1
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Р.Б. Байдюсенов, С.Н. Боранбаев
Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева, 010008, Астана, ул. Мунайтпасова 5. E-mail: [email protected]
Введение. При разработке информационных систем важными проблемами являются организационные. Необходим анализ существующей бизнес-структуры и информационной системы, проектирование желаемой модели организации, разработка перспективного плана преобразований, назначение участников проекта, составление календарного плана, бюджетирование проекта.
В зависимости от предметной области информационные системы могут очень сильно
различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако, можно выделить ряд свойств, которые являются общими:
Информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки информации. Поэтому в основе любой из них лежит среда хранения и доступа к данным.
Информационные системы ориентируются на конечного пользователя, не обладающего высокой квалификаций в области применения вычислительной техники. Поэтому клиентское приложение информационной системы должны обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, который предоставляют конечному пользователю все необходимые для работы функции, но в то же время не дают ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.
Информационные системы можно классифицировать по следующим признакам.
1) По масштабу:
одиночные информационные системы, реализуются на автономном персональном компьютере. Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фоном, и рассчитана на работу одного пользователя или группу пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место.
групповые информационные системы, ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети.
корпоративные информационные системы, являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней.
2) По сфере применения:
Системы обработки транзакции, которые в свою очередь, по оперативности обработки данных, разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы.
Системы принятия решений, тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах:
временных, графических и др.
Информационно-справочные системы, обширный класс основан на гипертекстовых документах и мультимедиа.
Офисные информационные системы, класс нацелен на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.
3) По способу организации:
2
Системы на основе архитектуры файл-сервер. Архитектура файл-сервер не имеет сетевого разделения компонентов диалога средства представления и логики представления и использует компьютер для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса.
Системы на основе архитектуры клиент-сервер. Архитектура предназначена для решения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно.
Системы на основе многоуровневой архитектуры. Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер, позволяет повысить эффективность работы корпоративных информационных систем.
Системы на основе Интернет/Интранет – технологий. В развитии основной акцент делается на разработке инструментальных программных средств.
Разработка информационной системы основывается на реорганизации бизнес-правил, моделировании организационной структуры, проектировании баз данных и знаний, обосновании системы математических моделей, реализации пользовательского интерфейса, выборе архитектуры сети и технических средств. Разнообразие задач приводит к появлению проблем взаимодействия специалистов и необходимости согласования этапов проектирования и компонент информационной системы. При этом должно обеспечиваться единство тезауруса в рамках определенной предметной области.
Современные технологии проектирования информационных систем в некоторой мере позволяют решить перечисленные проблемы. В настоящее время используются CASE-технологии (Computer Aided Software/System Engineering), предоставляющие ряд нотаций для разработки описательных моделей.
CASE-пакет является программным продуктом, реализующим определенный подход компьютерной инженерии. Под термином CASE- средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения информационных систем, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного программного обеспечения (приложений) и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. Таким образом, использование CASE-технологий позволяет ускорить разработку информационных систем за счет решения ряда организационных проблем – взаимодействия между различными специалистами, этапами проектирования и отдельными компонентами информационной системы, создания документации, единства тезауруса и репозитория моделей.
Современные CASE-системы можно классифицировать по следующим признакам:
классификация по ориентации на процессы жизненного цикла программного обеспечения:
- средства анализа и проектирования (BPWin, Silverrun, Oracle Designer, Rational Rose, Paradigm Plus, Power Designer, System Architect);
3
- средства проектирования баз данных (средства проектирования баз данных имеются в составе таких CASE-средств, как Silverrun, Oracle Designer, Paradigm Plus, Power Designer. Наиболее известным средством, ориентированным только на проектирование баз данных, является ERWin);
- средства управления требованиями (RequisitePro, DOORS – Dynamic Object-Oriented Requirements System – динамическая объектно- ориентированная система управления требованиями);
- средства управления конфигурацией программного обеспечения (PVCS, ClearCase и др.);
- средства документирования (SoDA – Software Document Automation – автоматизированное документирование программного обеспечения );
- средства тестирования (Rational Suite TestStudio);
- средства управления проектом (Open Plan Professional, Microsoft Project 98 и др.);
- средства реверсного инжиниринга, предназначенные для переноса существующей системы программного обеспечения в новую среду. Средства анализа схем баз данных и формирования ERD входят в состав таких CASE- средств, как Silverrun, Oracle Designer, Power Designer, ERwin.
Анализаторы программных кодов имеются в составе Rational Rose и Paradigm Plus.
классификация по поддерживаемым методологиям проектирования:
функционально (структурно)-ориентированные, объектно-ориентиро- ванные и комплексно-ориентированные (набор методологий про- ектирования);
классификация по поддерживаемым графическим нотациям построения диаграмм: с фиксированной нотацией, с отдельными нотациями и наиболее распространенными нотациями;
классификация по степени интегрированности: tools (отдельные локальные средства), toolkit (набор неинтегрированных средств, охватывающих большинство этапов разработки информационных систем) и workbench (полностью интегрированные средства, связанные общей базой проектных данных – репозиторием);
классификация по типу и архитектуре вычислительной техники:
ориентированные на ПЭВМ, ориентированные на локальную вычисли- тельную сеть (ЛВС), ориентированные на глобальную вычислительную сеть (ГВС) и смешанного типа;
классификация по режиму коллективной разработки проекта: не поддерживающие коллективную разработку, ориентированные на ре- жим реального времени разработки проекта, ориентированные на режим объединения подпроектов;
классификация по типу операционной системы: работающие под уп- равлением Windows; работающие под управлением UNIX и работающие под управлением различных ОС (UNDO, OS/2 и др.);
4
классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств в технологическом процессе.
- Анализ и проектирование. Средства этой группы используются для создания спецификаций системы и ее проектирования: они поддерживают широко известные методологии проектирования. К таким средствам относятся: The Developer (Asyst Technologies), Design Generator (Computer Sciences). Pose (Computer Systems Advises). Analisi/ Designer (Jour-don)...
- Проектирование баз данных и файлов. Средства обеспечивают логическое моделирование данных, генерацию схем БД и описание форматов файлов: PowerDesigner, Idef/Leverage (D. Appleton), Chen Toolkit (CTien &
Associates). Case+Designer (Orale)...
- Программирование. Средства поддерживают шаги программирования и тестирования, а также автоматическую кодогенерацию из спецификаций, получая полностью документированную выполняемую программу: Cobol 2/
Workbench (Miero Focus), Decase (DEC), Netron/Cap (Netron)...
- Сопровождение и реинженерия. К таким средствам относятся докумен-таторы, анализаторы программ, (средства реструктурирования и обратной инженерии: Adpac Case Tools (Adpac), Superstructure (Computer Data Systems).
- Окружение. Средства поддерживающие платформы для интеграции, создания и придания товарного вида CASE-средствам: Multi/Cum (ACiS Management Systems), Sylvia Foondey (Codinare).
- Управление проектом. Средства поддерживающие планирование, кон- троль, руководство, взаимодействие, то есть функции. необходимые в процессе разработки и сопровождения проектов: Project Workbench (Applied Business Technology).
классификация по категориям определяет уровень интегрированности по выполняемым функциям и включает:
- Вспомогательные программы (Tools), решающие небольшую автоном- ную задачу, принадлежащую проблеме более широкого масштаба.
- Пакеты разработки (Toolkit), представляющие собой совокупность интегрированных средств, обеспечивающих помощь для одного из классов программных задач.
- Инструментальные средства (Workbench) по сравнению с Toolkit обладает более высокой степенью интеграции выполняемых функций, большей самостоятельностью и автономностью использования, а также наличием тесной связи с системными и техническими средствами аппаратно- вычислительной среды, на которой Workbench функционирует. Workbench – это автоматизированная рабочая стадия, используемая как инструментарий для автоматизации всех или отдельных совокупностей работ по созданию программного обеспечения автоматизированных систем.
классификация по уровням связана с областью действия CASE в пределах жизненного цикла программного обеспечения.
5
- Верхние (Upper) CASE часто называют компьютерным планированием. Использование верхних CASE позволяет построить модель, отражающую всю существующую специфику. Она направлена на понимание общего и частного механизмов функционирования, имеющихся возможностей, ресурсов, целей проекта в соответствии с назначением фирмы. Эти средства позволяют проводить анализ различных сценариев, накапливая информацию для принятия оптимальных решении.
- Средние (Middle) CASE считаются средствами поддержки этапов анализа требований и проектирования спецификаций и структуры автоматизированной системы. Основная выгода от использования среднего CASE состоит в значительном облегчении проектирования систем;
проектирование превращается в итеративный процесс, включающий действия; пользователь обсуждает с аналитиком требования к информации;
аналитик документирует эти требования, используя диаграммы и словари входных данных; пользователь проверяет эти диаграммы и словари, при необходимости модифицируя их; аналитик отвечает на эти модификации изменяя соответствующие спецификации. Кроме того, средние CASE обеспечивают возможности быстрого документирования требований и прототипирования.
- Нижние (Lower) CASE поддерживают системы разработки программного обеспечения автоматизированных систем (при этом может использоваться до 30% спецификаций, созданных средствами среднего CASE). Они содержат системные словари и графические средства, исклю- чающие необходимость разработки физических спецификаций – имеются системные спецификации, которые непосредственно переводятся в программные коды разрабатываемой системы (при этом автоматически генерируется до 80% кодов). Главными преимуществами нижних CASE является: значительное уменьшение времени на разработку, облегчение модификаций, поддержка возможностей прототипирования (совместно со средними CASE).
На сегодняшний день рынок программного обеспечения располагает практически всеми перечисленными выше средствами.
Приведем наиболее популярные CASE-средства проектирования информационных систем:
Designer 2000, производитель – Oracle.
ERwin/BPwin, производитель – Computer Associates.
ER/Studio, производитель – Embarcadero.
PowerDesigner, производитель – Sybase.
Rational Rose, производитель – IBM.
System Architect, производитель – Popkin Software.
Visible Analyst, производитель – Visible Systems.
Visio Enterprise, производитель – Microsoft.
6
Заключение. Отметим, что многие из этих продуктов предназначены для решения разнообразных задач, например моделирования потоков данных или бизнес-процессов, функционального моделирования, проектирования данных, прототипирования приложений, их документирования, управления проектами и др.
Литература:
1. Боранбаев С.Н. Теория информационных систем. Астана: Елорда, 2006.
212 с.
2. Boranbayev S.N. Mathematical Model for the Development and Performance of Sustainable Economic Programs // International Journal of Ecology and Development, Vol.6, No. W07. 2007.
3. Бигаринов Р.А., Боранбаев С.Н. Анализ решений информационно- аналитических систем. // Publishing House “Education and Science” s.r.o.
(Чехия, Прага), 2008. С.16-24.
4. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на C++. М.: БИНОМ, СПб. Невский диалект, 1998.
560 с.
5. Ferber J. A meta-model for the analysis and design of organisations in multiagentsystems/ J. Ferber, O. Gutknecht.// In Proceeding of thej3rd International Conference on Multi-gent Systems (ICMAS 98). IEEE CS Press, 1998.
6. Wooldridge M. The Gaia Methodology for Agent-Oriented Analysis and Desing / M. WooIdridge, N. R. Jennings, D. Kinny // Journal of Autonomous Agents and-Multi-Agent Systems. 2008. 3(3). P. 285-312.
7. Мацяшек Л.А. Анализ требований и проектирование систем. Разработка информационных систем с использованием UML.: Пер. с англ. / Л.А.
Мацяшек. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. 432 с.
8. Kifer M. Logical foundations of Object-Oriented and frame-based languages / M. Kifer, G. Lausen, J.Wu // Journal of the ACM. 1999, 42(4). P. 741-843.
9. Caivanese D. Unifying Class – Based Formalisms / D. Calvanese. M.
Lenzerini, D. Nardi // Journal of Artificial Intelligence Research. – 1999. Vol. 11.
P. 199-240.
10. Power Daniel J. Decision Support Systems. Concepts and Resources for Managers. Greenwood Publishing Group, 2007. 272p.
11. Kroll P. Rational Unified Process Made Easy. A Practitioners Guide to RUP / P. KroII, P. Krutchten. Boston. Addison-Wesley, 2003. 464 p.
12. Pinson S.D. A distributed decision support system for strategic planninq / S.D. Pinson, J.A. Louca, P. Moractis // Decision Support Systems. The International Journal. 1997. Vol. 20, № 1. P. 35-51.
