Автоматизированные информационные системы
Виды обеспечения автоматизированных информационных систем
Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.
Подсистема — это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем, среди которых обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.
Различают:
Программно-техническое обеспечение (платформа).
Информационное обеспечение.
Математическое обеспечение (иногда – алгоритмическое).
Организационно-методическое обеспечение.
Иногда объединяют математическое и программное обеспечение, иногда выделяют лингвистическое обеспечение.
Информационное обеспечение — совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.
Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.
Автоматизированная система – система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию установленных функций.
Технологическое и организационное воплощение информационного обеспечения осуществляется в следующих формах:
служба документационного управления;
информационная служба;
экспертно-аналитическая служба.
Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель — это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:
к унифицированным системам документации;
к унифицированным формам документов различных уровней управления;
к составу и структуре реквизитов и показателей;
к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.
Для создания информационного обеспечения необходимо:
ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией;
выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;
совершенствование системы документооборота;
наличие и использование системы классификации и кодирования;
владение методологией создания концептуальных информационнологических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.
Техническое обеспечение — комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.
Комплекс технических средств составляют:
компьютеры любых моделей;
устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
устройства передачи данных и линий связи;
оргтехника и устройства автоматического съема информации; • эксплуатационные материалы и др.
К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств) — централизованная и частично или полностью децентрализованная.
Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших компьютеров и вычислительных центров.
Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах. Перспективным подходом следует считать, по-видимому, частично децентрализованный подход — организацию технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных и больших компьютеров для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.
Математическое и программное обеспечение — совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.
К средствам математического обеспечения относятся:
средства моделирования процессов управления;
типовые алгоритмы управления;
методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.
В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация, рис.1.3.
К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.
Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ, реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.
Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономикоматематическую модель задачи, контрольные примеры.
Организационное обеспечение — совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы. Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования организации. Организационное обеспечение реализует следующие функции:
анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться информационная система, и выявление задач, подлежащих автоматизации;
подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование информационной системы и техникоэкономическое обоснование эффективности;
разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.
Правовое обеспечение — совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.
Главной целью правового обеспечения является укрепление законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти.
В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.
Правовое обеспечение этапов разработки информационной системы включает типовые акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.
Правовое обеспечение функционирования информационной системы включает:
статус информационной системы;
права, обязанности и ответственность персонала;
правовые положения отдельных видов процесса управления;
порядок создания и использования информации и др.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Под жизненным циклом системы обычно понимается непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации.
Современные сети разрабатываются на основе стандартов, что позволяет обеспечить, во-первых, их высокую эффективность и, во-вторых, возможность их взаимодействия между собой.
Вообще говоря, все стандарты на информационные системы (как и на любые системы вообще) можно разбить на следующие два основных класса:
Функциональные стандарты, определяющие порядок функционирования системы в интересах достижения цели, поставленной перед нею ее создателями.
Стандарты жизненного цикла, определяющие то, как создается, развертывается, применяется и ликвидируется система.
Модели, определяемые стандартами этих двух классов, конечно же взаимосвязаны, однако решают совершенно разные задачи и характеризуются принципиально различными подходами к их построению.
Таким образом, жизненный цикл информационной системы охватывает все стадии и этапы ее создания, сопровождения и развития:
предпроектный анализ (включая формирование функциональной и информационной моделей объекта, для которого предназначена информационная система);
проектирование системы (включая разработку технического задания, эскизного и технического проектов);
разработку системы (в том числе программирование и тестирование прикладных программ на основании проектных спецификаций подсистем, выделенных на стадии проектирования);
интеграцию и сборку системы, проведение ее испытаний; - эксплуатацию системы и ее сопровождение; - развитие системы.
Продолжительность жизненного цикла современных информационных систем составляет около 10 лет, что значительно превышает сроки морального и физического старения технических и системных программных средств, используемых при построении системы. Поэтому в течение жизненного цикла системы проводится модернизация ее технико-программной базы. При этом прикладное программное обеспечение системы должно быть сохранено и перенесено на обновляемые аппаратнопрограммные платформы.
Эти проблемы привели к тому, что подавляющее большинство проектов информационных систем внедряется с нарушениями качества, сроков или сметы.
Главной причиной такого положения является то, что уровень технологии анализа и проектирования систем, методов и средств управления проектами не соответствует сложности создаваемых систем, которая постоянно возрастает в связи с усложнением и быстрыми изменениями бизнеса.
Из мировой практики известно, что затраты на сопровождение прикладного программного обеспечения информационных систем составляют не менее 70% его совокупной стоимости на протяжении жизненного цикла. Поэтому крайне важно еще на проектной стадии предусмотреть необходимые методы и средства сопровождения прикладного программного обеспечения, включая методы конфигурационного управления.
Эти процессы подразделяются на три группы: основные (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация и сопровождение), вспомогательные (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит и решение проблем) и организационные (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла, обучение).
Каскадная и спиральная модели
Стандарт ISO/IEC 12207 не предлагает конкретной модели жизненного цикла и методов разработки, его рекомендации являются общими для любых моделей жизненного цикла. Под моделью обычно понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Из существующих в настоящее время моделей наиболее распространены две: каскадная и спиральная.
Они принципиально различаются самим подходом к информационной системе и ее программному обеспечению. Суть различий в том, что в каскадной модели информационная система является однородной и ее программное обеспечение определяется как единое (с ней) целое. Данный подход характерен для более ранних информационных систем (каскадный метод применяется с 1970 года), а также для систем, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. При выполнении этих условий каскадный метод позволяет достичь хороших результатов.
Суть каскадного метода (рис. 1) заключается в разбиении всей разработки на этапы, причем переход от предыдущего этапа к последующему осуществляется только после полного завершения работ предыдущего этапа. Соответственно на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой группой разработчиков. Другим положительным моментом каскадной модели является возможность планирования сроков завершения работ и затрат на их выполнение. Однако у каскадной модели есть один существенный недостаток - очень сложно уложить реальный процесс создания программного обеспечения в такую жесткую схему и поэтому постоянно возникает необходимость возврата к предыдущим этапам с целью уточнения и пересмотра ранее принятых решений. Результатом такого конфликта стало появление модели с промежуточным контролем (рис. 2), которую представляют или как самостоятельную модель, или как вариант каскадной модели. Эта модель характеризуется межэтапными корректировками, удлиняющими период разработки изделия, но повышающими надежность.
Однако и каскадная модель, и модель с промежуточным контролем обладают серьезным недостатком - запаздыванием с получением результатов. Данное обстоятельство объясняется тем, что согласование результатов возможно только после завершения каждого этапа работ. На время же проведения каждого этапа требования жестко задаются в виде технического задания. Так что существует опасность, что из-за неточного изложения требований или их изменения за длительное время создания программного обеспечения конечный продукт окажется невостребованным. Для преодоления этого недостатка и была создана спиральная модель, ориентированная на активную работу с пользователями и представляющая разрабатываемую информационную систему как постоянно корректируемую во время разработки.
В спиральной модели (рис. 3) основной упор делается на этапы анализа и проектирования, на которых реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов. Спиральная модель позволяет начинать работу над следующим этапом, не дожидаясь завершения предыдущего. Спиральная модель имеет целью как можно раньше ознакомить пользователей с работоспособным продуктом, корректируя при необходимости требования к разрабатываемому продукту и каждый "виток" спирали означает создание фрагмента или версии. Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап, и возможным ее решением является принудительное ограничение по времени для каждого из этапа жизненного цикла. Наиболее полно достоинства такой модели проявляются при обслуживании программных средств.
Сравнивая эти модели, можно сказать, что каскадная модель более универсальна, т. е. она применима к производству разных изделий, будь то отбойный молоток или графический редактор. Для разных изделий просто будут изменяться количество и название этапов модели. Спиральная же модель более ориентирована именно на информационные системы, особенно на программные продукты, поэтому при разработке информационных систем и их программного обеспечения она предпочтительнее каскадной.
Следующим шагом в вопросе поддержания жизненного цикла информационной системы, как, впрочем, и любого другого изделия, является его автоматизация. Однако автоматизация различных процессов, связанных с разработкой, производством и эксплуатацией как изделий промышленности, так и информационных систем наиболее эффективна в том случае, когда она охватывает все этапы жизненного цикла изделия. При этом необходимо преодоление следующих проблем: наличие множества различных систем, ориентированных на решение конкретных задач, относящихся к разным этапам жизненного цикла, приводит к трудностям обмена данными между смежными системами; участие в поддержке жизненного цикла изделия нескольких предприятий требует эффективного обмена информацией об изделии между партнерами; сложность изделия, наличие множества его модификаций, заимствование, стандартизация, унификация, требуют поддержки многоуровневых многовариантных сборочных моделей. Эти проблемы могут быть преодолены путем реализации концепции CALS.
CALS Аббревиатура CALS расшифровывается как Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта. Встречается также другой перевод, менее схожий с исходным названием, но более близкий по смыслу: обеспечение неразрывной связи между производством и прочими этапами жизненного цикла изделия. Данная технология, разработанная в 80-х годах в Министерстве обороны США, распространилась по всему миру и охватила практически все сферы мировой экономики. Она предназначена для повышения эффективности и качества бизнес-процессов, выполняемых на протяжении всего жизненного цикла продукта, за счет применения безбумажных технологий. Началом создания системы CALS-технологий явилась разработка системы стандартов описания процессов на всех этапах жизненного цикла продукции.
В международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции) введено понятие "жизненный цикл изделия". Данное понятие включает в себя следующие этапы жизненного цикла изделия: маркетинг, поиск и изучение рынка; проектирование и/или разработка технических требований к создаваемой продукции; материально-техническое снабжение; подготовка и разработка технологических процессов; производство; контроль, проведение испытаний и обследований; упаковка и хранение; реализация и/или распределение продукции; монтаж, эксплуатация; техническая помощь в обслуживании; утилизация после завершения использования продукции.
Модели жизненного цикла информационных систем предназначены для использования прежде всего создателями, разработчиками таких систем.
Поэтому нужно понять, в какой мере эти модели могут быть полезны для тех, кто реально занят эксплуатацией информационных систем.
Тут встает вопрос - а в качестве кого по отношению к информационной системе (например, корпоративной сети предприятия) выступают те, кто работает на предприятии и занят ее эксплуатацией - системные администраторы, менеджеры, пользователи и т. д.? В развитой современной корпорации специалисты по информационным технологиям принимают самое непосредственное участие в формировании сетевого решения - выборе архитектуры, оптимизации топологии, настройке сетевого программного обеспечения и, конечно же, модернизации сети. Другими словами, сотрудники предприятия по отношению к сети выступают в качестве одних из ее создателей. Следовательно, модель жизненного цикла информационной системы, хотят они этого или нет, становится их рабочим инструментом.
Предпочтительной моделью жизненного цикла для корпоративной сети является спиральная модель. В данном конкретном случае она интерпретируется следующим образом: специалисты, занятые эксплуатацией сети, постоянно разрабатывают новую версию своей сети, проходя в такой работе на каждом витке спирали стандартные этапы и не дожидаясь, когда эффективность системы опустится ниже заданного порога или система не сможет удовлетворять постоянно растущим требованиям предприятия. Применение же при этом CALS-технологий оказывается особенно полезным для сетей средних и крупных корпораций как эффективного и автоматизированного средства реализации выбранной модели жизненного цикла.
Использование международных стандартов жизненного цикла в этой работе позволяет значительно сэкономить усилия, время и материальные ресурсы. И в этом - главное достоинство использования таких моделей жизненного цикла, апробированных многократно и повсеместно. Путь реализации концепции CALS содержится в стратегии CALS, предполагающей создание единого информационного пространства (ЕИП) для всех участников ЖЦ изделия (в том числе, эксплуатирующих организаций). ЕИП должно обладать следующими свойствами:
Вся информация представлена в электронном виде;
ЕИП охватывает всю информацию, созданную об изделии;
ЕИП является единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен);
ЕИП строится только на основе международных,
государственных и отраслевых информационных стандартов;
Для создания ЕИП используются программно-аппаратные средства, уже имеющиеся у участников ЖЦ; ЕИП постоянно развивается.
Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания ЕИП:
· Автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦ изделия и представление данных на них в электронном виде;
· Интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде, в рамках ЕИП. Основными преимуществами ЕИП являются:
· Обеспечение целостности данных;
· Возможность организации доступа к данным географически удаленных участников ЖЦ изделия;
· Отсутствие потерь данных при переходе между этапами ЖЦ
изделия;
· Изменения данных доступны сразу всем участникам ЖЦ изделия;
· Повышение скорости поиска данных и доступа к ним по сравнению с бумажной документацией;
· Возможность использования различных компьютерных систем для работы с данными. ЕИП может быть создано для организационных структур разного уровня: от отдельного подразделения до виртуального предприятия или корпорации. При этом различается и эффект, получаемый от создания ЕИП.