно в 10 раз.

2. Исполнители принимают самостоятельные решения. В ходе

реинжиниринга компании осуществляют не только горизонтальное, но и

вертикальное сжатие процессов. Это происходит за счет

самостоятельного принятия решения исполнителем, в тех случаях, когда

при традиционной организации работ он должен был обращаться к

управленческой иерархии.

3. Шаги процесса выполняются в естественном порядке. Реинжиниринг

процессов освобождает от линейного упорядочивания рабочих процедур,

свойственного традиционному подходу, позволяя распараллеливать

процессы там, где это возможно.

4. Процессы имеют различные варианты исполнения. Традиционный

процесс ориентирован на производство массовой продукции для

массового рынка, поэтому он должен исполняться единообразно,

независимо от исходных условий при всех возможных входах процесса. В

наше время высокая динамичность рынка приводит к тому, что процесс

должен иметь различные версии исполнения в зависимости от

конкретной ситуации, состояния рынка и т.д. Традиционные процессы

обычно оказываются довольно сложными – они учитывают различные

исключения и частные случаи. Новые процессы, в отличие от

традиционных, ясны и просты – каждый вариант ориентирован только на

одну соответствующую ему ситуацию.

5. Работа выполняется в том месте, где это целесообразно. В традиционных

компаниях она организуется по функциональным подразделениям: отдел

заказов, транспортный отдел и т.п., и если, например, конструкторскому

отделу требуется новый карандаш, то он обращается с заявкой в отдел

заказов. Тот находит производителя, договаривается о цене, размещает

заказ, осматривает товар, оплачивает его и передает конструкторам. все

это достаточно расточительно и медленно. После проведения

реинжиниринга отделы перешли к самостоятельному заказу дешевых

товаров. Итак, реинжиниринг распределяет работу между границами