Волгоградский государственный технический университет

Учебное пособие по дисциплине Проектирование АСОИУ

Щербаков М.В., Шабалина О.А.

Оглавление

Модуль I. Жизненный цикл разработки автоматизированных систем. 6

1. Введение в дисциплину. Основные термины и определения. Общая характеристика процесса создания АСОИУ. 6

2. Системный подход к проектированию АСОИУ. Классификация АСОИУ и подсистем. 11

3. Жизненный цикл АСОИУ. Модели ЖЦ АСОИУ. Процесс проектирования АСОИУ. 16

Модуль II. Стадии создания автоматизированных систем обработки информации и управления 23

4. Формирование требований к АСОИУ. Формирование целей создания автоматизированных систем. Правила оформления технической документации. 23

5. Обследование объекта автоматизации. Методы обследования объекта автоматизации. Бизнес-модель предприятия 25

6. Функциональное моделирование. Cтандарт IDEF 0. Моделирование потоков данных DFD 33

7. Карты бизнес - процессов предприятия. Ключевые показатели эффективности процессов 37

8. Концептуальное проектирование АСОИУ. Разработка и выбор вариантов концепции системы. 40

9. Разработка технического задания. Порядок разработки, согласования и утверждения ТЗ на создание АС 42

10. Технорабочий проект АСОИУ. Разработка технического проекта. Разработка рабочей документации на систему и ее части. 46

11. Ввод в действие АСОИУ. Виды испытаний АСОИУ. Сопровождение АСОИУ 49

Модуль III. Виды обеспечения АСОИУ 54

12. Программное обеспечение АСОИУ. Структура программного обеспечения. Управление требованиями к ПО АСОИУ 54

13. Информационное обеспечение АСОИУ. Формализация входной и выходной информации. Проектирование базы данных как вида информационного обеспечения АСОИУ 59

14. Техническое обеспечение АСОИУ 62

1. Математическое обеспечение АСОИУ 65

2. Лингвистическое обеспечение АСОИУ 67

15. Эргономическое обеспечение АСОИУ 69

16. Организационное, методическое и правовое виды обеспечения АСОИУ. 71

Модуль IV. Разработка программного обеспечения АСОИУ 75

17. Современные технологии разработки программного обеспечения АСОИУ. RUP. MSF. XP. 75

18. Проектирование ПО АСОИУ на основе объектно-ориентированного подхода. Методика проектирования 79

19. Язык UML. Виды диаграмм описания ПО АСОИУв нотации UML 81

20. Паттерны проектирования. Классификация паттернов проектирования 84

21. Разработка программного обеспечения через тестирование. Процесс рефакторинга ПО АСОИУ 85

22. Управление командной разработкой ПО АСОИУ. Инструментальные средства командной разработки 88

23. Принципы создания пользовательского интерфейса ПО АСОИУ. Процесс разработки (дизайна) интерфейса 91

Модуль V. Автоматизация проектирования АСОИУ и элементы управления проектом 97

3. CASE системы. 97

24. Основы управления проектами разработки АСОИУ. Библиотека инфраструктуры информационных технологий (ITIL). 99

Список использованной литературы 102

Введение

Учебное пособие включает курс лекций по дисциплине «Проектирование автоматизированных систем управления и обработки информации». Целью создания подобного учебного пособия являлось краткое рассмотрение всех актуальных вопросов возникающих, при разработке автоматизированных систем. Все лекции разделены на модули, всего их пять: «Жизненный цикл разработки автоматизированных систем», «Стадии создания автоматизированных систем обработки информации и управления», «Виды обеспечения АСОИУ», «Разработка программного обеспечения автоматизированных систем», «Автоматизация проектирования АСОИУ и элементы управления проектом».

Отметим, что особое внимание уделяется вопросам проектирования и разработки программного обеспечения автоматизированных систем, как наиболее востребованного направления в сегодняшние дни.

Пособие не претендует на исчерпывающий информационный источник, однако может выступать основой для изучения процесса проектирования и разработки, основанного на отечественных и зарубежных стандартах и лучших практиках.

Модуль I. Жизненный цикл разработки автоматизированных систем.

1.Введение в дисциплину. Основные термины и определения. Общая характеристика процесса создания асоиу.

Введение в дисциплину.

Дисциплина «Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления» посвящена рассмотрению процесса проектирования и создания автоматизированных систем в соответствии с современными технологиями и с отечественными и зарубежными стандартами. В рамке дисциплины рассматриваются жизненный цикл процесса создания систем, компоненты АСОИУ, технологии проектирования как системы в целом. Тематики объединены в пять основных модулей, которые в свою очередь включают лекции по выделенным направлениям.

Отметим, что практически любая сложная деятельность человека связана с обработкой информации. Операции обработки информации можно разделить на две группы: несложные рутинные операции, которые человек неоднократно выполняет как правило несколько раз в течении рабочего дня (консолидация данных, формирование документов и другие), и операции связанные с принятием решения. Как правило, автоматизированные системы предназначены в первую очередь для выполнения операций первой группы .

Ниже перечислены стандарты, регламентирующие процесс разработки АСОИУ.

ГОСТ 34.601 - 90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы Автоматизированные системы. Стадии создания.

ГОСТ 34.602-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы.

ГОСТ 34.603-92 Информационная технология. Виды испытаний автоматизированных систем.

ГОСТ 34.602 - 89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы

ГОСТ 34.201-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.

РД 50-34.698-90 Руководящий документ по стандартизации. Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов.

Основные термины и определения.

Основные понятия и определения приводятся в соответствии с ГОСТ 34.003-90: Автоматизированные системы, термины и определения [1]. Стандарт включает следующие основные разделы: общие понятия, основные компоненты АСОИУ, свойства и показатели АСОИУ, создание и функционирование АСОИУ, документация на АСОИУ, элементы обеспечений АСОИУ, а также разделы посвященные понятиям АСОИУ управления технологическими производствами, САПР. Термины, установленные стандартом обязательны для применения в документации и литературе по авто­матизированным системам, входящих в сферу работ по стандарти­зации и использующих результаты этих работ и рекомендуются для применения в научно-технической, справочной и учебной литературе. Приведем основные из них.

Система – это совокупность элементов, объединенная связями между ними и обладающая определенной целостностью.

Автоматизированный процесс: Процесс, осуществляемый при совместном участии человека и средств автоматизации.

Автоматический процесс: Процесс, осуществляемый без участия человека.

Информационная технология: Приемы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных.

Цель деятельности: Желаемый результат процесса деятельности.

Критерий эффективности деятельности: Соотношение, характеризующее степень достижения цели деятельности и принимающее различные числовые значения в зависимости от используемых воздействий на объект деятельности или конкретных результатов деятельности.

Объект деятельности: Объект (процесс), состояние которого определяется поступающими на него воздействиями человека (коллектива) и, возможно, внешней среды.

Информационная модель: Модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта, связи между ними, входы и выходы объекта и позволяющая путем подачи на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния объекта.

Автоматизированная система - система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.

Функция АСОИУ: - совокупность действий АСОИУ, направленная на достижение определенной цели

Задача АСОИУ: Функция или часть функции АСОИУ, представляющая собой формализованную совокупность автоматических действий, выполнение которых приводит к результату заданного вида.

Комплекс средств автоматизации автоматизированной системы; КСА AC: Совокупность всех компонентов АСОИУ, за исключением людей

Компонент автоматизированной системы; компонент АСОИУ: Часть АСОИУ, выделенная по определенному признаку или совокупности признаков и рассматриваемая как единое целое

Информационная база автоматизированной системы; информационная база АСОИУ: Совокупность упорядоченной информации, используемой при функционировании АС

Внемашинная информационная база АСОИУ: Часть информационной базы АСОИУ, представляющая собой совокупность документов, предназначенных для непосредственного восприятия человеком без применения средств вычислительной техники.

Машинная информационная база АСОИУ: Часть информационной базы АСОИУ, представляющая собой совокупность используемой в АСОИУ информации на носителях данных

Автоматизированное рабочее место; АРМ: Программно-технический комплекс АСОИУ, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида.

Эффективность АСОИУ: Свойство АСОИУ, характеризуемое степенью достижения целей, поставленных при ее создании.

Надежность АСОИУ: Комплексное свойство АСОИУ сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность АСОИУ выполнять свои функции в заданных режимах и условиях эксплуатации.

Общая характеристика процесса создания АСОИУ.

Процесс создания АСОИУ - совокупность работ от формирования исходных требований к системе до ввода в действие. Процесс включает стадии создания АСОИУ [2].

Стадия создания - одна из частей процесса создания АСОИУ, установленная нормативными документами и заканчивающаяся выпуском документации на АСОИУ, содержащей описание полной, в рамках заданных требований, модели АСОИУ на заданном для данной стадии уровне, или изготовлением несерийных компонентов АСОИУ, или приемкой АСОИУ в промышленную эксплуатацию. Стадии включают этапы создания АСОИУ.

Этап создания АСОИУ - часть стадии создания АСОИУ, выделенная по соображениям единства характера работ и (или) завершающего результата или специализации исполнителей.

В соответствии с принципом декомпозиции, в случае создания сложной АСОИУ можно выделить очереди АСОИУ. Очередь АСОИУ – часть АСОИУ для которой в техническом задании на создание АСОИУ в целом установлены отдельные сроки ввода и набор реализуемых функций.

В процессе проектирования АСОИУ (ее частей) разрабатывают, в общем случае, проектные решения по следующим видам обеспечения: техническое, программное, информационное, организационно-методическое, метрологическое, правовое, математическое, лингвистическое, эргономическое. Проектные решения по программному, техническому и информационному обеспечениям реализуют как изделия в виде взаимоувязанной совокупности компонент и комплексов, входя­щих в состав АСОИУ (их частей) с необходимой документацией. Проектные решения по остальным видам обеспечении входят в состав АСОИУ (их частей) в качестве организационно-методических и эксплуатационных документов или реализуют в компонентах программного, технического или информационного обеспечении.

При описании АСОИУ используют следующие виды структур, от­личающиеся типами элементов и связей между ними [3]:

1. функциональные (элементы;—функции, задачи, процедуры; связи — информационные);

2. технические (элементы — устройства, компоненты и комп­лексы; связи — линии и каналы связи);

3. организационные (элементы — коллективы людей и от­дельные исполнители; связи — информационные, соподчинения и взаимодействия);

4. документальные (элементы — неделимые составные части и документы АС; связи — взаимодействия, входимости и соподчи­нения);

5. алгоритмические (элементы — алгоритмы; связи — информа­ционные);

6. программные (элементы — программные модули и изделия; связи — управляющие);

7. информационные (элементы — формы существования и представления информации в системе; связи — операции преобразования информации в системе).

Развитие АСОИУ - целенаправленное улучшение характеристик или расширение функций АСОИУ.

Сопровождение АСОИУ - деятельность по оказанию услуг, необходимых для обеспечения устойчивого функционирования или развития АС