ТЕМА 1. Основные методологические аспекты проектирования информационной системы.

ТЕМА 1.
Основные методологические
аспекты проектирования
информационной системы.
Лекция 4.
Стандартизация в области
проектирования ИС.
Жизненный цикл ИС.
Предназначение нормативных
документов
Нормативно-методические документы
регламентируют:
 порядок разработки, внедрения и
сопровождения ИС;
 общие требования к составу ПО ИС и
связям между его компонентами;
 требования к качеству ПО;
 виды, состав и содержание проектной и
программной документации.
2
Стандарты
по предмету
стандартизации
функциональные
стандарты
по утверждающей
организации
по методическому
источнику
официальные
международные
ММ фирмразработчиков
проектирования
стандарты на языки
программирования
официальные
национальные
ММ фирмконсультантов
проектной
документации
стандарты на
интерфейсы
фирменные
ММ научных
центров
пользовательского
интерфейса
стандарты на
протоколы
стандарты
организации ЖЦ
ММ комитетов по
стандартизации
3
Стандарты проектирования
Стандарт проектирования устанавливает:
 набор необходимых моделей на каждой стадии
проектирования и степень их детализации;
 правила фиксации проектных решений на
диаграммах;
 требования к конфигурации рабочих мест
разработчиков;
 механизм обеспечения совместной работы над
проектом:



правила интеграции подсистем проекта;
правила поддержания проекта в одинаковом для всех
разработчиков состоянии;
правила проверки проектных решений на
непротиворечивость.
4
Стандарт оформления проектной
документации
Стандарт оформления проектной документации
устанавливает:
 комплектность, состав и структуру документации на
каждой стадии проектирования;
 требования к оформлению документации;
 правила подготовки, рассмотрения, согласования и
утверждения документации с указанием предельных
сроков для каждой стадии;
 требования к настройке издательской системы и
CASE-средств, используемых в качестве
встроенного средства подготовки документации.
5
Стандарт интерфейса
пользователя
Стандарт интерфейса пользователя устанавливает:
 правила оформления экранов (шрифты и цветовая
палитра), состав и расположение окон и
элементов управления;
 правила использования клавиатуры и мыши;
 правила оформления текстов помощи;
 перечень стандартных сообщений;
 правила обработки реакции пользователя.
6
Оборудование
Идея Проектирование Изготовление
Эксплуатация
Списание
и поддержка
Персонал
Определение
требуемых
компетенций
Приобретение
Обучение
Использование
Отставка
и рост
Здание
Проекти- Согласо- Строи- Эксплуатация
Визуализация
рование вание
тельство и поддержка
Снос
Природный ресурс
Приобретение
Разработка
Эксплуатация Рекультивация
7
Жизненный цикл ИС


Жизненный цикл – период создания и
использования ИС, охватывающий ее различные
состояния, начиная с момента возникновения
необходимости в данной ИС и заканчивая
моментом ее полного выхода из употребления у
пользователей.
ЖЦ состоит из стадий, для каждой из которых
определяются:




состав и последовательность выполняемых работ,
получаемые результаты,
методы и средства, необходимые для выполнения
работ,
роли и ответственность участников.
8
Жизненный цикл ИС
Совокупность процессов
Процесс ЖЦ – совокупность
взаимосвязанных
действий, преобразующих
входные данные в
выходные.
Цели процесса:
 формулировка
потребности в новой ИС;
 выбор направления и
определение
экономической
целесообразности
проектирования ИС.
9
Жизненный цикл ИС
Совокупность процессов
Процесс ЖЦ – совокупность
взаимосвязанных действий,
преобразующих входные
данные в выходные.
Цели процесса:
 формулировка потребности в
новой ИС
 выбор направления и
определение экономической
целесообразности
проектирования ИС.
Совокупность моделей




модели организации;
модели требований к
ИС;
модели
функционирования
ИС;
системные модели
проекта ИС
10
Основные стадии ЖЦ ИС
1. Анализ требований
2. Проектирование
3. Реализация
4. Внедрение
5. Эксплуатация
11
Стадия
Суть
Результат
Анализ
требований
Сбор информации,
необходимой для
приобретения или
разработки новой
системы.
Отчет в виде совокупности производственных,
функциональных и
технических требований
к системе.
Проектирование
Разработка проекта ИС
Совокупность формализованных требований:
схемы и структуры
данных и модулей
Реализация
Перевод требований
пользователя в
детальные спецификации, используемые
при кодировании
программ
Разработанная система
12
Стадия
Суть
Результат
Внедрение
Опытная эксплуатация Система, успешно
ИС, демонтаж старой функционирующая на
системы и переход на предприятии заказчика
новую.
Эксплуатация
Сопровождение и
модернизация системы
вплоть до ее полного
морального
устаревания.
Эффективно
работающая,
модернизируемая
система
13
Основные стандарты ЖЦ ИС

Стандарт ISO/IEC 12207:1995 (Standard for
Information Technology — Software Life
Cycle Processes – «Процессы жизненного
цикла ПО»).


Стандарт ISO/IEC 15288:2002 «Системная
инженерия – Процессы жизненного цикла
систем».


Стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99
Стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288-2005
ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные
системы. Стадии создания».
14
Группы процессов ЖЦ по стандарту
ISO/IEC 12207
Основные
процессы
•приобретение;
•поставка;
•разработка;
•эксплуатация;
•сопровождение
Вспомогательные
процессы
•документирование;
•управление
конфигурацией;
•обеспечение
качества;
•разрешение
проблем;
•аудит;
•аттестация;
•совместная оценка;
•верификация.
Организационные
процессы
•создание
инфраструктуры;
•управление;
•обучение;
•усовершенствование.
15
Основные
процессы ЖЦ
Основные участники
разработки
Приобретение
Заказчик
Поставка
Поставщик
Разработка
Разработчик
Эксплуатация
Оператор
Сопровождение
Служба сопровождения
16
Структура жизненного цикла ИС
по стандарту ISO/IEC 12207:1995
«Процессы жизненного цикла ПО»
Процесс
Работы
Задачи
Разработка
Подготовка
Определение
модели ЖЦ
Документирование
Выбор
стандартов
17
Процесс «Приобретение»
Работы
Вход
Результат
Инициирование;
Подготовка заявочных
предложений;
Подготовка договора;
Контроль деятельности
поставщика;
Приемка ИС.
Решение о начале
работ по внедрению
ИС;
Результаты
обследования
деятельности
заказчика;
Результаты анализа
рынка ИС/ тендера;
План поставки/
разработки;
Комплексный тест ИС.
Техникоэкономическое
обоснование
внедрения ИС;
Техническое задание
на ИС;
Договор на поставку/
разработку;
Акты приемки этапов
работы;
Акт приемо-сдаточных
испытаний.
18
Процесс «Поставка»
Работы
Вход
Результат
Инициирование;
Ответ на заявочные
предложения;
Подготовка договора;
Планирование
исполнения;
Поставка ИС.
Техническое задание
на ИС;
Решение руководства
об участии в
разработке;
Результаты тендера;
План управления
проектом;
Разработанная ИС и
документация.
Решение об участии в
разработке;
Коммерческие
предложения/
конкурсная заявка;
Договор на поставку/
разработку;
План управления
проектом;
Реализация/
корректировка;
Акт приемносдаточных испытаний.
19
Процесс «Разработка»
Работы
Вход
Результат
Подготовка;
Анализ требований к ИС;
Проектирование
архитектуры ИС;
Разработка требований к
ПО;
Проектирование
архитектуры ПО;
Детальное проектирование
ПО;
Кодирование и тестирование
ПО;
Интеграция ПО и
квалификационное
тестирование ПО;
Интеграция ИС и
квалификационное
тестирование ИС.
Техническое задание на ИС;
Модель ЖЦ;
Подсистемы ИС;
Спецификации требований к
компонентам ПО;
Архитектура ПО;
Материалы детального
проектирования ПО;
План интеграции ПО;
Тесты;
Документация на ИС
Используемая модель ЖЦ,
стандарты разработки;
План работ;
Состав подсистем, компоненты
оборудования;
Спецификации требования к
компонентам ПО;
Состав компонентов ПО,
интерфейсы с БД, план
интеграции ПО;
Проект БД, спецификации
интерфейсов между
компонентами ПО, требования к
тестам;
Тексты модулей ПО, акты
автономного тестирования;
Оценка соответствия ПО, БД,
технического комплекса и
комплекта документации
требованиям ТЗ.
20
Договор
Приобретение
Договорный аспект
Поставка
Заказчик
Поставщик
Аспект управления
Управление
Менеджер
Аспект эксплуатации
Эксплуатация
Сопровождение
Разработка
Инженерный
аспект
Оператор,
пользователь
Разработчик, служба
сопровождения
Вспомогательные процессы
Документирование
Управление конфигурацией
Разрешение проблем
Обеспечение качества
Верификация
Аттестация
Совместная оценка
Аудит
Аспект
поддержки
Разработчик, служба
сопровождения
Взаимосвязь между
процессами ЖЦ ПО
21
ISO/IEC 15288:2002
«Системная инженерия –
процессы жизненного цикла систем»
Предназначен для любого рода систем, созданных
человеком и состоящих из одного или нескольких
следующих элементов:
 технические средства
 программные средства
 люди
 процессы
 процедуры
 основные средства
 природные ресурсы.
22
Группы процессов в стандарте
ISO/IEC 15288:2002


Процессы соглашения определяют действия,
необходимые для установления соглашения
между двумя организациями.
Процессы предприятия управляют
способностью организации приобретать и
поставлять продукцию или услуги посредством
запуска проектов, их поддержки и контроля.
Процессы предприятия обеспечивают ресурсы и
инфраструктуру, необходимые для
осуществления проектов, и гарантируют
достижение целей и исполнение обязательств
организации по соглашениям.
23
Группы процессов в стандарте
ISO/IEC 15288:2002


Проектные процессы используются для установления и
выполнения планов, оценки фактических достижений и
продвижений проекта в соответствии с планами и
контроля выполнения проекта вплоть до его завершения.
Технические процессы используются для определения
требований к системе, преобразования этих требований в
эффективный продукт. Технические процессы
определяют совокупность работ, которые позволяют
оптимизировать прибыли и уменьшать риски,
возникающие вследствие принятия технических решений
и осуществления соответствующих действий.
24
Структура жизненного цикла ИС
по стандарту ISO/IEC 15288:2002
Процессы
соглашения
Процессы
предприятия
•приобретение; •управление
•поставка
средой
предприятия;
•инвестиционное
управление;
•управление ЖЦ
ИС;
•управление
ресурсами;
•управление
качеством.
Проектные
процессы
Технические процессы
•планирование
проекта;
•оценка проекта;
•контроль проекта;
•управление рисками;
•управление
конфигурацией;
•управление
информацией;
•принятие решений
•определение требований
правообладателей;
•анализ требований;
•проектирование
архитектуры;
•реализация элементов
системы;
•интеграция;
•верификация;
•передача;
•аттестация (валидация);
•функционирование;
•сопровождение;
•утилизация.
25
Стадии создания ИС по ISO/IEC 15288
Стадия
Описание
Формирование
Анализ потребностей, выбор
концепции (замысел) концепции и проектных решений
Разработка
Проектирование системы
Реализация
Изготовление системы
Эксплуатация
Ввод в эксплуатацию и использование
системы
Поддержка
Обеспечение функционирования
системы
Снятие с
эксплуатации
Прекращение использования,
демонтаж, архивирование системы
26
Стадии ЖЦ по ГОСТ 34.601-90
Стадия
Этапы
1. Формирование
требований к АС
1.1. Обследование объекта и обоснование необходимости
создания АС.
1.2. Формирование требований пользователя к АС.
1.3. Оформление отчёта о выполненной работе и заявки на
разработку АС (тактико-технического задания)
2. Разработка
концепции АС.
2.1. Изучение объекта.
2.2. Проведение необходимых научно-исследовательских
работ.
2.3. Разработка вариантов концепции АС,
удовлетворяющих требованиям пользователя.
2.4. Оформление отчёта о выполненной работе.
3. Техническое
задание.
3.1. Разработка и утверждение технического задания на
создание АС.
27
Стадии ЖЦ по ГОСТ 34.601-90
Стадия
Этапы
4. Эскизный
проект.
4.1. Разработка предварительных проектных решений по
системе и её частям.
4.2. Разработка документации на АС и её части.
5. Технический 5.1. Разработка проектных решений по системе и её частям.
5.2. Разработка документации на АС и её части.
проект.
5.3. Разработка и оформление документации на поставку
изделий для комплектования АС и (или) технических
требований (технических заданий) на их разработку.
5.4. Разработка заданий на проектирование в смежных
частях проекта объекта автоматизации.
6. Рабочая
документация.
6.1. Разработка рабочей документации на систему и её
части.
6.2. Разработка и/или адаптация программ.
28
Стадии ЖЦ по ГОСТ 34.601-90
Стадия
Этапы
7. Ввод в действие. 7.1. Подготовка объекта автоматизации к вводу АС в
действие.
7.2. Подготовка персонала.
7.3. Комплектация АС поставляемыми изделиями
(программными и техническими средствами,
программно-техническими комплексами,
информационными изделиями).
7.4. Строительно-монтажные работы.
7.5. Пусконаладочные работы.
7.6. Проведение предварительных испытаний.
7.7. Проведение опытной эксплуатации.
7.8. Проведение приёмочных испытаний.
8. Сопровождение
АС
8.1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными
обязательствами.
8.2. Послегарантийное обслуживание.
29
Стадии ЖЦ
по ISO/IEC 15288:2002
 Формирование концепции
 Разработка
 Реализация
 Эксплуатация
 Поддержка
 Снятие с эксплуатации
Проектирование
Реализация
Внедрение
Анализ
требований
по ГОСТ 34.601-90
 Формирование
требований к АС
 Разработка концепции АС.
 Техническое задание.
 Эскизный проект.
 Технический проект.
 Рабочая документация.

Ввод в действие.

Сопровождение АС
Эксплуатация
30
Модели жизненного цикла 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;
 поэтапная модель с промежуточным
контролем;
 спиральная (итерационная) модель.
31
Каскадная
модель ЖЦ
Формирование
требований
Проектирование
Реализация
Каскадная модель (70-80г.г.)
предполагает переход на
следующий этап после
полного окончания работ по
предыдущему этапу.
Каждый этап завершается
выпуском полного комплекта
документации, достаточной
для того, чтобы разработка
могла быть продолжена другой
командой разработчиков.
Ввод в действие
Сопровождение
32
Достоинства
Недостатки
1. На каждом этапе
формируется законченный
набор проектной
документации, отвечающий
критериям полноты и
согласованности.
2. Этапы работ выполняются в
логичной последовательности.
3. Возможно жесткое
планирование сроков
завершения работ и
соответствующих затрат.
1.
Существенная задержка с
получением конечного
результата.
2. Несоответствие разработанной
системы ожиданиям заказчика.
3. Примитивная автоматизация
существующих
производственных процессов.
4. Недостатки разработанной
системы:

монолитность;

централизованность;

сложность в использовании
Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении
ИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно
точно и полно сформулировать все требования.
33
Так были описаны требования заказчика к системе
по итогам предварительных исследований.
34
Так было сформулировано техническое задание...
35
Так была описана система в техническом проекте…
36
Такой получилась система в результате
рабочего проектирования...
37
В таком виде систему внедрили...
38
А вот чего на самом деле хотел заказчик...
39
Поэтапная модель
с промежуточным
контролем
Формирование
требований
Проектирование
Реализация
Итерационная модель
разработки ИС с циклами
обратной связи между
этапами (1980-1985 гг.)
Достоинство: межэтапные
корректировки обеспечивают
меньшую трудоемкость по
сравнению с каскадной
моделью;
Недостатки: время жизни
каждого из этапов
растягивается на весь период
разработки.
Ввод в действие
Сопровождение
40
V – модель
Идея
Проверка и приёмка
Требования и
архитектура
Функционирование
и развитие
Проверка
и приёмка
Рабочий
проект
Сборка и
тестирование
Реализация
41
Спиральная модель
Каждый виток
спирали
соответствует
поэтапной модели
создания фрагмента
или версии
программного
изделия, на нем
уточняются цели и
характеристики
проекта, определяется
его качество,
планируются работы
следующего витка
спирали.
В результате
выбирается вариант,
который доводится до
реализации.
42
Достоинства
Недостатки
1. Накопление и
1. Сложности с определением
повторное
момента перехода на
использование
следующий этап.
программных средств, 2. Недостаточное внимание к
моделей и прототипов.
разрабатываемой
2. Ориентация на
документации на систему.
развитие и
модификацию системы
в процессе ее
проектирования.
3. Анализ риска и
издержек в процессе
проектирования.
43