Информационные технологии и информационные системы



Лекция №1 Информационные технологии и информационные системы

1.1. Возникновение информационных технологий

1.2. Информационные системы (ИС)

1.3. Структурные технологии анализа ИС

1.4. Понятие жизненного цикла (ЖЦ) ИС

1.5. Модели ЖЦ ИС

1.1. Возникновение информационных технологий

Понятие информационная технология возникло в последние десятилетия XX века в процессе становления информатики. Особенностью информационной технологии является то, что в ней и предметом, и продуктом труда является  информация, а орудиями труда — средства вычислительной техники и связи. Информационная технология как наука о производстве информации возникла именно потому, что  информация стала рассматриваться как вполне реальный производственный  ресурснаряду с другими материальными ресурсами. При этом производство информации и её верхнего уровня — знаний — оказывает решающее влияние на модификацию и создание новых промышленных технологий.

Под информационными технологиями понимается вся совокупность форм, методов и средств автоматизации информационной деятельности в различных сферах.

До настоящего времени не разработано общей теории информационных технологий (ИТ) как системы целостных взаимосвязанных приёмов, методов и средств обработки информации, не определены основные  понятия ИТ. Но достаточно понимать сущность ИТ, а также объяснить её научное и практическое  значение. Тем более что в проектировании и создании конкретных ИТ переплетается много задач из различных научных дисциплин.

Как наука, ИТ включает методологические и методические положения, организационные установки, методы использования инструментально-технических средств и т. д., — всё то, что регламентирует и поддерживает информационное производство и деятельность людей, вовлечённых в это производство. Трансформация новых научных знаний в конкретную информационную технологию — основная задача ИТ как науки.

Ввиду дискуссионности предмета обсуждения приведём несколько понятий ИТ:

Огромный толчок развитию информационных технологий принесла разработка мультимедийных средств.

Информационная технология — совокупность методов и способов  получения, обработки, представления информации, направленных на изменение её состояния, свойств, формы, содержания и осуществляемых в интересах пользователей.

Определение  информационных технологий – ИТ, принятое ЮНЕСКО - это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоёмкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

В последнее время широкое распространение получили термины безбумажная технология, интерактивная технология, технология программирования, технология проектирования баз данных,  CALS (Continuous  Acquisition  and Lifecycle Suрроrt) - технология,  сетевая технология,  Internet-технология, технология анализа и  реинжиниринга бизнес-процессов и др. Все они предполагают использование информации, т.е. любого вида сведений о предметах, фактах, понятиях  предметной области.

Выделяют три уровня рассмотрения информационных технологий:

Инструментальная  страта (аналог — оборудование, станки, инструмент) определяет пути и средства реализацииинформационных технологий, которые можно разделить на:

Предметная  страта связана со спецификой конкретной  предметной области и находит отражение в специализированныхинформационных технологиях, например, организационное управление, управление технологическими процессами, автоматизированное проектирование, обучение и другие.

Информационные технологии обеспечивают переход от рутинных методов к промышленным методам и средствам работы с информацией в различных сферах человеческой деятельности, давая возможность рационально и эффективно её использовать.

Потребность в передаче и обмене информацией человечество испытывало уже на ранних стадиях своего развития. Если сначала для ускорения передачи информации использовались костры, курьеры, потом  почта, семафорный телеграф, то с изобретением электрического телеграфа и телефона принципиально изменились возможности передачи информации. Было изобретено радио и телевидение, а затем  компьютер, цифровые системы связи и вычислительные сети; создание в 1978 году первого персонального компьютера явилось причиной быстрого его распространения и развития в качестве инструментального средства накопления, преобразования и передачи информации и позволило новым, автоматизированным информационным технологиям внедриться практически во все области человеческой деятельности.  Интеграция достижений человечества в области средств связи, обработки, накопления и отображения информации способствовала формированию автоматизированных информационных технологий (АИТ).

Основу автоматизированных информационных технологий составляют следующие технические достижения:

Автоматизированные информационные технологии ориентированы на увеличение степени автоматизации всех информационных операций и, следовательно, на ускорение научно-технического прогресса общества.

В зависимости от конкретных прикладных задач, которые требуется решить, можно применять различные методы обработки данных и различные технические средства.

Информационные технологии в экономике - это средство виртуальной экономики.

Виртуальная экономика - это среда, особое экономическое  пространство, в котором осуществляется электронный бизнес, то есть это экономика, основанная на использовании интерактивных возможностей. Рассматриваемому пространству присущи специфические черты, отличающие виртуальную экономику от обычной, невиртуальной, оффлайновой экономики.

Виртуальную экономику часто называют новой экономикой, чтобы подчеркнуть её отличие от старой, традиционной экономики.

Рассмотрим более подробно характеристики новой экономики.

Основой экономической деятельности является бизнес. В виртуальной экономике существует понятие электронного бизнеса.

Электронный бизнес - это  деятельность компании, направленная на получение прибыли, которая основывается на цифровых технологиях и тех преимуществах, которые они предоставляют.

Сферы применения электронного бизнеса:

Понятие "электронный бизнес" включает в себя множество различных информационных технологических понятий:

Рассмотрим более подробно эти понятия.

Технологии электронной коммерции.  Электронная коммерция ( e-commerce) - это один из способов осуществленияэлектронного бизнеса. Рассматривая проблемы электронной коммерции, следует обратить внимание на двоякое толкование самого термина. Иногда, говоря об электронной коммерции, имеют в виду исключительно коммерческую  деятельностьпровайдеров  Интернет-услуг ( IPS -  Internet  Service Providers), но гораздо чаще электронной коммерции дают более широкое толкование как совокупности всех возможных способов использования Сети в коммерческих целях.  Провайдер Интернет-услуг - это коммерческая  фирма, которая обеспечивает  доступ в  Интернет, поддерживая его за определенное вознаграждение, и оказывает некоторые сопутствующие услуги  по требованию клиентов.

Термин "электронная коммерция" объединяет в себе множество различных технологий:

Наиболее развитой информационной технологией, на которой может базироваться электронная коммерция, считается протокол электронного обмена данными -  EDI (Electronic  Data Interchange) - это метод кодировки последовательных транзакций и их обработки в on-line режиме.

Технологии электронных аукционов. Электронные аукционы являются частью нового типа рынков - электронных торговых площадок (ЭТП), целью которых является сведение покупателей и продавцов.

Основное средство реализации электронных аукционов -  Интернет.

На электронных аукционах цена не фиксирована. Источники доходов онлайновых, то есть электронных, аукционов - комиссия за трансакции и  реклама. Это достаточно перспективная сфера электронной коммерции. Многие компании используют электронные аукционы в качестве инструмента маркетинговой оценки, позволяющего определить первоначальный спрос и рыночную цену в отношении нового продукта.

На  Интернет - аукционы могут быть выставлены любые товары, в наибольшей степени подходящие для аукционной торговли:

Интернет - аукционы классифицируются на основании их разделения  по направлению роста или убывания ставок.

Ставки могут увеличиваться от минимальной до максимальной или, наоборот, уменьшаться от первоначально максимальной до определяемой неким способом выигрышной минимальной.

В связи с перспективностью аукционной деятельности в  Интернет сейчас особой популярностью пользуются различные теории аукционов, которые становятся одним из наиболее модных разделов экономический науки.

Электронные банки. Банковская  деятельность в электронном виде осуществляется в двух формах: услуги, оказываемые электронными банками, и услуги, оказываемые традиционными банками, но в онлайновом режиме.

В основе возникновения и развития  Интернет - банкинга ( Internet- banking) лежат разновидности удалённого банкинга, использовавшиеся на более ранних этапах существования банковского дела:

Интернет-банкинг можно определить как управление банковскими счетами через  Интернет.

Онлайновым банкам предсказывают прекрасное будущее. Эти прогнозы основываются на ряде преимуществ, которые дают своим клиентам электронные банки. Смарт-карты создают такие удобства для клиентов, которые ранее представлялись недостижимыми: круглосуточный режим работы, беспрерывную доступность услуг.  Интернет - банкинг включает обслуживание клиентов через Интернет путём предоставления им широкого спектра услуг: открытие депозитов, покупка и  продажа валюты и ценных бумаг, осуществление переводов, получение выписки  по своим счетам и многое другое. Клиенты могут проверять состояние своих счетов, не покидая  офис или дом, из любой географической точки мира и в любое время суток. Таким образом, возникает существенная экономия на обслуживании частных клиентов в результате автоматизации данного процесса, особенно в случае комплексного подхода к использованию электронных возможностей: формирование домашнего банка, создание ЭТП, продвижение платёжных схем для электронной торговли и т.п.

Однако пока в отношении банковского сектора можно говорить не о переходе на онлайновый режим, а, скорее, о параллельном использовании традиционных методов ведения бизнеса и тех возможностей, которые дают новые информационные технологии. Необходимо учитывать, что помимо чисто коммерческого эффекта электронные услуги в банковском секторе влияют на имидж банка.

Интернет - банкинг предоставляет клиентам возможность получить полный комплекс услуг в одной системе: чисто банковские услуги ( доступ к счетам, финансовые  операции и т.д.), страховые услуги, услуги  по управлению корпоративными финансами и т.д.

IP-телефония. IP-телефония является мощнейшей коммуникативной информационной технологией.

В последние годы бурный рост числа систем передачи данных привёл к тому, что многие привычные потребительские услуги предоставляются теперь  по-новому: электронная  почта заменила традиционную, электронная коммерция позволяет заказывать и оплачивать товары, не выходя из дома, и много другое.

Одно из компьютерных приложений - IP-телефония - уже начинает составлять конкуренцию традиционным операторам телефонной связи.

IP-телефония ( Internet-Phone телефония) - технология, которая используется в Интернете для передачи речевых сигналов. При разговоре голосовые сигналы (произносимые слова) преобразуются в сжатые пакеты данных. Затем эти пакеты данных посылаются через  Интернет другой стороне. Когда пакеты данных достигают адресата, они декодируются в голосовые сигналы оригинала.

IP-телефония - это способ организовать корпоративную телефонную  сеть, не вкладывая значительных средств в создание линий связи и сокращая  расходы на оплату телефонных услуг.

Существуют два базовых типа телефонных запросов IP-телефонии:

IP-телефония в качестве линий передачи телефонного трафика использует выделенные цифровые каналы.

Интернет фундаментально изменяет наши представления и о телефонии, и о способах коммуникации. Хотя телефонные сети и сети передачи данных сосуществовали в течение десятилетий, они развивались независимо друг от друга. IP-телефония объединяет их в единую коммуникационную  сеть, которая предлагает мощное и экономичное средство связи. Десятки компаний по всему миру предлагают коммерческие решения для IP-телефонии. Все крупные телекоммуникационные компании начали исследования с целью лучше понять открывающиеся перспективы. Решения IP-телефонии комбинируют голос и данные в одной сети и предлагают дешёвые междугородные и международные звонки и  целый набор коммуникационных услуг любому пользователю.

Общий принцип действия телефонных серверов IP-телефонии таков: с одной стороны,  сервер связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой -  сервер связан с Интернетом и может связаться с любым компьютером в мире.  Сервер принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), значительно сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через  Интернет  по назначению с использованием протокола  Интернет ( TCP/IP). Для пакетов, приходящих из Сети на телефонный  сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке. Обе составляющие  операции (вход сигнала в телефонную  сеть и его  выход из телефонной сети) происходят практически одновременно. На основе этих базовых операций можно построить много различных конфигураций. Поэтому на рынке телефонных услуг появилась новая категория операторов-провайдеров -  ITSP ( Internet  Telephone  Service  Provider), - предлагающих услуги  по взаимодействию пользователей сети  Интернет с абонентами телефонных сетей.

Интернет - телефония.  Интернет - телефония - это частный случай IP-телефонии. В этой системе в качестве линий передачи используются обычные каналы Интернета.  Интернет - телефония частично основывается на существующей сети закреплённых телефонных линий.

Концепция передачи голоса  по сети с помощью персонального компьютера зародилась в Университете штата Иллинойс (США) в 1993г. Уже через год стали вполне обычными соединения через  Интернет двух обычных телефонных абонентов, находящихся в совершенно разных местах планеты. И в течение всего каких-то двух лет, к 1995 году, стал на ноги альтернативный способ телефонной связи.

Технологии электронных указателей. При помощи электронных указателей  Интернет - клиенты получают возможность поиска товаров и услуг в Сети.

Электронные НИР и ОКР.

НИР - научно-исследовательские работы.

ОКР -  опытно-конструкторские работы.

Электронный  франчайзинг - это соглашение об условиях совместной деятельности между компанией и дилером, согласно которому дилер получает право деятельности с использованием  товарного знака компании, её ноу-хау, маркетинговых приёмов, технологий, рекламных возможностей, полуфабрикатов и т.д., расплачиваясь за это отчислением определённого процента с оборота или от прибыли.

Согласно Новому Экономическому Словарю - термин " франчайзинг" произошел от английского franchise - льгота,  привилегия. Франчайзинг - это форма хозяйственной интеграции крупного и малого бизнеса, которая заключается в предоставлении крупной компанией (франчайзером)  права выступать под своей торговой маркой малой компании, являющейся самостоятельным юридическим лицом. При этом франчайзер может выдать ему  кредит, быть поручителем при получении займа.  Франчайзинг широко применяется в торговле, гостиничном бизнесе и сфере бытовых услуг.

Франчайзинг можно разделить на три составные части:

  1. Франчайзинг как форма тиражирования технологии бизнеса (яркий пример - сеть закусочных "Макдональдс").
  2. Электронные магазины (Porta-магазин, реализующий изделия микроэлектроники и многое другое, Ozon), использующие Интернет как средство электронных коммуникаций, в честности для передачи и оформления заказов и электронных платежей.
  3. Сетевые формы товаропродвижения - сети магазинов, сети промоутеров (многоуровневые организации, строящиеся, чтобы продвигать товары и услуги от производителя к потребителю, используя прямой контакт человека с человеком, то есть многоуровневый сетевой маркетинг).

Активным звеном электронного франчайзинга остаётся человек, специально обученный, владеющий компьютером, в частност и Интернет. Этот специалист становится директором виртуального электронного магазина и осуществляет функции менеджера при организации информационных потоков.

Электронная  почта.  Интернет открыл принципиально новые возможности для бизнеса. Компьютерные системы начали использоваться как среда для связи между людьми начиная с середины 1970-х годов. В это время начались эксперименты  по исследованию возможностей компьютерной связи между людьми на базе электронных информационных систем обмена. Систему транспортировки сообщений между людьми с помощью компьютеров назвали системами электронной почты.

Электронная  почта - это служба почтовой связи, в которой доставка сообщений осуществляется электронными методами с помощью компьютеров.

Электронная  почта - основа любого бизнеса. Электронная  почта является мощным и удобным средством коммуникации, существенно опережающим традиционную почту  по оперативности и факсимильную  связь  по стоимости передачи информации. Электронная  почта облегчает ведение деловых переговоров.

Существенное отличие электронной почты от обычной заключается в том, что "местное отделение связи" очень небольшое и обслуживает лишь  компьютер пользователя, оно (как личный " почтовый ящик" для присылаемых писем) всегда "под рукой" - в компьютере.

Электронный маркетинг. Основной функцией электронного маркетинга является изучение спроса, вопросов ценообразования, рекламы, стимулирования сбыта, планирование товарного ассортимента и др.  Реклама, товары, стратегия, цена - всё это зависит от потребности клиентов. На данный момент начал развиваться индивидуальный маркетинг в Интернете.

Развитие  Интернет - маркетинга связано с теми возможностями, которые  Интернет предоставляет различного рода компаниям: проведение рекламных акций фирмы, товаров, услуг, организационных мероприятий, маркетинговых исследований рынка, анализа деятельности конкурентов, спроса на продукцию и эффективности рекламы, установление деловых отношений с партнерами, поиск новых клиентов и партнеров.

В основе любой маркетинговой компании в Интернете лежит корпоративный Web-сайт компании или предприятия, вокруг которого выстраивается вся система маркетинга. С целью привлечения посетителей на свой Web- сервер компания должна разрекламировать его посредством регистрации в поисковых машинах, Web-каталогах, ссылок на других Web-сайтах, баннеров, тематических списков рассылки.

Также эффективность проведения маркетинговых мероприятий в Интернете обеспечивается за счёт преимуществ электронной почты ( e-mail - маркетинг):

Электронный  менеджмент оперативных ресурсов (ORM). ORM осуществляет рекламу, продажу, доставку непроизводственных товаров.

Электронный  менеджмент поставок. Электронный  менеджмент поставок - осуществляет  размещение предложений, товаров, услуг, информации в Сети.

Электронные брокерские услуги. Электронные брокерские услуги - услуги на рынке ценных бумаг, обеспечивающие соглашение купли - продажи между возможными продавцом и покупателем.

Интернет даёт новые возможности для осуществления брокерской деятельности. Крупные банки, фондовые дома и инвестиционные фирмы активно участвуют на рынке онлайновых брокерских услуг, причём объёмы таких услуг становятся масштабнее. Брокеры также конкурируют, предоставляя клиентам банковские счета и услуги на  денежном рынке в Сети.

Объём электронных брокерских операций напрямую связан с возможностью доступа в  Интернет, который, в свою  очередь, зависит от многих факторов и, прежде всего, от уровня дохода на душу населения.

1.2. Информационные системы (ИС)

Одновременно с широким использованием новых информационных технологий появилось понятие "информационная система" (ИС).

Система информационная -  Information  System-(Система информационная автоматизированная -  Computer-based  Information System) - комплекс вычислительного и коммуникационного обо¬рудования, программного обеспечения, лингвистических средств и информационных ресурсов, который обеспечивает их сбор, хранение, актуализацию, распространение и обработку в целях поддержки какого-либо вида деятельности.

Следовательно, под системой понимают набор взаимосвязанных компонентов, функционирующих совместно для достижения определённой цели. Для описания системы используют такие понятия, как:

К настоящему моменту обработка экономической информации выделилась в отдельное самостоятельное научно-техническое направление, характеризующееся огромным разнообразием идей и методов. При этом отдельные элементы процесса обработки информации достигли высокой степени организации и взаимосвязи, что позволяет объединить все средства обработки информации на конкретном экономическом объекте понятием "экономическая информационная система".

Экономическая информационная система представляет собой систему, функционирование которой во времени заключается в сборе, хранении, обработке и распространении информации о деятельности какого-либо реального экономического объекта.

Основная роль экономической информационной системы заключается в организации хранения и передачи информации. Следовательно, реализация функций информационной системы невозможна без ориентированной на неё информационной технологии.

Экономическая информационная система имеет в своей основе два компонента: систему и информацию.

Система может быть определена как комплекс взаимосвязанных элементов, действующих как единое целое.

Информация может быть определена как различного рода новые сведения, позволяющие улучшить процессы, связанные с преобразованием вещества, энергии и самой информации.

Под управлением понимают изменение состояния системы, ведущее к достижению поставленной цели.

Процесс управления системой определяется целями управления, окружающей обстановкой и внутренними условиями.

С позиций кибернетики такой процесс трактуется, как направленное воздействие на элементы системы для достижения цели, и может быть представлен в виде информационного процесса, связывающего внешнюю среду,  объект и аппарат управления.

Информационный обмен, который лежит в основе процесса управления системой, заключается в циклическом осуществлении следующих процедур:

На рис. 1.1. представлен пример системы управления экономическим объектом.

Рис. 1.1. Структура системы управления экономическим объектом

Как видно из рисунка, управление основано на получении, переработке и использовании информации, которая циркулирует в каналах связи системы управления.

Информация о внешней среде — нормативно-законодательная  информация, создаваемая государственными учреждениями, информация о конъюнктуре рынка, создаваемая конкурентами, поставщиками, потребителями.

Потоки управляющей информации, направляемой от субъекта к объекту управления, и учётно-отчётной информации о достигнутых показателях в обратном направлении, представляют собой информационные связи между субъектом и объектом управления.

Эффективность управления достигается с помощью обратной связи — получения информации о текущем состоянии управляемого объекта. На основе анализа потоков информации принимаются соответствующие управленческие решения.

Исходящая  информация предназначена для других объектов экономики, вышестоящих организаций: отчётная финансовая информация — для государственных органов, инвесторов, кредиторов и т.д.; маркетинговая  информация — для потенциальных потребителей.

К базовым элементам, на которых строится система управления организации (рис. 1.2.), можно отнести:

Задача развития системы управления, повышения её эффективности и всего бизнеса в целом заключается в поддержке каждого её элемента в требуемом состоянии.

Взаимосвязанная совокупность средств, методов, персонала, используемая для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели составляет информационную систему (ИС).

С развитием компьютерных технологий менялся смысл, вкладываемый в понятие информационной системы. Современнаяинформационная система — это набор информационных технологий, направленных на поддержку жизненного  циклаинформации и включающего три основных процесса: обработку данных, управление информацией и управление знаниями. В условиях резкого увеличения объёмов информации переход к работе со знаниями на основе искусственного интеллекта является альтернативой информационного общества.

С позиций управления информационная система (ИС) — это организационно-упорядоченная, взаимосвязанная совокупность средств и методов ИТ, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Рис. 1.2. Базовые элементы системы управления организацией

Внедрение информационных систем повышает эффективность производственно-хозяйственной деятельности предприятия за счёт не только обработки и хранения информации, автоматизации рутинных  работ, но и принципиально новых методов управления.

Последние основаны на моделировании действий специалистов при принятии решений (методы искусственного интеллекта, экспертные системы и т. п.), использовании современных средств  телекоммуникации (электронная  почта, телеконференции), глобальных и локальных вычислительных сетей.

Основные способы построения ИС:

Плюсы:

Минусы:

По сфере применения информационные системы классифицируются следующим образом:

Научные ИС используются для автоматизации научной деятельности, анализа статистической информации, управления экспериментом. ИС автоматизированного проектирования применяют для:

ИС организационного управления предназначены для автоматизации функций административного аппарата. К ним относятся ИС управления как промышленными предприятиями, так и непромышленными объектами (банками, биржами, страховыми компаниями, гостиницами и т. д.) и отдельными офисами (офисные системы).

ИС управления технологическими процессами создают для автоматизации различных технологических процессов.

1.3. Структурные технологии анализа ИС

В 70 - 80-х гг. при разработке ИС была разработана структурная методология, предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания ИС и принимаемых технических решений. Она основана на наглядной графической технике: для описания различного рода моделей ИС используются схемы и диаграммы.

Под  структурным анализом принято называть метод исследования системы, который начинается с её общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со всё большим числом уровней. Суть его в разбиении системы на функциональные подсистемы, которые, в свою  очередь, делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе  целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов. Для таких методов характерно  разбиение на уровни абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней; ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали; использование строгих формальных правил записи; последовательное приближение к конечному результату,

Все методологии структурного анализа базируются на ряде общих принципов, в качестве двух базовых принципов используются следующие:

Кроме того, важными принципами являются:

В структурном анализе используются в основном две группы средств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой и отношения между данными.

Перечисленные средства в совокупности дают полное описание ИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой.

CASE-средства

Наглядность и строгость средств структурного анализа позволяла разработчикам и будущим пользователям системы с самого начала неформально участвовать в её создании, обсуждать и закреплять понимание основных технических решений. Однако широкое применение этой методологии и следование её рекомендациям при разработке конкретных ИС встречалось достаточно редко, поскольку при неавтоматизированной (ручной) разработке это практически невозможно. Действительно, вручную очень трудно разработать и графически представить строгие формальные спецификации системы, проверить их на полноту и непротиворечивость и тем более изменить. Если всё же удаётся создать строгую систему проектных документов, то её переработка при появлении серьёзных изменений практически неосуществима. Ручная разработка обычно порождала следующие проблемы:

С другой стороны, разработчики ИС исторически всегда стояли последними в ряду тех, кто использовал компьютерные технологии для повышения качества, надёжности и производительности в своей собственной работе (феномен "сапожника без сапог").

Перечисленные факторы способствовали появлению программно-технологических средств специального класса – СASE - средств (Computer Aided Software Engineering), реализующих CASE - технологию создания и сопровождения ИС.

CASE - технология представляет собой методологию  проектирования ИС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE - средств основано на методологиях структурного (в основном) или  объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Каждой группе средств соответствуют определённые виды моделей (диаграмм), наиболее распространёнными среди которых являются следующие:

SADT ( Structured Analysis and  Design Technique) модели и соответствующие функциональные диаграммы;

DFD ( Data Flow Diagrams)  диаграммы потоков данных;

ERD ( Entity-Relationship Diagrams)диаграммы " сущность-связь".

Структурные модели

SADT - модель даёт полное, точное и адекватное описание системы, имеющее конкретное назначение. Это назначение, называемое целью модели, вытекает из формального определения модели в  SADT. В  SADT - моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графического языка - сама методология  SADT. Графический язык  SADTобеспечивает структуру и точную семантику естественному языку модели. Графический язык  SADT организует естественный язык вполне определённым и однозначным образом.

С точки зрения  SADT, модель может описывать либо на функции системы, либо её объекты.  SADT-модели, ориентированные на функции, принято называть функциональными моделями, а ориентированные на объекты системы - моделями данных, функциональная модель представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые, в свою очередь, отражают свои взаимоотношения через объекты системы. Модели данных дуальны к функциональным моделям и представляют собой подробное описание объектов системы, связанных системными функциями. Полная методология  SADT поддерживает создание множества моделей для более точного описания сложной системы.

Диаграммы потоков данных

Диаграммы потоков данных ( DFD) являются основным средством  функционального моделирования проектируемой системы. Для изображения  DFD традиционно используются две различные нотации: Йордана (Yourdon) и Гейна-Сарсона (Gane-Sarson).

В соответствии с методологией модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных, описывающих процесс преобразования информации от её ввода в систему до выдачи пользователю. С помощью этих диаграмм система разбивается на функциональные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной потоками данных. Главная цель таких средств — продемонстрировать, как каждый процесс преобразует входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами. Диаграммы верхних уровней иерархии ( контекстные диаграммы) определяют основные процессы или подсистемы ИС с внешними входами и выходами. Они детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня. Такая декомпозиция продолжается, создавая многоуровневую иерархию диаграмм, до тех пор, пока не будет достигнут такой уровень декомпозиции, на котором процесс становятся элементарными и детализировать их далее невозможно.  Внешняя сущность - информационная структура вне контекста системы, являющуюся источником или приёмником данных. Данные, при помощи потоков данных, являющиеся механизмами, для моделирования передачи информации из одной части системы в другую. Продуцирование выходных потоков из входных осуществляется информационными процессами. Хранилище данных позволяет на определённых участках определять данные, которые будут сохраняться в памяти между процессами.

Задача множества  DFD заключается в том, чтобы осуществить правильную декомпозицию системы, с целью показать функционирование системы ясными и понятными на каждом уровне детализации (рис. 1.3.).

Рис. 1.3. Потоки данных в DFD

Процесс построения модели разбивается на следующие этапы:

Декомпозиция каждого процесса текущей  DFD с помощью детализирующей диаграммы или спецификации процесса. Проверка основных требований по  DFD соответствующего уровня. Добавление определений новых потоков в словарь данных при каждом их появлении на диаграммах.

После построения двух-трёх уровней проведение ревизии с целью проверки корректности и улучшения понимаемости модели.

Модели данных

Диаграммы "сущность – связь" ( ERD) предназначены для разработки моделей данных и обеспечивают стандартный способ определения данных и отношений между ними. С помощью  ERD осуществляется детализация хранилищ данных проектируемой системы, а также документируются сущности системы и способы их взаимодействия, включая идентификацию объектов, важных для предметной области сущностей, свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами.

Объектно-ориентированные методы анализа

Важное место в разработках АСУП занимают объектно-ориентированные методологии, основанные на объектной декомпозиции предметной области, представляемой в виде совокупности объектов, взаимодействующих между собой посредством передачи сообщений. Авторы известных методологий Буч (Booch), Рамбо (Rumbaugh) и Якобсон (Jacobson) объединились с целью выработки унифицированной методологии, получившей название UML ( Unified Modeling Language). При создании UML его авторы руководствовались целями ускорения эволюции наиболее популярных методологий в направлении сближения их друг с другом, обобщения накопленного опыта их использования, обеспечения стабильности проектов на основе единого целостного метода.

Эвристические методы

Эвристические методы получили в АСУП достаточно широкое распространение, и дальнейший прогресс в этом направлении связан с разработкой и внедрением экспертных систем. Экспертные системы позволяют накапливать базы знаний о производственном процессе, об эффективных управляющих решениях и на этой основе предлагать рациональные решения задач, слабо поддающихся формализации.

Круг экономико-математических моделей и методов чрезвычайно широк. Их применение сдерживается затрудненностью адекватного описания производственного процесса, получения решений в условиях высокой размерности задач, а также отсутствием необходимой для этого случая квалификации управленческого персонала.

Ниже перечислены модели и методы решения частных задач управления предприятиями, включаемые в базовые системы типа ЕКР:

Оперативное управление производством в ERP базируется на применении приоритетов и эвристических методов для построения расписаний работ. Нормативная база может формироваться с применением статистических методов.

1.4. Понятие жизненного цикла (ЖЦ) ИС

В основе деятельности  по созданию и использованию программного обеспечения ( ПО) лежит понятие его жизненного  цикла(ЖЦ).

ЖЦИС - это период создания и использования ИС, начиная с момента возникновения потребности в ИС и заканчивая моментом полного её выхода из эксплуатации.

ЖЦ является моделью создания и использования  ПО, отражающей его различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данном программном изделии и заканчивая моментом его полного выхода из употребления у всех пользователей.

Традиционно выделяются следующие основные этапы ЖЦ  ПО:

Стадии жизненного цикла информационной системы

  1. Предпроектное обследование
    • 1.1. Сбор материалов для проектирования; при этом выделяют формулирование требований, изучение объекта автоматизации, даются предварительные выводы предпроектного варианта ИС.
    • 1.2. Анализ материалов и разработка документации; обязательно даётся технико-экономическое обоснование с техническим заданием на  проектирование ИС.
    1. Проектирование
      • 2.1. Предварительное проектирование:
        • выбор проектных решений по аспектам разработки ИС;
        • описание реальных компонент ИС;
        • оформление и утверждение технического проекта (ТП).
        • 2.2. Детальное проектирование:
          • выбор или разработка математических методов или алгоритмов программ;
          • корректировка структур БД;
          • создание документации на доставку и установку программных продуктов;
          • выбор комплекса технических средств с документацией на её установку.
          • 2.3. Разработка техно-рабочего проекта ИС (ТРП).
          • 2.4. Разработка методологии реализации функций управления с помощью ИС и описанием регламента действий аппарата управления.
      1. Разработка ИС
        • получение и установка технических и программных средств;
        • тестирование и доводка программного комплекса;
        • разработка инструкций по эксплуатации программно-технических средств.
        1. Ввод ИС в эксплуатацию
          • ввод технических средств;
          • ввод программных средств;
          • обучение и сертификация персонала;
          • опытная эксплуатация;
          • сдача и подписание актов приёмки-сдачи работ.
          1. Эксплуатация ИС
            • повседневная эксплуатация;
            • общее сопровождение всего проекта.

ЖЦ образуется в соответствии с принципом  нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.п. На каждом этапе ЖЦ порождается определённый набор документов и технических решений; при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Каждый этап завершается верификацией порождённых документов и решений с целью проверки их соответствия исходным.

Основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ ПО, является международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO - International Organization of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - International  Electrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО.

Структура ЖЦ ПО по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трёх группах процессов:

Разработка включает в себя все работы по созданию ПО и его компонент в соответствии с заданными требованиями. Сюда включается оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовка материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствующего  качества программных продуктов, материалов, необходимых для организации обучения персонала и т.д. Разработка ПО включает в себя, как правило, анализ, проектирование и реализацию (программирование).

Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ПО в эксплуатацию. В этот процесс входит конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и т.д., и непосредственно эксплуатацию, в том числе локализацию проблем и устранение причин их возникновения, модификацию ПО в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы.

Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний ПО, обучение персонала и т.п. Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ПО.

Верификация - это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Проверка позволяет оценить соответствие параметров разработки с исходными требованиями. Проверка частично совпадает с тестированием, которое связано с идентификацией различий между действительными и ожидаемыми результатами и оценкой соответствия характеристик ПО исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают вопросы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.

Управление конфигурацией является одним из вспомогательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ПО, прежде всего, процессы разработки и сопровождения ПО. При создании проектов сложных ИС, состоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учёта их связей и функций, создания унифицированной структуры и обеспечения развития всей системы. Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации конфигурационного учёта, планирования и управления конфигурациями ПО отражены в проекте стандарта ISO 12207-2.

Каждый процесс характеризуется определёнными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ ПО носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.

1.5. Модели ЖЦ ИС

Существующие модели ЖЦ определяют порядок исполнения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распространение получили три следующие модели ЖЦ:

Каскадная модель (70-80г.г.) — предполагает переход на следующий этап после полного окончания  работ  по предыдущему этапу (рис. 1.4.).

Рис. 1.4. Каскадная модель

Поэтапная модель с промежуточным контролем (80-85г.г.) — итерационная модель разработки  ПО с циклами обратной связи между этапами. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоёмкость  по сравнению с каскадной моделью; однако время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки (рис.1.5.).

Рис. 1.5. Поэтапная модель

Спиральная модель (86-90г.г.) — делает упор на начальные этапы ЖЦ:  анализ требований, проектирование спецификаций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путём создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии программного изделия, на нём уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации (рис. 1.6.).

Рис. 1.6. Спиральная модель

Специалистами отмечаются следующие преимущества спиральной модели:

Главная особенность индустрии  ПО состоит в концентрации сложности на начальных этапах ЖЦ ( анализ, проектирование) при относительно невысокой сложности и трудоёмкости последующих этапов. Более того, нерешённые вопросы и ошибки, допущенные на этапах анализа и проектирования, порождают на последующих этапах трудные, часто неразрешимые проблемы и, в конечном счёте, приводят к неуспеху всего проекта. Рассмотрим эти этапы более подробно.

Анализ требований является первой фазой разработки  ПО, на которой  требования заказчика уточняются, формализуются и документируются. Фактически на этом этапе даётся ответ на вопрос: "Что должна делать будущая система?". Именно здесь лежит ключ к успеху всего проекта. В практике создания больших систем  ПО известно немало примеров неудачной реализации проекта именно из-за неполноты и нечёткости определения системных требований.

Список требований к разрабатываемой системе должен включать:

Целью анализа является преобразование общих, неясных знаний о требованиях к будущей системе в точные ( по возможности) определения. На этом этапе определяются:

Контрольные вопросы и упражнения

  1. Показать особенности информационных технологий.
  2. Пояснить уровни информационных технологий.
  3. Что представляет собой инструментальная  страта?
  4. Что представляет собой предметная  страта?
  5. Что составляет основу автоматизированной информационной технологии?
  6. Что называют информационной системой?
  7. Какие три процесса включает современная информационная система?
  8. За счёт чего повышают эффективность производственно-хозяйственной деятельности предприятия информационные системы?
  9. Пояснить классификацию информационных систем.
  10. Для чего предназначены информационные системы организационного управления?
  11. Что понимают под ЖЦИС?
  12. Перечислите этапы ЖЦ ПО.
  13. Поясните стадии  жизненного цикла информационной системы.
  14. Что является основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ ПО?
  15. Перечислите модели ЖЦ.
  16. Что предполагает  каскадная модель?
  17. Что представляет собой  поэтапная модель с промежуточным контролем?
  18. Поясните суть спиральной модели.




Похожие работы, которые могут быть Вам интерестны.

1. Информационные технологии. Характерные черты новой информационной технологии

2. Информатика. Информационные технологии

3. Информационные технологии в жизни россиян

4. Информационные технологии в стандартизации и управлении качеством

5. СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЕ

6. Информационные технологии методические материалы к контрольной работе

7. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЦЕНКИ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЕРСОНАЛА ОРГАНИЗАЦИИ

8. Информационная технология. Интегрированные информационные технологии общего назначения

9. Информационные технологии в управлении персоналом на примере компании ООО Аксис ПРО

10. Информационные технологии в системе оценивания компетенций студентов (практический курс японского языка)