Лекция 4. Жизненный цикл ИС. Стадии проектирования и реализации.

Лекция 4.
Жизненный цикл ИС.
Стадии проектирования и
реализации.
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
2
Стадия проектирования ИС
Эскизный проект
Результаты
анализа
предметной
области
Эскизное
проектирование
(мнемосхемы,
диаграммы процессов
верхнего уровня)
Технический проект
(системный проект в
виде комплекса
моделей работы ИС)
Техническое
проектирование
Техно-рабочее
проектирование
Рабочее
проектирование
Рабочий проект
(комплекс программ с
эксплуатационной
документацией)
Готовая к
внедрению
ИС
3
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
проект.
5.1. Разработка проектных решений по системе и её
частям.
5.2. Разработка документации на АС и её части.
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 или адаптация программ.
4
Структурный аспект моделирования
предметной области





Объектная структура отражает состав взаимодействующих
в процессах материальных и информационных объектов
предметной области;
Функциональная структура отражает взаимосвязь функций
(действий) по преобразованию объектов в процессах;
Структура управления отражает события и бизнес-правила,
которые воздействуют на выполнение процессов;
Организационная структура отражает взаимодействие
организационных единиц предприятия и персонала в
процессах;
Техническая структура описывает топологию
расположения и способы коммуникации комплекса
технических средств.
5
Уровни проектирования

Внешний уровень проектирования – этап выяснения
взаимодействия системы с внешней средой.



Концептуальный уровень проектирования – этап
определения характера взаимодействия основных
компонентов системы.



Что и зачем будет делать система?
Почему она должна действовать подобным образом?
Как должна функционировать система?
Кто, где, когда будет выполнять необходимые операции и процедуры?
Внутренний уровень проектирования – этап определения
способов реализации функций системы.


Какими способами и средствами система будет выполнять свои
функции?
С помощью каких программно-технических средств реализуются
требования к системе?
6
Задачи проектирования

Определение критических участков:


«Критические» участки – жизненно важные как
для нормального функционирования ИС с
точки зрения бизнеса, так и для успешной
реализации и приемки проекта.
Оценка ограничений:
смета затрат;
 сроки внедрения;
 унаследованные ограничения.


Оценка производительности системы;
7
Количество пользователей
Суточный график нагрузки на ИС
8
Задачи проектирования

Определение архитектуры:









платформа, операционная система;
тип архитектуры ("файл-сервер" или "клиент-сервер");
количество уровней архитектуры;
степень централизации базы данных;
степень однородности базы данных;
топология вычислительной сети;
требуемый уровень сервиса сети;
Определение требований к безопасности, доступу,
обслуживанию системы;
Определение возможностей использования
продуктов третьих фирм.
9
Эскизное проектирование



Эскизное проектирование проводится для
сложных систем, не имеющих аналогов.
Эскизный проект – документированное описание
предлагаемой ИС.
На этапе эскизного проектирования определяются:





функции ИС и её подсистем, их цели;
состав комплексов задач и отдельных задач;
концепция информационной базы, её укрупнённая
структура;
состав вычислительной системы;
функции и параметры основных программных средств.
10
Техническое проектирование


Техническое проектирование – проектирование
архитектуры системы, включающее разработку
структуры и интерфейсов компонентов, согласование
функций и технических требований к компонентам,
методам и стандартам проектирования.
На данном этапе разрабатываются решения:






по функциональной структуре системы;
по функциям персонала и орг. структуре;
по структуре технических средств;
по алгоритмам решения задач и применяемым языкам;
по организации и ведению информационной базы;
по системе классификации и кодирования информации.
11
Документация этапа технического
проектирования



Технический проект системы – это техническая
документация, содержащая общесистемные
проектные решения, алгоритмы решения задач, а
также оценку экономической эффективности ИС и
перечень мероприятий по подготовке объекта к
внедрению.
Источниками разработки технического проекта
служат техническое задание и эскизный проект.
Технический проект оформляется в соответствии с
ГОСТ 34.201-90 «Виды, комплектность и
обозначение документов при создании
автоматизированных систем».
12
Структура технического проекта
1.
2.
Основание для разработки (ссылки на ТЭО, ЭП)
Функциональная и организационная структура системы



3.
4.
обоснование выделяемых подсистем, их перечень и назначение
перечень задач, решаемых в каждой подсистеме, с краткой
характеристикой их содержания
схема информационных связей между подсистемами и между
задачами в рамках каждой подсистемы (документооборот)
Постановка задач
Организация информационной базы








источники поступления информации и способы ее передачи;
совокупность показателей, используемых в системе;
состав документов, сроки и периодичность их поступления;
основные проектные решения по организации фонда НСИ (состав и
структура фонда НСИ, требования к технологии создания и ведения
фонда);
методы хранения, поиска, внесения изменений и контроля;
определение объемов и потоков НСИ;
контрольный пример по внесению изменений в НСИ;
предложения по унификации документации.
13
Структура технического проекта
Альбом форм документов
Система математического и программного обеспечения
5.
6.



Принцип построения комплекса технических средств
7.




описание и обоснование схемы технологического процесса
обработки данных;
обоснование и выбор структуры комплекса технических средств;
обоснование требований к разработке нестандартного
оборудования;
комплекс мероприятий по обеспечению надежности
функционирования технических средств.
Расчет экономической эффективности системы
8.


9.
обоснование структуры математического обеспечения;
обоснование выбора системы программирования;
перечень стандартных программ.
сводная смета затрат, связанных с эксплуатацией системы;
расчет годовой экономической эффективности.
Мероприятия по подготовке объекта к внедрению системы
14
Постановка задачи




Постановка задачи – это описание экономической
задачи по определенным правилам, которое дает
исчерпывающее представление о ее сущности,
логике преобразования информации для получения
результата.
Постановка задачи начинается на стадии анализа
предметной области, а заканчивается на стадии
технического проектирования.
Постановка задачи выполняется будущим
пользователем ИС (владельцем бизнес-процесса) в
тесном сотрудничестве с разработчиком.
Для постановки задачи используются сведения,
необходимые и достаточные для полного
представления ее логической и информационной
сущности.
15
Компоненты постановки задачи
1. Организационно-экономическое описание задачи

формулировка стратегической цели задачи,
обоснование критериев оптимизации
2. Математическая модель задачи

требования однозначности, инвариантности,
результативности
3. Описание вычислительных алгоритмов

блок-схема алгоритма
4. Информационная модель задачи

виды данных, их взаимосвязь, сроки и периодичность
представления
16
План постановки задачи
1. Организационно-экономическая сущность
задачи
2. Описание выходной (результатной)
информации
3. Описание входной (исходной)
информации
4. Описание условно-постоянной
(нормативно-справочной) информации
5. Описание алгоритма решения задачи
17
Организационно-экономическая
сущность задачи







наименование задачи, место ее решения;
цель решения;
назначение (для каких подразделений и
пользователей экономического объекта
предназначена);
периодичность решения и требования к срокам
решения;
источники и способы поступления данных;
потребители результатной информации и способы
ее отправки;
информационная связь с другими задачами.
18
Организационно-экономическая
сущность задачи





Название: Оперативный анализ прибыли и
убытков по товарам в супермаркете;
Место решения: крупное торговое предприятие;
Цель: своевременное получение информации для
принятия решений относительно эффективности
торговли и необходимости закупки новой партии
товара;
Назначение (уточнение области применения):
отдел продаж супермаркета;
Периодичность: ежедневно к 10.00 (или по мере
необходимости в реальном времени);
19
Организационно-экономическая
сущность задачи (продолжение)

Источники и способы поступления данных:




Потребители результатной информации и
способы ее отправки:


поставщики (производители) товаров – бумажные
документы, e-mail, факс, Интернет;
покупатели – анкеты в торговом зале;
торговый зал, склад – бумажные отчеты (в перспективе –
организация доступа через единую БД);
отдел прогнозирования – бумажные отчеты (в
перспективе – организация доступа через единую БД);
Информационная связь с другими задачами:


подготовка отчета о продажах для бухгалтерии;
подготовка сводного отчета для администрации
супермаркета.
20
Информационная взаимосвязь
подразделений объекта
Поставщики товаров
Администрация
Отдел прогнозирования
Бухгалтерия
Отдел продаж
Торговый зал
Склад
Супермаркет
Покупатели
21
Информационные связи отдела продаж
Поставщики товаров
Информация о
поступлении товара
Группа приемки товара
Отдел
прогнозирования
Аналитическая
группа
Бухгалтерия
Отчет о продажах
Информация о ценах
Группа оперативной
связи с торговым залом
и складом
Информация о
наличии товара
Склад
Оперативный анализ прибыли
и убытков по товарам
Информация о
проданных товарах
Отдел продаж
Информация о
наличии товара
Торговый зал
22
Описание входной информации




перечень исходной информации;
формы представления по каждой позиции перечня, примеры
заполнения документов;
количество информации в единицу времени, количество строк в
документе;
описание структурных единиц информации (по каждому реквизиту):





точное и полное наименование;
идентификатор;
тип данных;
максимальная разрядность;
способы контроля исходных данных:





контроль разрядности реквизита;
контроль интервала значений реквизита;
контроль соответствия списку значений;
расчетный метод контроля количественных значений реквизитов;
метод контроля с помощью контрольных сумм и любые другие
возможные способы контроля.
23
Описание выходной информации






перечень результатной информации;
форма представления по каждой позиции перечня;
периодичность и сроки представления;
количество информации в единицу времени, количество строк в
документе;
перечень пользователей результатной информации;
описание структурных единиц информации (по каждому реквизиту):





точное и полное наименование;
идентификатор;
тип данных;
максимальная разрядность;
способы контроля данных:





контроль разрядности реквизита;
контроль интервала значений реквизита;
контроль соответствия списку значений;
расчетный метод контроля количественных значений реквизитов;
метод контроля с помощью контрольных сумм и любые другие возможные
способы контроля.
24
Описание условно-постоянной
информации



перечень условно-постоянной информации
(классификаторов, справочников, таблиц, списков
с указанием их полных наименований;
форма представления по каждой позиции
перечня;
описание структурных единиц информации (по
каждому реквизиту):





точное и полное наименование;
идентификатор;
тип данных;
максимальная разрядность;
способы взаимодействия с переменной
информацией.
25
Перечень входной, выходной и
условно-постоянной информации
Входная
информация
Выходная
информация
Условно-постоянная
информация
Информация
о
Оперативный
Номенклатура товаров (ОКП)
поступлении товаров анализ прибыли и
Справочник должностей
убытков по товарам (ОКПДТР)
Информация о
наличии товара на
Отчет о продажах Классификатор единиц
складе
измерения (ОКЕИ)
Информация о
Список сотрудников
наличии товара в
организации
торговом зале
Список поставщиков
Информация о ценах
Информация о
проданных товарах
26
Структура выходного документа
Наименование
реквизита
Идентификатор
Тип данных
Разрядность
Код товара
TOVAR
Числовой
6
Кол-во проданных
товаров, шт.
K_PROD
Числовой
3
Цена покупки, руб.
C_PAY
Числовой
3
Цена продажи, руб.
C_SALE
Числовой
3
Объем реализации по
закупочным ценам, руб.
V_PAY
Числовой
4
Объем реализации по
ценам продажи, руб.
V_SALE
Числовой
4
Наличие на складе, шт.
K_SKLAD
Числовой
3
Наличие на складе по
ценам покупки, руб.
K_PAY
Числовой
4
Прибыль, руб.
PROFIT
Числовой
4
Дата отчета
DATE_REPORT
Дата/время
8
Подпись
FIO
Символьный
30
27
Описание алгоритма решения
задачи
описание способов формирования результатной
информации с указанием последовательности
выполнения логических и арифметических
действий;
 описание связей между частями, операциями,
формулами алгоритма;
 требования к порядку расположения (сортировке)
ключевых признаков в выходных документах,
например, по возрастанию значений табельных
номеров.
Алгоритм должен учитывать общий и все частные
случаи решения задачи.

28
Описание алгоритма решения задачи





Умножение Количества проданных товаров на Цену покупки для
получения Объема реализации по ценам покупки.
Szi = Kpi * Czi
Умножение Количества проданных товаров на Цену продажи для
получения Объема реализации по ценам продажи.
Spi = Kpi * Cpi
Умножение Количества товаров на складе на Цену покупки для
получения Наличия товаров на складе в стоимостном выражении.
Kzi = Ksi * Czi
Вычитание из Объема реализации по ценам продажи Объема
реализации по ценам покупки и Наличия товаров на складе в
стоимостном выражении для получения Прибыли по Коду товара.
Pi = Spi  Szi  Kzi
Суммирование Прибыли и Убытков по Коду товара с целью получения
Суммарной прибыли или Убытков.
n
P = i=1
∑ Pi
29
Пример выходного документа
Оперативный анализ прибыли и убытков
по товарам на 10.10.2010
Czi
Cpi
Szi
Spi
Ksi
Kzi
Pi
1
3
2
3
6
9
4
8
-5
2
4
2
4
8
16
2
4
4
3
4
3
5
12
20
1
3
5
По ценам
покупки,
руб.
По ценам Колипродажи, чество,
руб.
шт.
По ценам
покупки,
руб.
Прибыль, руб.
Kpi
Цена продажи,
руб.
i
Код товара
Цена покупки,
руб.
Наличие на складе
Кол-во
проданных
товаров, шт.
Объем реализации
Менеджер отдела продаж
________ Кузнецов В.П.
30
Рабочее проектирование
Рабочее проектирование – детальное
проектирование, включающее:
разработку программ ИС,
 выбор, адаптацию и /или привязку
приобретаемых программных средств,
 разработку спецификаций каждого компонента,
 разработку интерфейсов между компонентами,
 разработку требований к тестам и плана
интеграции компонентов.

31
Документация этапа рабочего
проектирования

Рабочий проект – комплекс документации,
содержащий все необходимые и достаточные
сведения для обеспечения выполнения работ по
вводу ИС в действие и её эксплуатации, а также для
поддержания уровня эксплуатационных
характеристик (качества) системы в соответствии с
принятыми проектными решениями.

Источником разработки рабочего проекта служит
технический проект.
В комплекс рабочего проекта входит также программная
документация в соответствии с ГОСТ 19.701-90.

32
Разработка спецификаций модулей ИС –
основная часть функционального
проектирования
Задачи:
 разработка спецификаций, которые выражают
функциональные возможности каждого модуля в
физических категориях;
 определение средств разработки для каждого
модуля (или выделенных групп модулей), если
используются несколько средств разработки в
одном проекте;
 определение последовательности реализации
модулей и зависимостей модулей.
33
Спецификации
Функциональная
Разрабатывается для
заказчика с целью
получения санкции на
завершение
проектирования и начало
реализации.
Техническая
Создается для разработчиков
модулей и групп тестирования,
содержит описание деталей
проекта, а также ряд отчетов
из репозитария CASE-средств.
Основанием для разработки
служит постановка задачи.
34
Содержание технической спецификации











описание назначения формы или функции модуля;
данные навигации;
формат вызова формы (модуля);
список входных параметров и параметров по умолчанию;
список выходных параметров и правила их обработки;
описание обработки (события внутри модуля и их обработка);
список ошибок, которые генерируются в процессе обработки
и реакция на них;
ограничения доступа к форме (модулю);
вероятные блокировки (потенциальные конфликты и
обработка ожидания);
ожидаемое состояние базы данных после выполнения модуля;
способ проверки целостности данных.
35
Отсутствие спецификаций
Ошибки
Последствия
Неконтролируемый рост
объемов данных
Резкое снижение
производительности системы
Возникновение потоков
запросов с изначально высокой
вероятностью конфликта
Смешивание системных и
интерфейсных модулей,
ошибки в размещении бизнеслогики
Дублирование модулей
Зацикливание
Отсутствие или неполная
реализация требуемых
заказчиком функций системы
Увеличение сроков разработки
и конфликты с заказчиком
Создание «монолитной»,
тяжело сопровождаемой
системы
Неоправданный рост затрат
36
Тестирование
Объект
Наименование
тестирования теста
Цель проведения теста
Отдельный
модуль
Автономный
тест
1) обнаружение отказов модуля;
2) соответствие модуля спецификации.
Группа
модулей
Тесты связей
Определение взаимного влияния модулей
Тесты имитации Определение степени восстановления
отказов системы системы после сбоев
Подсистема
(система)
Тесты
наработки на
отказ
Определение степени устойчивости
системы в условиях штатной работы,
оценка времени безотказной работы
Тесты пиковой
нагрузки
Определение степени устойчивости
системы в условиях перегрузки.
Системный тест Внутренняя приемка продукта,
показывающая уровень его качества
37
Функции технической документации
1) Предоставление информации для управления
процессом разработки ИС;
2) обеспечение связи между задачами и
участниками разработки;
3) обеспечение качества ИС;
4) предоставление методической, инструктивной и
справочной информации;
5) сопровождение программного обеспечения ИС;
6) обеспечение преемственности разработки
(предоставление исторической справки).
38
Принципы документирования






Документация охватывает весь жизненный цикл ИС
Документирование должно быть управляемым
Документация должна соответствовать ее
читательской аудитории.
Работы по документированию должны быть
объединены в общий процесс разработки
программного обеспечения
Должны быть определены средства поддержки
процесса документирования
Должны быть определены и использованы стандарты
по документированию
39
Нормативные документы, регламентирующие
процесс документирования

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99
«Информационная технология. Процессы
жизненного цикла программных средств»

ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 9294-93
«Информационная технология. Руководство по
управлению документированием программного
обеспечения»

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15910-2002
«Информационная технология. Процесс создания
документации пользователя программного средства»
40
Типы технической документации
ТД
документация
разработки
•спецификации
требований;
•спецификации
функций;
•проектные
спецификации;
•планы разработки;
•планы сборки и
тестирования ПО;
•планы обеспечения
качества и т.д.
документация
продукции
•технологические
инструкции;
•руководства
пользователя;
•руководства по
сопровождению ПО;
•брошюры и
информационные
листовки,
посвященные
продукции.
документация
управления
проектом
•планы-графики
процесса разработки;
•отчеты о
согласованных
изменениях ПО;
•отчеты о решениях,
связанных с
разработкой;
•распределение
обязанностей.
41
Определение качества
документирования



качество содержания можно измерять в
элементах точности, полноты и ясности;
качество структуры можно измерять
легкостью, с которой читатель имеет
возможность определить местоположение
информации;
качество представления должно
соответствовать типу проекта.
42
Ресурсы процесса документирования

Персонал
проектировщики и программисты
 специалисты предметной области
 разработчики технической документации
(технические писатели, документаторы)


Средства документирования
ручные и механические средства
 технические средства
 автоматизированные средства разработки
документации


Финансовые средства
43
Процесс документирования
1. Подготовка процесса (определение перечня
документов, разрабатываемых в процессе
создания ИС)





наименование
назначение
пользователи
технологический процесс разработки
сроки выпуска
2. Проектирование и разработка документов
3. Выпуск документов
4. Сопровождение документации
ГОСТ Р ИСО 12207-99
44
Разработка эксплуатационной
документации
I этап
Получение исходных
материалов (заказчик,
документатор) – п. 8.1.2.
Разработка плана
документирования
(документатор) – п. 8.1.3
Проверка плана
документирования
(заказчик) – п. 8.1.4.2
II этап
Разработка документации в
соответствии с планом
(документатор)
Проверка
документации
(заказчик) –
п. 8.1.4.3-8.1.4.5
Тестирование на
практичность
(документатор,
заказчик) – п. 8.1.5
Тиражирование и
распространение
(документатор) – п. 8.1.3.1
ГОСТ Р ИСО/МЭК 15910-2002 45
Технологическая инструкция



Технологическая инструкция – сборник описаний
технологических операций.
Технологическая операция (в бизнес-процессе
пользователя) – связное действие, выполняемое
одним субъектом в течение ограниченного времени
и приводящее к осмысленному результату
безотносительно средств его достижения.
Задача технологической инструкции – соотнести
функциональность ПО автоматизированной
системы с практикой, описать работу
пользователей ИС по существу.
46
Причины разделения технологической
инструкции и руководства пользователя
1. Одни и те же функции ПО могут использоваться
разными сотрудниками при выполнении разных
операций.
2. Процессы сопровождения ПО и реинжиниринга
организационной структуры могут протекать поразному. Объединение программной и
организационной части в одном документе
осложнит его обновление и согласование.
3. Текст инструкции, предназначенной для
пользователя, будет перегружен техническими
деталями, осложняющими общее понимание
47
технологической операции.
Элементы технологической инструкции



Триггер – событие или обстоятельство, при наступлении
которого пользователь выполняет операцию (внешнее по
отношению к пользователю событие, наступление
определенного момента по установленному расписанию или
собственное решение).
Результат операции – существенное изменение ситуации,
которое происходит после ее успешного выполнения.
Результат не следует путать с выходными данными или
документами.
Пошаговое описание выполнения операции, подробность и
объем которого во многом определяются особенностями АС.
 Способ проверки успешности выполнения операции.
 Описание нештатных ситуаций и возможных действий в
них.
48
Экспертиза технической
документации


Экспертиза документации определяет
согласованность документов, разработанных
на разных стадиях создания ИС.
Согласованность – главное требование к
технической документации, выражающееся
в непротиворечивости сведений, излагаемых
в отдельных документах, входящих в состав
комплекта технической документации.
49
Цели и задачи экспертизы ТД
ЦЕЛИ:
 снижение финансовых рисков заказчика и
исполнителя при создании ИС;
 сокращение сроков ввода ИС в действие.
ЗАДАЧИ:
 проверка технической документации на
комплектность;
 проверка структуры разделов технической
документации на соответствие требованиям
стандартов, нормативных документов и актов;
 проверка соответствия содержательной части
технической документации требованиям НТД и
техническим требованиям организации-эксперта.
50
Техническая документация,
подлежащая экспертизе





Техническое задание на создание
автоматизированной системы;
Технический или технорабочий проект;
Документы, разрабатываемые на стадии
«Рабочая документация»;
Эксплуатационная документация;
Программа и методики испытаний.
51
Взаимосвязь технической
документации
Требования
Стадия
Техническое
анализа
задание
предметной
области
Проектная
стадия
Стадия
реализации
(разработки)
Решения
Пояснительная
записка
к техническому
проекту
Сведения о
системе
Общее описание
системы
(рабочий проект)
52
Техническое задание Пояснительная
записка к ТП
Общее описание
системы
перечень подсистем,
их назначение и
основные
характеристики...
требования к
характеристикам
взаимосвязей системы
со смежными
системами,
требования к ее
совместимости
описание
взаимосвязей АС с
другими системами
решения по
сведения об АС в
структуре системы, целом и ее частях...
подсистем…
решения по
взаимосвязям АС
со смежными
системами,
обеспечению ее
совместимости
требования к режимам решения по
описание
функционирования
режимам
функционирования
системы
функционирования системы
53
54