Проектирование автоматизированных информационных систем
Проектирование автоматизированных информационных систем
Блок 1. Информационные системы (ИС).
Модуль 1.1. Общая характеристика процесса создания АИС
1. Предмет и содержание дисциплины.
2. Содержание и тенденции развития АЭИС.
1) Проектирование Автоматизированных Экономических Информационных Систем (ПАЭИС)– это формализованное представление решений по созданию автоматизированной системы.
Автоматизированная экономическая система –
- технические средства;
- люди;
- информационные ресурсы;
- программные средства.
2) Автоматизированная экономическая информационная система (АЭИС) – человеко-машинная система, в которой с помощью экономико-математических методов современных средств сбора, передачи и обработки, экономической информации решаются задачи по управлению производственными процессами.
Элементами этой системы являются - человек, технические средства, экономико-математические методы, совокупность задач и функций управления представленных в формализованном виде, программные средства.
Основные направления развития АЭИС:
- Развитие децентрализованных систем обработки данных;
- Объединение и развитие интегральных систем;
- Развитие, создание автоматизированных банков данных;
- Интеграция микроэлектроники с оборудованием;
- Интеграция электрических и технических автоматизированных систем.
ПАЭИС базируется на использовании ряда научных положений, к которым относится:
- использование системного подхода;
- использование ряда принципов по созданию систем, которые сформулировал академик Глушков (отец экономической кибернетики).
Системный подход – метод, который базируется на соблюдении ряда правил при проектировании всей системы и ее отдельных элементов.
Согласно этому методу весь процесс проектирования разбивают на два этапа:
- Макропроектирование;
- Микропроектирование.
1 этап предполагает разработку принципиальных положений по структуре и функциональному обеспечению системы.
Сюда относится:
- формулировка проблемы, которая разбивается на определенные цели системы, описание действующих на систему факторов, описание действующих связей с другими системами;
- определение вариантов построения системы;
- построение адекватного математического описания;
- анализ этих вариантов;
- синтез оптимального варианта системы.
Цель, способы, адекватное математическое описание, программные средства, каждый из элементов подчиняется общей цели.
Принципы, которые целесообразно придерживаются для разработки систем:
- Принципы новых задач (ИС вовлекает в себя новые задачи, расширение системы);
- Принцип непрерывного развития системы;
- Принцип однократного ввода информации и многократного использования (ввод информации трудоемкий процесс, одни и теже данные должны вводится один раз но по разному использоваться);
- Проектируемые системы (должны предусматривать не только обработку информации, но ее организацию сбора, передачи данных по каналам связи. Обработанная информация – функция информационной системы);
- Принцип первого руководителя (всей системой должен руководить один человек, который отвечает за ее функционирование в будущем);
- Задачу разработки базы данных, предназначенной для хранения информации;
- Задачу разработки графического интерфейса пользователя клиентских приложений.
2. Содержание и тенденции развития АЭИС.
Развитие не идет по сочетанию централизованной и децентрализованной информации.
Первое развитие децентрализованных систем обработки данных создаваемых в виде АРМ на базе персональной вычислительной техники.
Второе - объединение и развитие интегральных систем на базе локальны вычислительных систем (небольшое расстояние).
Третье - развитие автоматизированных банков данных.
Четвертое – интеграция микроэлектроники с оборудованием.
Пятое – интеграция экономических и технических автоматизированных систем (замер температуры).
Цели проектирования – показатели системы, которые характеризуют состояние системы:
1. Функциональная полнота – характеризует уровень автоматизации
F=Па/По ,
Где Па – число показателей, которые получаем с помощью созданной системы (автоматизируется),
По – общее число показателей, которое используется при функционировании производственной системы.
F=1 – превосходно.
2. Своевременность – характеризует возможность получения лицом принимающего решение необходимую информацию к определенному сроку.
Kt=(Па - Па)/Па ,
Где Kt – коэффициент времени – своевременность,
Если Kt=1 – надежность.
3. Функциональная надежность
k
Где рi – вероятная надежность безотказной работы i-го элемента,
ii - элементы системы,
kk -число элементов системы.
4. Адаптивная надежность.
Ка=То/(То+Тв),
Где То – среднее время между отказами системы,
Тв – среднее время восстановления системы.
Если, То меньше и Тв меньше, то тем система надежней.
5. Экономическая эффектность системы- обосновывается расчетом срока окупаемости капитальных вложений за счет эффекта, полученного от снижения стоимости вычислительных работ и расчетом экономического эффекта на приведенных затратах.
Тема 2: Стадии и этапы проектирования АЭИС.
Состав технической документации.
1. Структура и состав АЭИС.
2. Стадии и этапы создания АЭИС.
3. Состав технической документации.
По структуре АЭИС – можно разделить на две части : функциональную и обеспечивающую, каждая из этих систем делится на подсистему.
Подсистемы первой (функциональной) части делятся на комплексы задач, а комплексы на отдельные задачи.
Обеспечивающие подсистемы делятся на:
- программное обеспечение;
- информационное обеспечение;
- техническое обеспечение;
- организационное обеспечение;
- математическое обеспечение;
- лингвистическое обеспечение.
АЭИС
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ЧАСТЬ
Подсистемы Подсистемы
Комплексы задач ИО ПО ТО ОО МО ЛО
Задачи
Функциональная часть представляет собой совокупность формализованных функциональных задач, обеспечивающих реализацию определенных функций управления.
Типовые функциональные подсистемы:
- Бух.учет;
- ОК;
- Сбыт и реализация продукции;
- Материальное обеспечение;
- Маркетинг.
Подсистема:
- Технической подготовки производства;
- Подготовка оперативного управления;
- Подготовка материального снабжения;
- Подготовка сбыта и реализации готовой продукции;
- Подготовка управления кадками;
- Подготовка управления бух.учетом.
Обеспечивающая часть.
Программное обеспечение – совокупность машинных программ записанных на носителе, их описание, описание эксплутационной документации позволяющее решать функциональные задачи (алгоритмы).
Информационное обеспечение – совокупность массивов информации которые записанные на машинные носители, систем кодирования информации первичных и вторичных документов, схем, описаний, технологий обработки данных, инструкций, которые обеспечивают отображение производства и позволяющие принимать управленческое решение.
Техническое обеспечение – совокупность технических средств по сбору, регистрации, передачи, обработки информации и технической документации позволяющие эксплуатировать эти технические средства.
Организационное обеспечение – совокупность технических документов регламентирующих функционтрование системы в целом, а также поведение человека в рамках этой системы.
Выделяют математическое обеспечение – при использовании экономико-математических методов и моделей.
Иногда выделяют лингвистическое обеспечение – использование словарей, определений, позволяющее идентифицировать различные элементы системы.
2. Стадии и этапы создания АЭИС.
Процесс создания АЭИС – длительный трудоемкий процесс, в котором как правило задействован широкий круг исполнителей, который можно разбить на следующие стадии:
1. Предпроектная стадия.
2. Стадия проектирования (техническое и рабочее).
3. Ввод в эксплуатацию.
Первый этап – этап макропроектирования. На этой стадии определяются основные направления существующей системы управления. Определяется круг функциональных задач, которые следует автоматизировать.
Определяются затраты на создание системы.
Сроки разработки системы.
Круг исполнителей, технико –экономические показатели которые будут достигнуты при разработке системы.
Иногда на этой стадии специально проводятся научно – исследовательские работы,, результатом которых является технический отчет.
Предпроектная стадия считается законченной, если руководство предприятия утверждает техническое задание на создание системы.
Второй этап. На стадии проектирования разрабатываются технические и рабочие проекты и уточняется расчет экономической эффективности.
Разрабатываются все обеспечивающие системы АЭИС.
Результатом выполнения этого этапа является готовая система.
Третий этап. На стадии ввод в эксплуатацию выполняются мероприятия, по подготовке объекта к внедрению, проводятся опытные испытания, определяются технико – экономические показатели достигнутые за этот период.
3. Состав технической документации
Состав технического задания
Основными подразделами являются:
1) введение
Наименование системы, перечисляются документы, на основании которых разрабатываются системы, сроки начала и окончания работы, и исполнители.
2) характеристика объекта и существующей системы управления
Структура объекта, краткая характеристика материальных, энергетических входных и выходных потоков, особенности режима работы объекта.
3) назначение АЭИС
Цели совершенствования системы. Критерии эффективности, перечень автоматизированных функций, общее описание структуры будущей системы. Связи этой системы с другими системами.
4) основные требования
Которые разрабатываются на требования системы в целом, и требования к отдельным частям системы.
Указываются требования к качеству выполняемых функций, круг функциональных задач, которые должны быть автоматизированы, точность вычислений, способы обмена информацией между системами, режим работы системы.
5) технико-экономические показатели системы
Краткие итоги предварительного расчета максимальных затрат на проектируемые показатели экономической эффективности, основные статьи за счет которых будет получен экономический эффект при создание и внедрение системы.
6) состав, содержание и организация работы
Указываются сроки выполнения отдельных этапов, разграничения обязанностей и работ между отдельными исполнителями.
Обязанности разработчиков и заказчиков, сроки выполнения мероприятий, определяются стадии проектирования.
Технический проект (ТП) – разрабатывается на проектной стадии и его назначение – представление принципиальных вопросов по созданию системы.
1. Четкое определение критерия системы.
2. Описание организационно функциональной структуры системы.
3. Описание постановок задач.
4. Информационное обеспечение.
5. Описание принципиальных вопросов по комплексу технических средств.
6. Описание принципиальных вопросов по программному обеспечению.
7. Описание принципиальных вопросов по организационному обеспечению.
Состав технического проекта (ТП)
1) общее описание системы
2) структура системы
3) постановки задач
4) информационное обеспечение
5) программное обеспечение
6) техническое обеспечение
7) организационное обеспечение
В состав ТП могут входить также документы общесистемного назначения:
- сметы затрат на приобретение оборудования;
- сметы затрат на выполнение проектных работ;
- сметы затрат на внедрение работ;
- уточнение расчетов экономической эффективности.
Рабочий проект (РП)– следующий документ который создается на основании ТП. Основным содержанием РП являются документы по программному, техническому и организационному обеспечению.
Состав документов РП:
1) общесистемная документация
Краткое описание системы, перечень и суть изменений технического проекта и перечень документов рабочего проекта.
2) документы по ПО
- структура ПО с выделением в нем готовых программных изделий;
- описание оригинального программного обеспечения;
- тексты оригинальных программ;
- руководство программисту- пользователю;
- установление порядка испытания программ.
3) контрольный пример
4) документация по техническому обеспечению
- окончательный перечень оборудования, чертежи, установки оборудования;
- инструкция по эксплуатации оборудования;
- задание по смежной части проекта (освещенности, пожарная безопасность, сантехника).
5) документация по организационному обеспечению
Здесь приводятся схемы по изменению организационно- функциональной структуре, инструкций.
Состав ТРП:
1) общесистемная документация
2) документация функциональной части
3) ИО
4) документация по ПО
5) документация по техническому обеспечению
6) документация по организационному обеспечению
Состав технической документации, разрабатываемой на стадии ввода системы в эксплуатацию:
1) план испытаний системы
2) различные приказы, распоряжения, графики подготовки объектов к внедрению, обучение персонала, материальное, финансовое обеспечение
3) различные протоколы, акты, испытания системы
4) приказ о вводе системы в эксплуатацию и окончательный расчет экономического эффекта
Тема 3: Организация и содержание предпроектного обследования.
1. Организация процесса обследования.
2. Содержание процесса обследования.
3. Обследование и анализ материалов обследования выработки предложений по совершенствованию существующей системы управления.
Организация процесса обследования проводится группой специалистов и охватывает вопросы:
- организация производства;
- технология производства;
- состояние технико- экономических показателей;
- вопросы автоматизации управления.
В состав группы должны входить:
- экономисты;
- системо-техники;
- специалисты по программному обеспечению и по техническим средствам.
Группу должен возглавлять руководитель, функция которого – уточнение заданий и целей обследований. Должна быть разработана программа исследования.
Программа обследования:
1) четкая постановка целей обследования,
2) место и положение объекта в существующем производстве и направление его развития,
3) анализ существующей организационно-функциональной структуры и определение ее внешних связей,
4) определение потребностей в информации различных звеньев и возможности постановки новых задач,
5) изучение состава, содержание документов, определение их маршрутов, определение количественных и качественных характеристик информационных потоков,
6) изучение методик и процесса формирования технико-экономических показателей,
7) определение объемов выполненных работ по отдельным рабочим местам управленческого персонала,
8) изучение существующей системы сбора и передачи информации, изучение состава технических средств, используемых в существующей системе управления,
9) выявление недостатков в существующей системе сбора и обработки информации.
2. Содержание процесса обследования.
Обследование характера производства начинается с обследования материальных потоков, что поступает на производство, что уходит с производства. Изучается динамика технико – экономических показателий. Особое внимание уделяется простоям, срывам, выясняются причины.
Изучение организационно функциональной структуры предполагает определение связей между структурными подразделениями обьекта.
Директор
Глав.бухгалтер
Ст.бухгалтер
Изучение должностных прав, обьязаностей работников управления производится путем собеседования и изучения должностных инструкций. В результате можно оформить следующую таблицу.
|
Подразделение |
Должность |
Функции |
Выполняемые операции |
К этой таблице можно указать сроки и периодичность выполнения операций.
При изучении функций необходимо рассматривать документы с которыми работает должностное лицо.
При изучении работы, должностным лицом рассматриваются документы с которыми он работает. Эти документы можно представить в таблице.
|
Наименование документа |
Входные документы (от кого получен) |
Периодичность |
Выходные документы (куда отсылаются) |
Периодичность |
При описании используемых массивов показывают: наименование, носитель (дискета, перезаписываемый компакт-диск) информации, пользователь, характеристика записей, объем и выполняемые операции с этим массивом.
Используемые средства обработки: тип и характеристика этих технических средств, частота использования, среднее время, число пользователей этими средствами.
При описании загрузки должностных лиц нужно описывать выполняемые операции, время которое затрачено на их выполнение, документы которые используются при выполнении этих операций.
В результате изучения прав и обязанностей отдельных должностных лиц обследователь должен составить общую картину по использованию в процессе управления массивов информации.
|
Характеристики массивов |
Содержание массивов |
|||||||||
|
Идентификатор конкретного массива |
Назначение |
Вид носителя |
Частота использования |
На базе каких документов формируются |
Какие документы формируются из этого документа |
Наименование записи |
Идентификатор записи |
Длина записи |
||
|
Наименование документа |
Код документа |
Наименование |
Код |
|||||||
На основании изученных рабочих мест составляется общая схема документооборота и информационных потоков и маршрут движения документов.
При описании использования комплекса технических средств необходимо ответить на следующие вопросы:
1. Как выполняются ручные операции.
2. Какие технические средства используются при обработке информации.
3. Время затраченное на выполнение операции.
Для каждого устройства должно быть следующее описание:
1. Тип устройства.
2. Первоначальная стоимость.
3. Дата приобретения.
4. Амортизационные отчисления.
5. Расходы на эксплуатацию.
6. Коэффициент использования.
7. Мнение пользователя техническим средством, есть ли необходимость в его усовершенствовании.
3. Обследование и анализ материалов обследования выработки предложений по совершенствованию существующей системы управления.
Обследование позволяет сделать основной вывод, как существующая система управления справляется с поставленными задачами. Ответ на этот вопрос дает анализ технико-экономических показателей и динамика их изменения.
Анализ технико-экономических показателей ведется по уровням (например, 90% простоя 10% тех.причины простоя, отсутствие воды ).
В результате обработки информации по материалам обследования проектировщик должен ответить на следующие вопросы:
1. Наличие документа с низким коэффициентом запоминания.
2. Выявление документов с низким коэффициентом использования.
3. Выявление документов с большой трудоемкостью информации.
4. Определение видов и количества документов которые следует вновь разработать.
5. Выявление наиболее узких мест в системе управления.
Выводы и предложения должны содержать (основа технического задания):
1.
При определении целей можно сделать вывод:
· Существующая система управления не справляется с поставленной задачей и ее необходимо заменить или усовершенствовать.
· Существующая система управления в общем справляется, но появились новые задачи, и поэтому ее необходимо приспособить к новым условиям.
· Система справляется с поставленной задачей, но затраты большие и их необходимо снизить.
· Система справляется с поставленной задачей, но имеются конкретные недостатки.
2.
Предложения по новой системе предусматривает варианты:
· Необходимость совершенствования и автоматизация ручных операций без изменения организационно-функциональных структур.
· Необходимость совершенствования и автоматизация ручных операций с изменением организационно-функциональных структур.
· Совершенствование или создание новых АСУ с изменением или без изменения организационной функциональной структуры.
3.
Выбор средств для реализации решений должен ответить на вопросы:
· Необходимость организации коллектива разработчиков, или привлечения специалистов с организаций.
· Определение необходимых материальных средств для проектирования работ.
· Определение общей стоимости работ.
· Определение сроков проектирования и внедрения систем.
К техническому заданию на основании материалов обследования и литературы должен быть предложен расчет экономической эффективности.
Тема 4: Проектирование постановок задач.
1. Содержание и сущность процесса проектирования постановок задач.
2. Технологическая сеть проектирования постановок задач.
Постановки задач относятся к функциональной части.
Проектируемый документ по постановке задач содержит 3 вопроса:
1)
При характеристике организации экономической сущности задачи указывается:
· Цель решения задачи
· Объекты которые задействованы в процессе решения
· Методика преобразования информации
· Процедуры использования выходной информации
· Режимы и регламент решения задачи
· Описываются информационные связи данной задачи с другими задачами.
2)
Дается перечень и идентификаторы всех входных сообщений. По каждому сообщению указывается вид или носитель сообщения, перечень показателей и их характеристика.
3)
Выходная информация описывается аналогично входной.
В качестве входящих сообщений могут быть использованы документы:
- требования;
- накладные;
- сертификаты;
- акты замеров;
- оборотная ведомость.
2.Технологическая сеть проектирования постановок задач.
Технологический процесс проектирования – деятельность проектировщика по специализации (проектированию) тех решений, которые были приняты в процессе создания системы. Это совокупность технологических операций.
Технологическая операция – относительно самостоятельный фрагмент, для которого можно выделить входы, выходы, определить операцию по преобразованию информации.
Технологические операции могут быть представлены как совокупность последовательных преобразователей.
Д1 П1:R1 S1 Д3 П2:R2 S2 Д4 П3:R3 S3 Д5
Д2
U1
U2
Схема: Технологические операции по созданию АСУ
П1- оформление и разработка постановки задач,
П2- оформление алгоритмов и математического обеспечения,
П3- оформление раздела технического проекта по функциональной части системы,
R1,R2,R3- ресурсы,
S1,S2,S3-ресурсы, количественное измерение,
Д1- отчет-документ,
Д2- техническое задание,
Д3- готовый раздел по постановке задачи,
Д4- алгоритм,
Д5- все разделы технического проекта,
Д3-Д5- технорабочий проект,
U1- сборники ГОСТов,
U2- сборники методик расчетов, инструкций.
Тема 5: Проектирование информационного обеспечения.
1. Состав и содержание проектной деятельности по ИО.
2. Проектирование информационной базы.
3. Проектирование систем классификации и кодирования.
4. Входные и выходные документы.
5. Проектирование технологического процесса обработки данных.
Состав и содержание проектной документации регламентируется ГОСТом.
Состав документов:
1)
В документе описания и ИО рассматривается вопрос:
· принципы организации ИО . Здесь указываются задачи для которых создается ИО. Методы контроля. Методы ведения информационной базы.
· Организация сбора и передачи данных. Указываются источники образования информации, методы передачи и объем передаваемой информации.
2)
В документе дается конкретное содержание структуры информационной базы. Перечисление всех массивов, файлов, их наименование, идентификаторы. Описывается для чего даются массивы, взаимосвязи между ими. Рассматривается организация ведения базы.
3)
Описывается каждый массив, дается перечень реквизитов, их характеристика, тип, указываются связи между реквизитами, объем каждого массива, носители информации.
4)
Структура кода и расшифровка.
5)
Приводится шапка и характеристика реквизитов по каждому столбцу.
6)
Дается последовательность тех.операций по обработке операций, как вне машины, так и внутри ее. Само описание дается в виде схемы и ее описания.
Существуют тех.операции:
1. сбор, регистрация информации;
2. передача информации;
3. кодирование информации ;
4. ввод информации;
5. накопление;
6. сортировка;
7. обработка;
8. вывод на экран;
9. хранение информации;
10. защита информации.
2.Проектирование информационной базы
Проектирование информационной базы выполняет разработку:
- организации информационной базы (ИБ);
- описание массивов.
ИБ –совокупность поименованных взаимосвязанных данных, записанных на машинные носители, доступны машине и используются для задач управления.
Совокупность нескольких баз представляет собой банк данных.
Основу любой ИБ составляют массивы или файлы.
Массивы разделяют:
- по содержанию;
- по длительности хранения информации;
а) постоянные или условно-постоянные ( нормативно-справочная информация)
б) переменные (массивы содержащие данные о состоянии объекта)
- по технологии;
а) внешние
б) внутримашинные
а иногда делят на
а) входные
б) промежуточные
в) выходные
С точки зрения методов использования нормативно-справочной информации различают ИБ :
- локальную базу данных;
- общесистемную.
Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, часть технических средств которые обеспечивают автоматизированное ведение информационной базы и обеспечивает определение логических связей между данными.
По типу СУБД логических связей делится на:
- иерархические;
- сетевая;
- реляционная (табличное описание структуры).
Каждая СУБД имеет свой язык программирования.
3. Проектирование систем классификации и кодирования
3.1. Классификация
3.2. Кодирование
Классификация – процесс разбиения объектов на множества в соответствии с выбранными признаками.
Система классификации- совокупность правил по разбиению объектов.
Кодирование- процесс присвоения кодовых обозначений классификационным группировкам и отдельным объектам.
Код характеризуется:
- длинной;
- структурой;
- степенью информативности.
В зависимости от степени информативности различают коды
регистрационные, к которым относится порядковая и серийная системы кодирования.
При порядковой системе кодирования выделяется только один признак объекта ( например, 1-гр.45, 2-гр.46 и т.д.) и присваивается порядковый номер по этому признаку.
Серийный используется когда необходимо рассматривать до двух признаков объекта, тогда объекты разбиваются на серии и внутри этой серии идет кодировка в порядковой системе.
Для каждой серии предусматривается резерв номеров (например, есть объект- список группы от 1 до 25, при серийной системе А- серия номеров 1:3,4-резерв. Б-5:6,7-резерв).
Классификационные системы кодирования подразделяются на:
1) последовательные
базируются на иерархической системе, их преимущества- простота и высокая информативность, недостаток- увеличение разрядности кода и его жесткость
2) параллельные
применяются когда требуется закодировать несколько независимых признаков, преимущество- высокая гибкость, недостаток- большая длина кода
3) комбинированные
используются для кодирования объектов, в которых имеются соподчиненные и независимые признаки (например, образование и национальность не связаны)
После кодирования информации формируются классификаторы, которые представляют собой систематизированный сбор, наименование группировок их признаков и их кодов.
Например, к классификаторам относят:
- классификатор трудовых ресурсов;
- административно-территориальных делений.
При проектировании кодов решаются вопросы:
- определение перечня всех номенклатур, групп;
- установление перечня позиций;
- выбор системы кодирования и присвоение кодового обозначения каждой позиции;
- разработка инструктивных материалов по использованию корректировке справочников.
Носителями входных и выходных документов являются:
- бумага;
- видео граммы;
- сигналы, которые передаются по каналам связи.
При проектировании ввода-вывода руководствуются максимальным использованием документов.
Разработка новых документов должна выполнятся соответствующим требованиям.
Документ можно разбить на шесть зон.
Первые 4 заголовочные зоны, 5- содержательная, 6- оформительская.
В первой зоне указывается наименование предприятия и его полный почтовый адрес.
Во второй зоне код документа и подпись утверждения.
Третья зона содержит наименование и значение реквизитов для данного документа.
Четвертая зона название документа дата составления.
Пятая зона- наименование строк и столбцов, значение всех реквизитов- это рабочая зона.
Шестая зона – подпись и печать.
Каждая зона может иметь линейно-табличную или анкетную форму.
Линейно-табличная форма
|
|
|
Анкетная
Вопрос ответ
При проектировании документа решаются вопросы его содержания и геометрии. Геометрия- решаются вопросы многострочности документа, объединение реквизитов, ширина возможного вывода на печать.
Технологический процесс (ТП) – совокупность типовых технологических операций:
1) сбор, регистрация информации;
2) передача ее;
3) контроль информации;
4) ввод в ЭВМ;
5) накопление;
6) сортировка;
7) обработка;
8) вывод;
9) размножение;
10)архивирование.
Разработка ТП начинается с самого начала проектирования системы и заканчивается на завершающих стадиях.
Проектирование ТП рассмотрим на примере «Учет и движение материалов».
При проектировании информационной системы по предприятию были приняты следующие проектные решения:
1. На базе ЭВМ создается АРМ кладовщика.
2. АРМ кладовщика, склада, увязывается в локальную вычислительную сеть предприятия, и к которой подключены АРМ бухгалтера и АРМ материалиста.
Входная информация поступает в виде требований, накладных актов на склад, курьерским способом или по почте.
Последовательность выполнения технических операций:
1. Регистрация входной информации.
2. Визуальный контроль и корректировка информации.
3. Ввод в ЭВМ .
4. Логико- синтаксический контроль и корректировка.
5. Накопление.
6. Сортировка.
7. Расчет количества поступивших и выбивших материалов за сутки и с начала месяца.
8. Вывод на экран и печать документов.
9. Передача данных по каналам связи АРМ бухгалтера.
10. Регистрация информации.
11. Контроль.
12. Расчет стоимости поступивших и выбывших материалов.
13. Составление оборотных ведомостей.
14. Архивирование.
Схема тех.процесса
Пример.
На заводе 30 цехов и отделов и 9 тысяч рабочих, в самом крупном 8 работников, а в остальных отделах от 100 до 500.
Требуется построить код табельных номеров рабочих на заводе, который даст возможность определить цех рабочего, его пол, индивидуальный номер.
Имеем три признака.
Позиционная система кодирования.
1-30 – 2 разряда код цеха
ж, м- 1 разряд
1 0
3- разряда индивидуальный номер
ХХ Х ХХХ
Цех (ХХ)
Пол(Х)
Индивидуальный номер(ХХХ)
Тема 6: Технология проектирования и разработки программного обеспечения.
1. Общая характеристика методов и технологии проектирования логики программ.
2. Методы детализации и оформления алгоритмов программ на стадии рабочего проектирования
Программный продукт обладает стоимостными характеристиками и потребительскими свойствами.
С целью сокращения стоимости разработки программного продукта, продление жизненного цикла, используется ряд методов или способов представления программного продукта при проектировании.
В жизненном цикле программного продукта выделяют 3 этапа:
1) разработка логики программ;
2) разработка собственно программ;
3) испытания и ввод в эксплуатацию.
Усовершенственная технология проектирования логики программ, основана на принципе проектирования «сверху вниз», с разработки модуля организации и взаимодействия. Использует методы структурного программирования и ряд методов по оформлению и детализации программной продукции.
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||
1- общий модуль организации и взаимодействия;
1.1- модуль ввода и контроля;
1.2- модуль расчета поступивших и выбывших материалов в стоимостном и количественном выражении;
1.3- составление оборотной ведомости;
1.4- расчет показателей по счетам;
1.5- модуль выдачи и формирования информации.
При проектировании «сверху-вниз» проектировщик детально разрабатывает первый модуль, остальные модули заменяются программами имметаторами «заглушками», в функции которых входит выдача показателей и констант в главный модуль, и передачу управления в модуль 1.
После разработки первого модуля начинается разработка модулей 1.1- 1.5.
Преимущества метода «сверху-вниз»:
- возможность одновременного документирования и разработки программ;
- возможность проектирования программного обеспечения практически с любого модуля.
При нисходящем проектировании следует придерживаться ряда принципов:
1) необходимо стремиться к строгому формализованному описанию входов, выходов и функций всех модулей;
2) если некоторая часть программы может быть выделена в отдельный модуль или подмодуль, то при описании программы необходимо его обходить;
3) при детализации логической схемы необходимо стремиться, чтобы описание каждого модуля укладывалось в 1 страницу, если это не получается то необходимо эту часть программы разделить на модули.
2. Методы детализации и оформления алгоритмов программ на стадии рабочего проектирования
Метод структурного проектирования программ заключается в том, что при разработке логики программ, накладываются определенные ограничения при использовании операторов безусловного перехода. Считается, что любую программу можно представить с помощью трех структур.
1. последовательные операторы;
2. альтернативные операторы;
3. циклические операторы.
Применение методов НIРО диаграмм.
НIРО – диаграмма состоит из трех полей
1. входные связи, структура исходящей информации показывают в поле «ввод»
2. в поле «обработка» указываются все функции, подфункции и условия их выполнения.
3. В поле «выход» дается выход информации, ее структура.
2.2. Использование специальных языков проектирования программ (ЯПП)
2.4.Технология проектирования программ с использованием решающих таблиц.
2.5. Оформление текстовой части проектной документации.
Тема 7: Организация проектирования и ввода в эксплуатацию ПО
1. Основные этапы цикла жизни ПО.
2. Тестирование и отладка программ. Состав и назначение «контрольного примера».
В жизненном цикле ПО выделяют 5 этапов:
1) анализ и формулирование требований предъявляемых к системе, разработка ТЗ;
2) проектирование системы (проектирование логики и алгоритма программы);
3) кодирование (написание текста программ);
4) тестирование и отладка;
5) сопровождение и эксплуатация.
На первом этапе формулируются требования заказчика к программному обеспечению надежность, универсальность, информационная согласованность. Решаемые функции, режимы функционирования, и пространственно временные ограничения.
На втором этапе формируется логико- структурная модель, определяется состав модулей, межмодульные связи, описывается логика программных модулей, в результате получаем документы- блок-схемы, HIPO диаграммы
.
Весь цикл жизни представляет собой последовательность следующих этапов (со стороны разработчика):
1) получение задания;
2) анализ задания;
3) разработка общесистемной структуры;
4) разработка программных модулей;
5) программная отладка;
6) общесистемная отладка;
7) опытная эксплуатация;
8) сдача системы в промышленную эксплуатацию;
9) авторский надзор за эксплуатацией.
Проектирование эффектной технологии АРМ требует испытания нетрадиционных методов ввода информации:
1) испытание читающих автоматов;
2) испытание анализаторов и синтезаторов речи;
3) испытание средств сканирования информации;
4) сканирующий ввод информации.
2. Тестирование и отладка программ. Состав и назначение «контрольного примера».
Тестирование и отладка с позиции разработчика включает 5-9 этапы жизненного цикла ПО. В процессе выполнения этих этапов разработчиком с заказчиком выявляются и устанавливаются все ошибки допущенные при проектировании.
Ошибки которые могут быть допущены в процессе проектирования:
- системные, которые обусловлены неправильным пониманием задачи и назначением условий ее реализации;
- алгоритмически связанные с некорректной формулировкой и реализации программы;
- программные- в логике и операторах;
- технологические, возникающие при подготовке документов и при вводе программ в ЭВМ.
Основным методом устранения ошибок является тестирование прогонка программы по заранее подготовленным тестам.
Тестирование позволяет не только устранить ошибки , но и оценить готовность ПО к эксплуатации.
Тестирование полноты решения функциональных задач при типовых исходных данных предназначено для обнаружения ошибок функционирования в типовых условиях, определенным техническим заданием на базовую версию ИС. Первичным эталоном являются цели и задачи создания ИС. В соответствие с этими задачами создается подробное формализованное техническое задание и спецификация требований на комплекс программ, которые являются основными эталонами при создании данного вида тестов. Для систем реального времени тесты содержат в основном динамические и стохастические данные. Эти данные имитируются моделями реальных объектов внешней среды. Результаты тестирования обрабатываются и сравниваются с эталонами преимущественно автоматически.
Контрольный пример оформляется в виде отдельного документа, прикладывается к рабочему проекту и должен быть утвержден заказчиком до начала опытной эксплуатации. В контрольном примере должны быть предусмотрены все логические цепочки алгоритмов обработки информации. Учтенные требования и ограничения представляются исходной информацией.
В контрольном примере должны быть использованы реальные массивы информации.
Процесс отладки по уровню сложности связям с реальными данными делится на программную и системную отладку.
Программная отладка включает общую логику программы и правильность ее представления, в процессе этой отладки устраняются алгоритмические, программные, технологические ошибки.
Системная отладка предназначена для проверки всей логической системы и всего комплекса программ
Тестирование функционирования программ в критических ситуациях по условиям и логике решения задач (стрессовое тестирование) предназначено для испытаний исполнения программ в нештатных ситуациях, которые редко реализуются, но важны для безопасного функционирования системы обработки информации и управления. Для разработки таких тестов создаются сценарии критических сочетаний значений исходных данных и условий решения задач, при которых необходимо проверить функционирование программ и можно ожидать искажения результатов и отказы.
Тестирование параллельного исполнения программ используется для обнаружения снижений надежности безопасности, обусловленных несогласованным использованием исходных и промежуточных данных, а также устройств вычислительной системы при параллельном исполнении программ. Это тестирование обычно требует большого количества исходных данных, содержащих как случайные, так и детерминированные составляющие. Такие данные подготавливаются в основном автоматически по сценариям наиболее критических сочетаний данных.
Тестирование эффективности защиты от искажений исходных данных служит для выявления ошибок в программах, проявляющихся при ложных или искаженных данных. Тестирование проводится при относительно небольших искажениях исходных данных, соответствующих нормированному возрастанию в них ошибок, а также при случайном полном искажении данных. При тестировании выявляются ситуации нарушения работоспособности ИС и величины снижения безопасности ее функционирования в зависимости от интенсивности искажений.
Тестирование корректности использования ресурсов памяти и производительности вычислительной системы служит для оценки безопасности исполнения программ при перегрузках памяти и производительности. Тестирование производится в основном в стохастическом режиме в реальном времени по подготовленным сценариям, создающим перегрузки оного из ресурсов системы. Проверке подлежит изменение качества, надежности и безопасности функционирования ИС вследствие пропусков обработке сообщений, возрастания длительности ожидания перед их обработкой или растягивания периодов решения задач. В результате тестирования устанавливаются реальные характеристики ИС на выбранной вычислительной системе по пропускной способности решения всего комплекса задач, а также по допустимой интенсивности решения отдельных типов задач и обработке различных сообщений.
Тестирование для измерения достигнутых значений надежности и безопасности базовых версий ИС предназначено для определения основных показателей надежности и безопасности при реальном функционировании программ. В процессе тестирования при типовых и критических условиях определяются значения наработки на отказ, длительности восстановления, коэффициента готовности и других показателей. Для сложных систем реального времени организуются многочасовые прогоны ИС при стохастических исходных данных, при которых регистрируются искажения результатов и выделяются нарушения работоспособности программ. При таком тестировании особое значение имеет соотношение типовых и критических условий функционирования и исходных данных.
При тестировании необходимо использовать имитаторы реальной внешней среды. В таких случаях (испытания систем управления воздушным движением, полетом самолетов космических кораблей, больших банковских систем) требования к средствам обеспечения испытаний технологической безопасности ИС сводятся к следующим положениям:
· все данные от реальных объектов и имитаторов внешней среды должны поступать на испытываемую ИС с естественным ходом процессов в этих объектах реального времени;
· диапазоны изменения исходных данных в имитаторах должны обеспечивать перекрытие всех характеристик современных реальных объектов внешней среды, а также предусматривать их расширения с учетом предполагаемого развития ИС и прогресса в соответствующих областях техники;
· необходимо совмещать данные от реальных объектов внешней средыи от имитаторов, заменяющих некоторые из них, которые нерационально или невозможно применять при испытаниях в натуральном ввиде;
· необходимо обеспечить регистрацию, контроль и обобщение характеристик генерируемых тестовых данных, эталонных данных и всех видов искажений и аномалий, поступающих на испытываемую ИС в любой момент времени и на любом заданном шаге обработки информации;
· для всех тестовых данных должны быть подготовлены эталонные реакции ИС, с которыми следует сравнивать результаты, получаемые в процессе испытаний.
Тема 8: Международные стандарты, поддерживающие испытания технологической безопасности ИС .
1. Стандартизация технологической безопасности ИС.
Основой развития процесса стандартизации обеспечения технологической безопасности ИС и БД является формирование рационального по составу, структуре и уровням требований комплекса нормативно- технической документации (НТД), обеспечивающего нормативную основу создания и применения ИС. Уровень введения и применения международных норм, правил и требований в действующие отечественные НТД на сегодняшний день очень низок. В этих условиях реализация проектов информатизации без учета требований и рекомендаций международных стандартов приводит к большим потерям технических и финансовых ресурсов из-за несовместимости технических и программных средств.
Таблица. Международные стандарты, направленные на обеспечение технологической безопасности
|
ISO 09126:1991.ИТ. |
Оценка программного продукта. Характеристики качества и руководство по их применению. |
|
DOD-STD-2168. |
Программа обеспечения качества оборотных программных средств. |
|
ISO 09000-3:1991. |
Общее руководство качеством и стандарты по обеспечению качества. Ч.3: Руководящие указания по применению ISO 09001 при разработке, поставке и обслуживании программного обеспечения. |
|
ISO 12207:1995. |
Процессы жизненного цикла программных средств. |
|
DOD-SND 2167 A:1988. |
Разработка программных средств для систем военного назначения. |
|
ISO 09646-1-6:1991.ИТ.BOC. |
Методология и основы аттестационного тестирования ВОС. |
|
ANSI/IEEE 829-1983. |
Документация при тестировании программ. |
|
ANSI/IEEE 1008-1986. |
Тестирование программных модулей и компонент ИС. |
|
ANSI/IEEE 1012-1986 |
Планирование проверки (оценки) (verification) и подтверждения достоверности (validaation) программных средств. |
Данные важные группы международных стандартов регламентируют:
· Показатели качества программных средств;
· Жизненный цикл и технологический процесс создания критических комплексов программ, способствующие их высокому и предотвращению непредумышленных дефектов;
· Тестирование программных средств для обнаружения и устранения дефектов программ и данных;
· Испытания и сертификацию программ для удостоверения достигнутого качества и безопасности их функционирования.
Технологическая безопасность функционирования ИС и БД при непредумышленных угрозах косвенно поддерживается еще многими десятками стандартов, которые, в той или инной степени, обеспечивают жизненный цикл и технологию разработки и сопровождения, качество, тестирование, испытания и сертификацию ИС и БД, а также унификацию их интерфейсов с операционной и внешней средой.
Тема 9: Методика расчета экономической эффектности создания и внедрения экономических систем.
1. Основные показатели экономической эффектности.
2. Методика расчета показателей экономической эффектности.
Цель расчета- определение экономической целесообразности разработки и внедрения информационной системы.
В процессе расчета сопоставляются данные по затратам на создание системы и данные, отражающие рост эффективности информационной системы. Система будет экономически эффективной, если показатели эффективности (срок окупаемости, расчетный коэффициент эффективности капитальных вложений) соответствуют отраслевым нормам эффективности капиталовложений.
Основные показатели эффективности автоматизированной обработки информации:
· Снижение затрат на обработку информации, годовой прирост прибыли (годовая экономия);
· Годовая экономическая эффективность;
· Срок окупаемости;
· Расчетный коэффициент экономической эффективности.
Проектируемая система позволяет снизить трудоемкость обработки информации. Поэтому годовая экономия (рост прибыли) рассчитывается за счет экономии живого труда. Другие показатели эффективности (повышение точности, оперативности расчетов)учитываются на качественном уровне.
2.
Количественный расчет экономической эффективности внедрения ИС выполняется по следующей схеме:
Определение годовой экономии
Э=Zр.о – Zэвм,
Где Zр.о – затраты ручной обработки информации, грн.;
Zэвм – затраты на автоматизированную обработку информации, грн..
Zр.о=М*12(1+к1+к2),
Где М – среднемесячная заработная плата (должности которая автоматизируется), грн.;
К1- коэффициент, определяющий размер дополнительной заработной платы (к1=0.45);
К2- коэффициент, определяющий размер накладных расходов (к2=0.4-0.7)
Zэвм=Сэвм*Тэвм,
Где Сэвм - стоимость одного машинного часа работы ЭВМ, грн/час;
Тэвм – годовое машинное время решения задачи, час.
Сэвм=(ЗПчас + Ам.отч +Zэл.эн +Zрем +Zматер)/Fдейст.,
Где ЗПчас - зар.плата должностного лица при решении задачи на ЭВМ;
Ам.отч – амортизационные отчисления основных и вспомогательных технических средств, участвующих в решении задач, грн.;
Zэл.эн – затраты на электроэнергию, грн.;
Zрем – затраты на ремонт оборудования, грн.;
Zматер – затраты на материалы (картридж, бумага), грн.;
Fдейст – действительный фонд времени работы ЭВМ,час.
Ам.отч =(Ст.эвм +Ст.доп.об.)*0.25 + (Ст1 кв.м*Пл)*0.07,
Где Ст.эвм - стоимость ЭМВ;
Ст.доп.об.) – стоимость дополнительного оборудования, грн;
Ст1 кв.м – стоимость одного квадратного метра площади занятой под ЭВМ, грн;
Пл – площадь занимаемая ЭВМ и дополнительным оборудованием, м2.
(Zэл.эн +Zрем +Zматер)=0.03 (Ст.эвм +Ст.доп.об )
Fдейст= Fном*(1-l/100%),
Где Fном- номинальный годовой фонд времени работы ЭВМ, час;
I – коєфициент отражающий простои оборудования в связи с профилактикой и ремонтом (I=10- 15%).
Единовременные затраты определяют по формуле:
Ткап.вл==(Ст.эвм +Ст.доп.об.) + Ст.проек.раб. + (Ст.ПО)*0.3,
Где Ст.эвм -стоимость ЭВМ, грн.;
Ст.доп.об.- стоимость дополнительного оборудования, грн.;
Ст.проек.раб.- стоимость проектных работ, грн.;
Ст.ПО – стоимость программного обеспечения, грн..
Расчет экономической эффективности выполняется по формуле:
Эг=Э-Ен*Ткап.вл.,
Где Э – годовая экономия, грн;
Ен – нормативный коэффициент эффективности вложения на вычислительную технику (Ен=0.32);
Ткап.вл. – единовременные затраты, грн.
Срок окупаемости единовременных затрат определяются по формуле:
Т=Ткап.вл./Э
Коэффициент экономической эффективности вычисляется по формуле:
Ер=Э/Ткап.вл.
Литература
Экономическая информатика. Учебник для вузов. Под ред.д.э.н., проф. В.В. Евдокимова.- СПб.: Питер, 1997.-592с.: ил.
Руденко В.Д., Марчук А.М. Курс информатики/Под ред.Мадзиганова В.М.- К.: Феникс,1998.-368с.
ГОСТ серии 34-89. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Дата введения 01.01.90-01.07.91.-М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1989.
Концепция инвариантной автоматизированной информационной системы и ее реализация. С.М.Дукарский, А.А.Савостьянов. Москва, Российский научный центр «Курчатовский институт».