Представления жизненного цикла системы. Жизненный цикл программных систем

Подобно живому организму, всякий продукт (товар или услуга) имеет свой жизненный цикл , который начинается с момента его «рождения» (или, возможно, с момента зарождения идеи) и заканчивается его «смертью», или изъятием из употребления.

Жизненный цикл ЭИС – совокупность этапов, которые проходит ЭИС в своем развитии от момента принятия решения о ее создании до прекращения функционирования.

Жизненный цикл экономической информационной системы включает следующие этапы:

1) предпроектный;

2) проектирование логическое и техническое;

3) проектирование рабочее (физическое);

4) внедрение;

5) эксплуатацию;

6) изъятие.

Предпроектный этап включает в себя исследование и анализ системы управления компанией, выявляющие имеющихся информационных потребителей. Целью данного этапа является формирование требований к ИС, корректно и точно отражающих цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в требования к разработке проекта ИС так, чтобы обеспечить соответствие будущей ИС целям и задачам организации.

Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки.

Современные инструментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям. Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочисленных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа.

На этом этапе должны решаться проблемы, связанные с разработкой технического задания, плана мероприятий по подготовке объекта, включая подготовку персонала и финансирования. На данном этапе также осуществляется анализ осуществимости ИС, а именно рассматривается:

· эксплуатационная осуществимость – возможно ли создание данной ИС, насколько она будет удобно в эксплуатации и отвечать заданным требованиям;

· экономическая осуществимость – стоимость, эффективность с точки зрения пользователя;

Проектирование логическое и техническое – это разработка в соответствии со сформулированными требованиями и выявленными информационными потребностями системной и функциональной архитектуры ЭИС.

На этапе проектирования, прежде всего, формируются модели данных. Проектировщики в качестве исходной информации получают результаты анализа. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования базы данных. Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных.

Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, чтобы получить спецификации (описания) всех модулей ИС. Оба эти процесса проектирования тесно связаны, поскольку часть бизнес-логики обычно реализуется в базе данных (ограничения, триггеры, хранимые процедуры). Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню, вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы.

Кроме того, на этапе проектирования осуществляется также разработка архитектуры ИС, включающая в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем). В неоднородной ИС могут работать несколько компьютеров на разных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем.

Кроме выбора платформы, на этапе проектирования определяются виды архитектуры:

· архитектура «файл-сервер» или «клиент-сервер»;

· база данных централизованная или распределенная. Если база данных будет распределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться;

· серверы, параллельные или одиночные для баз данных (в целях достижения необходимой производительности) и т.д.

Этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС.

Проектирование рабочее (физическое) включает создание и настройку программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала. Проектирование заканчивается созданием рабочего проекта.

Рабочий проект – это техническая документация, утвержденная в установленном порядке, содержащая уточненные данные и детализированные общесистемные проектные решения, программы и инструкции по решению задач, а также уточненную оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и уточненный перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

В ходе опытного и промышленного внедрения осуществляется комплексная отводка системы и обучение персонала.

Внедрение системы – это процесс постепенного перехода от существующей ЭИС к новой, предусмотренной документацией рабочего проекта на всю систему. Внедрение отдельных задач и подсистем может проводиться параллельно с разработкой рабочего проекта на всю систему.

Основными этапами внедрения системы являются:

· подготовка объекта к внедрению системы;

· сдача задач и подсистем в опытную эксплуатацию;

· проведение опытной эксплуатации;

· сдача задач, подсистем, системы в целом в промышленную эксплуатацию.

Опытная эксплуатация ИС заключается в проверке алгоритмов, программ и звеньев технологического процесса обработки данных в реальных условиях. Она проводится для следующего:

· окончательной отладки программ и отработки технологического процесса решения задач;

· проверки подготовленности информационной базы;

· отработки взаимосвязи задач системы;

· приобретения навыков работы персоналом предприятия;

· настройки всей системы в целом и устранения выявленных недочетов.

После окончания опытной эксплуатации системы составляется отчет о внедрении. При положительных результатах опытной эксплуатации система сдается в промышлен­ную эксплуатацию.

Эксплуатация ЭИС – ее использование в реальных условиях. В ходе эксплуатации также осуществляется сопровождение, анализ работы системы, исправление ошибок и недоработок, оформление требований и разработка планов по модернизации и расширению системы.

Изъятием ЭИС из эксплуатации называется полное изъятие ЭИС из эксплуатации или существенная модернизация, позволяющая говорить о создании принципиально новой информационной системы.

Существующие модели жизненного цикла 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 жизненного цикла:

1) каскадная модель, предполагающая переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу;

2) поэтапная модель с промежуточным контролем, т.е. итерационная модель разработки с циклами обратной связи между этапами. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью, однако время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки;

3) спиральная модель делает упор на начальные этапы ЖЦ: анализ требований, проектирование спецификаций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. 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. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

На всех этапах жизненного цикла ЭИС большую роль играют специалисты экономического профиля, которые:

· формируют требования к будущей информационной системе или плану ее модернизации;

· осуществляют обоснование и расчет экономической эффективности отдельных решений, используемых в составе ИС и системы в целом;

· участвуют непосредственно в процессе создания ЭИС, помогая моделировать бизнес-процессы и соответствующие им информационные процессы, в том числе и работники предприятия, для которого создается ИС, в соответствии с одним из принципов создания ИС.

· участвуют в отладке системы при передаче ее в эксплуатацию;

· (эксперты) используют свои знания и опыт для наполнения баз данных и знаний;

· на этапе внедрения разрабатывают инструкции и обучают персонал, применяя свои знания и практический опыт.

Исследования последних лет показали, что повышение производительности за счет использования информационных технологий достигается очень редко. Главная причина в том, что новые информационные технологии часто являются зеркальным отображением предыдущих методов и процессов. Осознание этого привело к

появлению нового направления в области управления – реинжиниринга бизнес-процессов, под которым понимается улучшение или совершенствование уже существующего бизнес-процесса за счет использования информационных технологий с параллельным фундаментальным переосмыслением и радикальной переориентацией деловых процессов для достижения резких улучшений важных показателей (повышения производительности, улучшения качества, снижения себестоимости).

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

(для студентов специальностей

заочной формы обучения)

Макеевка – 2010

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Кафедра “Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины

и оборудование”

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

(для студентов специальностей

7.090214 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные,

мелиоративные машины и оборудование» и

7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

заочной формы обучения)

Макеевка – 2010

УДК 681.51:519.21

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Теория технических систем» (для студентов специальностей 7.090214 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование» и 7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство» заочной формы обучения) / Сост.: В.А. Пенчук, Н.А. Юрченко.- Макеевка: ДонНАСА, 2010.- 25 с.

В методических указаниях приведены цель и порядок выполнения практических работ, теоретические основы, варианты заданий, контрольные вопросы.

Составители: проф. В.А. Пенчук

асс. Н.А. Юрченко

Рецензенты: доц. А.К. Кралин

доц. В.А. Талалай

Ответственный за выпуск проф. В.А. Пенчук

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

СОСТАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»

Цель работы: получение практических навыков в составлении жизненного цикла технической системы.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить структуру и этапы жизненного цикла технических систем.

2. Дать определения понятиям: жизненный цикл, техническое задание, технический проект, рабочая документация, экспериментальный образец, серийное производство, проектирование, конструирование.

3. Разработать общую схему жизненного цикла для заданной системы.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Структура жизненного цикла технической системы .

Структура жизненного цикла технической системы (рис. 1.1) включает в себя основные временные этапы ее существования: научно-исследовательских работ (), разработки рабочей документации (), подготовки производства для ее изготовления (), изготовления (), предпродажной подготовки (), эксплуатации () и утилизации (). Каждый этап жизненного цикла требует определенных материальных затрат () и только при ее функции возможно получение некоторых преобразований.

Укрупненная система жизненного цикла существенно проще реальной, так как совокупность этапов, входящих в систему, имеет многочисленные внутренние технические системы, которые между собой имеют внутренние связи. Например, на этапе НИР имеют место процессы теоретических и экспериментальных исследований, обработки результатов, создание технического задания и т.п.

Рисунок 1.1 – Жизненный цикл технической системы:

ТЗ – техническое задание; РД – рабочая документация; TS – техническая система; акт – акт утилизации

На этапе создания рабочей документации, как технической системы, необходимо выполнять ряд операций по расчету и проектированию узлов и деталей, процессов и подпроцессов.

При подготовке производства, как технической системы, к изготовлению деталей узлов, сборочных единиц и в целом технических систем опять необходимо иметь дело со значительным объемом новых технических систем: станков, инструментов, процессов сборки и установки необходимого оборудования и т.п.

Сказанное можно с некоторыми изменениями распространить на этап изготовления некоторой сложной технической системы, состоящей из деталей, узлов сборочных единиц, а затем – на цикл эксплуатации и утилизации.

При любой системе производственной деятельности в создании, реализации и эксплуатации технических систем действуют три взаимосвязанных процесса: разработки «Р »; производства «П р » и эксплуатации «Э». Процессы «Р » и «П р » могут выполняться одной специализированной формой, что позволяет повысить качество технической системы в сфере эксплуатации «Э ».

Не зависимо от функциональных и экономических связей объектов «Р » и «П р » в них должны быть следующие цеха или отделы: исследовательский, конструкторско-технологический, испытательный, производственный, материально-технического снабжения, предпродажной подготовки и другие по специфике технической системы.

Этапы жизненного цикла технической системы.

Жизненный цикл технической системы состоит из ряда последовательных этапов (табл. 1.1), каждый из которых требует специфического подхода к решению поставленных или, вернее, возникающих задач.

Таблица 1.1 – Распределение основных этапов жизненного цикла

технической системы между организациями

Технические противоречия. Наиболее часто проблемные ситуации возникают на стадии создания технических систем. Изучение проблемной ситуации предусматривает выявление технических противоречий, которые могут быть административными, техническими и физическими.

Административные противоречия – это противоречия, которые возникают в начале технической задачи, когда надо принимать решение: кем делать, кто финансирует, где делать и т.д.?

Технические противоречия – это противоречия, которые возникают уже в процессе создания или изменения параметров технической системы.

Физические противоречия – это противоречия, которые возникают при взаимно противоположных требованиях к системе или к ее отдельным частям (например, легкая и прочная, устойчивая и малая опорная поверхности и т.д.).

Необходимо четко различать противоречия, которые возникают на стадии разработки технического задания (ТЗ) на техническую систему и на стадиях проектирования и конструирования, изготовления и эксплуатации. Стадия разработки «ТЗ» предназначена для решения вопросов «почему», что относится к научно-техническим задачам, на остальных стадиях решаются вопросы «как делать».

Техническое творчество. Процесс создания новых технических решений называют техническим творчеством . Техническое творчество предполагает преобразование уже известных знаний, учений и опыта в новые технические системы. Техническое творчество весьма многообразно и происходит во всех областях техники, оно может быть условно разделено на такие виды деятельности: инженерно-исследовательскую, инженерно-конструкторскую и инженерно-технологическую. В первом случае устанавливаются новые закономерности процессов и технических систем, дается ответ на вопрос «почему это происходит?». Во втором – создаются новые технические системы в виде рабочей документации, моделей, макетов, а в третьем – в виде реальных технических систем.

В научных исследованиях применяется система научного эксперимента, суть которого сводится к широкому использованию различных способов моделирования технических систем и математической теории планирования и обработки результатов эксперимента.

В общем случае современные научные исследования строятся по схеме: эксперимент – построение модели, интерпретация модели и принятие решения о направлении дальнейшего исследования.

При выполнении научных исследований одной из важнейших задач является дать достоверное технико-экономическое обоснование проектируемой технической системы, при этом используя минимальные финансовые затраты.

Инженерно-конструкторское творчество может быть разделено на проектирование и конструирование.

Проектирование представляет собой этап поиска научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений.

Конструирование – это этап создания рабочей документации на конкретное, однозначное техническое решение, которое было принято при проектировании. Весьма часто уже в процессе конструирования технической системы, может приниматься новое оригинальное решение и процесс проектирования уже проводится повторно. Можно считать, что процессы проектирования и конструирования являются взаимосвязанными и дополняющими друг друга. В процессе конструирования создаются общие виды, сборочные единицы, узлы и детали в виде, удобном для размножения и представления в процессе изготовления.

Качество и надежность технической системы во многом зависит от этапа проектирования. Бесспорно, без качественно изготовленной рабочей документации даже лучший проект останется просто предложением. Качество конструкторской продукции во многом зависит от квалификации специалистов проектно-технологического отдела и времени работы над проектом.

Конструирование – это также техническая система (процесс), а рабочая документация – техническая система (объект). Для этих систем также необходимо в обязательном порядке выполнить технико-экономическую оценку, проводить анализ вариантного проектирования и выбор наиболее эффективного. При этом необходимо учитывать следующее усредненное распределение затрат на изготовление рабочей документации (рис. 1.2).

C, %

Рисунок 1.2 – Ориентировочное распределение затрат на зарплату при создании технических систем

Психологические возможности человека-конструктора, возможности восприятия и оперирования описанием отдельных элементов в процессе их преобразования обусловливает необходимость расчленения представления о проектируемых технических системах на иерархические уровни и блоки. Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описания.

Преимущества такого подхода – сведение задач более сложного уровня к ряду задач малой сложности не вызывает сомнений и поэтому специалистами всего мира применяется ЕСКД (единая система конструкторской документации), которая устанавливает следующую иерархию технической системы типа «объект» машиностроения: детали; сборочные единицы, комплексы, комплекты. По аналогии можно расчленить техническую систему типа «процесс» на операции, процедуры, этапы и стадии.

Создатель технических систем (конструктор) всегда вынужден в достаточной мере знать настоящее (свойства материалов, допуски и посадки, нормативные документы, основные методы расчетов и т.п.) и в тоже время он должен создавать нечто новое, т.е. в достаточной степени обладать научным предвидением.

Логику проектировщика технических систем и ее взаимосвязь с этапами проектирования можно представить следующей таблицей (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Логика процесса	Основное содержание	Этап проектирования
Постановка Задачи	Определение потребности создания изделия Расчет ожидаемого эффекта при использовании нового изделия	Техническое задание
Определение области исследования Установление показателя эффективности для сравнения вариантов Количественное выражение показателя эффективности Сужение области поиска Выбор решения	Анализ информации и принятие решения Формулировка задания (перечень характеристик изделия)	Техническое предложение
Формирование новых идей Выработка концепции изделия	Эскизный проект
Инженерный анализ, оптимизация Определение показателя эффективности	Технический проект
Проверка и анализ результатов проверки	Конкретизация решения – разработка технической документации Разработка методов изготовления и технической документации к ним Создание экспериментального образца	Рабочая документация
Организация производства	Испытания, уточнение документации и принятие решения	Серийное изготовление
Оценка эффективности на этапе эксплуатации	Эксплуатация изделия	Эксплуатация

Стратегия проектирования технической системы зависит от многих факторов: ее сложности, квалификации и количества инженеров-проектировщиков одновременно работающих над одной задачей, сроками выполнения, наличия соответствующих программ и т.п.

Сказанное выше говорит о том, что как этапы процесса проектирования и создания технической системы, так и конструкторские этапы имеют многовариантный характер, что создает предпосылки выбора оптимального решения.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант задания студент выбирает по двум последним цифрам зачетной книжки.

№ зачетной книжки

Техническая система

№ зачетной книжки

Техническая система

	Башенный кран		Компьютер
	Мостовой кран		Ноутбук
	Козловой кран		Парта
	Стреловой кран		Стол
	Автомобиль		Стул
	Бульдозер		Кресло
	Скрепер		Тумба
	Конвейер		Шкаф
	Автобетоносмеситель		Комбайн
	Бензовоз		Дверной замок
	Автобус		Настольная лампа
	Микроавтобус		Аудиторная доска
	Телевизор		Тахометр
	Магнитофон		Часы
	Холодильник		Гаечный ключ
	Микроволновая печь		Аккумулятор
	Компьютер		Насос
	Ноутбук		Вентилятор
	Парта		Башенный кран
	Стол		Мостовой кран
	Стул		Козловой кран
	Кресло		Стреловой кран
	Тумба		Автомобиль
	Шкаф		Бульдозер
	Комбайн		Скрепер
	Дверной замок		Конвейер
	Настольная лампа		Автобетоносмеситель
	Аудиторная доска		Бензовоз
	Тахометр		Автобус
	Часы		Микроавтобус
	Гаечный ключ		Телевизор
	Аккумулятор		Магнитофон
	Насос		Холодильник
	Вентилятор		Микроволновая печь
	Башенный кран		Компьютер
	Мостовой кран		Ноутбук
	Козловой кран		Парта
	Стреловой кран		Стол
	Автомобиль		Стул
	Бульдозер		Кресло
	Скрепер		Тумба
	Конвейер		Шкаф
	Автобетоносмеситель		Комбайн
	Бензовоз		Дверной замок
	Автобус		Настольная лампа
	Микроавтобус		Аудиторная доска
	Телевизор		Тахометр
	Магнитофон		Часы
	Холодильник		Гаечный ключ
	Микроволновая печь		Аккумулятор

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение категории «жизненный цикл» технической системы.

2. Что включает в себя структура жизненного цикла?

3. Назовите основные этапы жизненного цикла.

4. Какие типы противоречий возникают в проблемной ситуации?

5. Чем отличаются административные противоречия от технических?

6. На какие виды деятельности может условно разделено техническое творчество?

7. Что такое научно-исследовательское творчество?

8. Что такое проектирование и конструирование?

9. От каких факторов зависит качество проектной документации?

10. Назовите характерное распределение затрат на создание технической системы?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

«ПОСТРОЕНИЕ РЯДОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

Цель работы: научиться построению рядов технических систем.

Порядок выполнения работы:

1. Дать определения понятиям: параметр, ряд, ряд предпочтительных чисел, модульный ряд, ряд золотого сечения, ряд Фибоначчи.

2. Согласно заданию определить первые десять членов рядов: Фибоначчи, модульного, мультипликационного и предпочтительного.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Модуль (от лат. modulus - мера) - в архитектуре и строительстве исходная мера, принятая для выражения кратных соотношений размеров комплексов, сооружений и их частей. В качестве модуля принимают меру длины (фут, метр), размер одного из элементов здания или размер строительного изделия. Применение модуля придает комплексам, сооружениям и их частям соизмеримость, облегчает унификацию и стандартизацию строительства.

Принцип (от лат. principium – основа, начало) – основное исходное положение какой-либо системы, теории, мировоззрения, внутренней организации и т.п.

Модульное проектирование предполагает наличие набора конструктивных и функциональных модулей – типоразмерных рядов. При модульном проектировании в основе лежит техническое задание на техническую систему, которая создается путем многочисленных переборов конструктивных модулей (КМ) и функциональных модулей (ФМ). Создание технических систем из уже установленного, экономически обоснованного ряда конструктивных и функциональных модулей позволяет уже на стадии проектирования получить наибольшее снижение стоимости, как проектных работ, так и работ по изготовлению.

Параметр – величина, характеризующая какие-либо свойства технической системы.

Совокупность параметров определяют техническую характеристику системы: производительность, мощность, габаритные размеры и т.п. Последовательность числовых значений такого параметра, в определенном диапазоне его значений, называется параметрическим рядом . Как правило, техническая система характеризуется большим количеством параметров, но можно выделить из них главный параметр (который определяет её функциональное назначение), основные и вспомогательные. Разновидностью параметрического ряда является типоразмерный ряд . Он создается на базе главного параметра, основные параметры которого характеризуют наиболее существенные свойства технической системы, её конструктивно-технологические особенности. Вспомогательные параметры чаще всего носят информационный характер (масса, к.п.д. и т.п.).

Формируя новые технические системы, необходимо исходить из того, что они должны содержать наименьшее число модулей, для обеспечения минимальных затрат на её изготовление и эксплуатацию. Для возможности сборки технической системы необходимо согласовать расположение модуль-узлов как по горизонтали (на одном уровне), так и по вертикали (на других уровнях). Все известные системы согласования параметров базируются на следующих основных принципах: пропорциональности, аддитивности, мультипликативности.

Принцип пропорциональности заключается в том, что основные параметры технической системы пропорциональны одному, считающемуся главным.

Принцип аддитивности (от лат. additivus – прибавляемый, полученный путем сложения) базируется на следующем – параметры Т-системы укладываются в ряд чисел, образуемых путем последовательного сложения.

Принцип мультипликативности (от лат. multiplicus – умножаемый, получаемый путем умножения) заключается в том, что параметры изделия укладываются в ряды чисел, образуемых путем умножения на постоянный множитель.

Метод пропорциональности основан на предположении, что все размеры технической системы связаны друг с другом несколькими функциональными зависимостями. Отсюда – возможность выражать все размеры через главный параметр. Например, для бульдозера можно записать следующие соотношения тягового усилия, веса, параметров отвала через мощность двигателя; для экскаватора - параметры базы, ковша, длины рабочего оборудования и др. через емкость ковша.

Метод относительных размеров применяется в различных вариантах и в различных отраслях. Его недостатком является недостаточная точность и условность применяемых размеров. В настоящее время метод пропорциональности находит широкое применение при выборе параметров простейших технических систем: (болтов, гаек, резцов и т.п.).

Аддитивные системы согласования в конечном итоге используют определенные ряды чисел, наиболее распространенными из которых являются: числа Фибоначчи, золотого сечения, модульные и предпочтительные числа. Теория чисел Фибоначчи (итальянский математик Леонардо Пизанский) была разработана еще в 1202 году. Ряд Фибоначчи – это последовательность чисел, в которой каждый последующий член ряда равен сумме двух предыдущих:

Ряды и их свойства весьма разнообразны и зависят от вида первых двух членов. Наиболее широко используются цельно числовой ряд Фибоначчи: 1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89; 144 и т.д. Как видно, значения членов ряда вначале растут медленно, а затем их рост становится стремительным. Например, двенадцатый член ряда а 12 = 377, т.е. во много раз превышает значение первого члена а 1 = 1.

Ряд золотого сечения (золотой ряд) представляет собой последовательность чисел, которая подчиняется закону

Золотое сечение - это такое пропорциональное деление отрезка (рис. 2.1) на неравные части, при котором весь отрезок так относится к большей части, как сама большая часть относится к меньшей; или другими словами, меньший отрезок так относится к большему, как больший ко всему

a: b = b: c или с: b = b: а.

Рисунок 2.1 - Схема разбиения отрезка по методу золотого сечения

Прямоугольник с таким отношением сторон стали называть золотым прямоугольником. Он также обладает интересными свойствами. Если от него отрезать квадрат, то останется вновь золотой прямоугольник. Этот процесс можно продолжать до бесконечности. А если провести диагональ первого и второго прямоугольника, то точка их пересечения будет принадлежать всем получаемым золотым прямоугольникам.

При создании технических систем в строительстве широко используются модульные системы. В простейшем виде ряд , построенный по модульной системе, представляет ряд, построенный по арифметической прогрессии

где - линейный модуль; - член ряда.

Ряды, построенные на основе зависимости арифметической прогрессии, имеют несколько больше расхождений в числах первых членов ряда и сгущенность в зоне больших величин. Иногда значение линейного модуля .

Чтобы уменьшить количество членов больших значений ряда, могут быть использованы модульные системы ступенчато-арифметической прогрессии: одно-, двух- и даже трехмодульные.

Мультипликационные ряды в основном основаны на использовании закономерностей геометрических прогрессий

где - знаменатель прогрессии; - номер -го члена ряда.

Изменяя значения первого члена ряда и знаменателя прогрессии , можно создать бесчисленное количество числовых рядов. В настоящее время рекомендуются к использованию численные ряды, у которых в качестве знаменателя ряда используется число равное или .

При создании технических систем на протяжении ряда веков используются численные ряды, у которых знаменателем является число равное . Рассматривая вопрос о выборе численных рядов для создания разнообразных технических систем, анализу подвергались ряды, в которых применялись различные значения у корня .

В 1953 году многими странами было принято к использованию международную систему построения числовых рядов. Эти численные ряды получили название рядов предпочтительных чисел (табл. 2.1).

Ряды предпочтительных чисел (РПЧ) представляют собой десятичные ряды геометрической прогрессии вида , т.е. знаменатель ряда , где - номер ряда = 5; 10; 20; 40 и .

Таблица 2.1 - Основные ряды предпочтительных чисел

Основные ряды	Номер предпочтительного числа	Разность меж-ду числами и расчетными величинами, %
1,00 1,60 2,50 4,00 6,30 10,00	1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 3,15 4,00 5,00 6,30 8,00 10,00	1,00 1,25 1,40 1,60 2,00 2,12 2,24 2,50 2,80 3,15 3,55 4,00 4,50 5,00 5,60 6,30 7,10 8,00 9,00 10,00	1,00 1,06 1,12 1,18 1,25 1,32 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,12 2,24 2,36 2,50 2,65 2,80 3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 4,00 4,25 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 8,00 8,60 9,00 9,50 10,00		+0,07 -1,18 -0,71 -0,71 -1,01 -0,88 +0,25 +0,95 +1,26 +1,22 +0,87 +0,42 +0,31 +0,06 -0,48 -0,47 -0,49 -0,65 +0,49 -0,39 +0,01 +0,05 -0,22 +0,47 +0,78 +0,74 +0,39 +0,24 -0,17 -0,42 +0,73 -0,15 +0,25 +0,29 +0,01 +0,71 +1,02 +0,98 +0,63

Примечание. Расчетные величины чисел, указанные в таблице, представляют собой величины, вычисленные с точностью до 5-й значащей цифры; при этом погрешность по сравнению с теоретической величиной составляет менее 0,00005

В зависимости от согласования параметров Т-систем необходимо применять тот или иной номер ряда. Например, для назначения главного параметра – емкости ковша одноковшового экскаватора применяется ряд R5, соответственно знаменатель ряда равен и ряд по емкости ковша (м 3) представляет 0,15; 0,25; 0,4; 0,65; 1,1; 1,6; 2,5.

При назначении главного параметра самоходных стреловых кранов (грузоподъемности) также принят ряд R5 и грузоподъемность крана (т) представляет ряд 4; 6; 10; 16; 25; 40; 64; 100; 160; 250 и т.д.

Во многих странах существуют национальные стандарты на ряды предпочтительных чисел (РПЧ). В них внесены замечания по степени округления чисел по тем или иным членам ряда, по соединению некоторых положительных качеств ряда с положительными качествами рядов на основе арифметической прогрессии и др.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Студент выбирает вариант задания по последним двум цифрам зачетной книжки (табл. 2.2 и 2.3).

Таблица 2.2 - Варианты заданий для ряда Фибоначчи и модульного ряда

№ зачетной книжки	Фибоначчи	модульного	№ зачетной книжки	Фибоначчи	модульного

Таблица 2.3 - Варианты заданий для мультипликационного и

ЛЕКЦИЯ 10

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ СИСТЕМЫ

Модели ЖЦ и его основные этапы

При описании жизненного цикла системы используются следую­щие понятия:

процесс - цепочка последовательно выполняемых работ;

этапы - последовательные отрезки времени, в течение кото­рого выполняются работы . В течение этапа могут выполняться работы, относящиеся к разным процессам. В основе деятельности по созданию и использованию автомати­зированной системы управления предприятием (АСУП) лежит по­нятие ее жизненного цикла (ЖЦ). ЖЦ является моделью создания и использования АСУП, отражающей ее различные состояния, начи­ная с момента возникновения необходимости в данном изделии и заканчивая моментом его полного выхода из употребления у всех без исключения пользователей.

Традиционно выделяются следующие основные этапы ЖЦ АСУП:

анализ требований;

проектирование;

программирование/внедрение;

тестирование и отладка;

эксплуатация и сопровождение.

ЖЦ образуется в соответствии с принципом нисходящего про­ектирования и, как правило, носит итерационный характер: реа­лизованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторя­ются в соответствии с изменениями требований и внешних усло­вий, введением ограничений и т. п. На каждом этапе ЖЦ порождает­ся определенный набор документов и технических решений, при этом для каждого этапа исходными являются документы и реше­ния, полученные на предыдущем этапе. Каждый этап завершается верификацией порожденных документов и решений с целью про­верки их соответствия исходным.

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:

1. Каскадная модель (в 70-80-е годы) - предполагает переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу и характеризуется четким разделением данных и процессов их обработки.

2. Поэтапная модель с промежуточным контролем (в 80-85-е го­ды) - итерационная модель разработки с циклами обратной связи между этапами. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью; с другой стороны, время жиз­ни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.

3. Спиральная модель (в 86-90-е годы) - делает упор на началь­ные этапы ЖЦ: анализ требований, проектирование специфика­ций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его каче­ство, планируются работы следующего витка спирали. Таким обра­зом углубляются и последовательно конкретизируются детали про­екта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

Специалистами отмечаются следующие преимущества спираль­ной модели:

накопление и повторное использование программных средств, моделей и прототипов;

ориентация на развитие и модификацию системы в процессе ее проектирования;

анализ риска и издержек в процессе проектирования

. Отметим, что главная особенность индустрии АСУП состоит в концентрации сложности на начальных этапах ЖЦ (анализ, проек­тирование) при относительно невысокой сложности и трудоемкос­ти последующих этапов. Более того, нерешенные вопросы и ошиб­ки, допущенные на этапах анализа и проектирования, порождают на последующих этапах трудные, часто неразрешимые проблемы и, в конечном счете, могут лишить успеха.

Анализ требований

Анализ требований является первой фазой разработки АСУП, на которой требования заказчика уточняются, формализуются и документируются. Фактически на этом этапе дается ответ на воп­рос: «Что должна делать будущая система?». Именно здесь лежит ключ к успеху всего проекта. В практике создания больших систем известно немало примеров неудачной реализации проекта именно из-за неполноты и нечеткости определения системных требований.

Список требований к АСУП должен включать:

Совокупность условий, при которых предполагается эксплуа­тировать будущую систему (аппаратные и программные ре­сурсы, предоставляемые системе; внешние условия ее функ­ционирования; состав людей и работ, имеющих к ней отно­шение);

Описание выполняемых системой функций;

Ограничения в процессе разработки (директивные сроки за­вершения отдельных этапов, имеющиеся ресурсы, организа­ционные процедуры и мероприятия, обеспечивающие защи­ту информации).

Целью анализа является преобразование общих, неясных знаний о требованиях к будущей системе в точные (по возможности) опре­деления. Результатом этапа должна являться модель требований к системе (по другому - системный проект) , определяющая:

Архитектуру системы, ее функции, внешние условия, распре­деление функций между аппаратной и программной частями (ПЧ);

Интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;

Требования к программным и информационным компонентам ПЧ, необходимые аппаратные ресурсы, требования к базе данных, физические характеристики компонент ПЧ, их ин­терфейсы. Модель требований должна включать:

Полную функциональную модель требований к будущей сис­теме с глубиной проработки до уровня каждой операции каж­дого должностного лица;

Спецификации операций нижнего уровня;

Пакет отчетов и документов по функциональной модели, вклю­чающий характеристику объекта моделирования, перечень под­систем, требования к способам и средствам связи для инфор­мационного обмена между компонентами, требования к ха­рактеристикам взаимосвязей системы со смежными система­ми, требования к функциям системы;

Концептуальную информационную модель требований;

Пакет отчетов и документов по информационной модели;

Архитектуру системы с привязкой к концептуальной инфор­мационной модели;

Предложения по оргштатной структуре для поддержки сис­темы.

Таким образом, модель требований содержит функциональную, информационную и, возможно, событийную (в случае если целе­вая система является системой реального времени) модели, обес­печивающие ряд преимуществ по сравнению с традиционной мо­делью:

1. Для традиционной разработки характерно осуществление на­чальных этапов кустарными неформализованными способами. В ре­зультате заказчики и пользователи впервые могут увидеть систему после того, как она уже в большей степени реализована. Естествен­но, эта система будет отличаться от того, что они ожидали увидеть. Поэтому далее последует еще несколько итераций ее разработки или модификации, что требует дополнительных (и значительных) затрат денег и времени. Ключ к решению этой проблемы и дает модель требований, позволяющая:

Описать, «увидеть» и скорректировать будущую систему до того, как она будет реализована физически;

Уменьшить затраты на разработку и внедрение системы;

Оценить разработку по времени и результатам;

Достичь взаимопонимания между всеми участниками работы (заказчиками, пользователями, разработчиками, програм­мистами и т. д.);

Улучшить качество разрабатываемой системы, а именно вы­полнить ее функциональную декомпозицию и спроектировать оптимальную структуру интегрированной базы данных.

2. Модель требований полностью независима и отделяема от кон­кретных разработчиков, не требует сопровождения ее создателями и может быть безболезненно передана другим лицам. Более того, если по каким-либо причинам предприятие не готово к реализации систе­мы на основе модели требований, она может быть положена «на пол­ку» до тех пор, пока в ней не возникнет необходимость.

3. Модель требований может быть использована для самостоя­тельной разработки или корректировки уже реализованных на ее основе программных средств силами программистов отдела автома­тизации предприятия.

4. Модель требований может использоваться для автоматизиро­ванного и быстрого обучения новых работников конкретному на­правлению деятельности предприятия, поскольку ее технология содержится в модели.

Этап анализа требований является важнейшим среди всех этапов ЖЦ. Он оказывает существенное влияние на все последующие эта­пы, являясь в то же время наименее изученным и понятным про­цессом. На этом этапе, во-первых, необходимо понять, что предпо­лагается сделать, а во-вторых, задокументировать это, так как если требования не зафиксированы и не сделаны доступными для участ­ников проекта, то они вроде бы и не существуют. При этом язык, на котором формулируются требования, должен быть достаточно прост и понятен заказчику.

С другой стороны, рассматриваемый этап ЖЦ является наиболее трудной частью разработки. Нижеследующие проблемы, с которы­ми сталкивается системный аналитик, взаимосвязаны (и это явля­ется одной из главных причин сложности их разрешения):

Аналитик не всегда располагает исчерпывающей информаци­ей для оценки требований к системе с точки зрения заказ­чика;

Заказчик, в свою очередь, не имеет достаточной информации о проблеме обработки данных для того, чтобы судить, что выполнимо, а что нет;

Аналитик сталкивается с чрезмерным количеством подробных сведений как о предметной области, так и о новой системе;

Традиционная (текстовая) спецификация системы из-за объе­ма технических терминов часто непонятна заказчику;

Если такая спецификация понятна заказчику, она будет недо­статочной для проектировщиков и программистов, создаю­щих или адаптирующих систему.

Конечно, применение известных аналитических методов снима­ет отдельные проблемы анализа, однако приемлемое решение сово­купности этих проблем может быть найдено только путем примене­ния современных методик системной и программной инженерии, ключевое место среди которых занимают методологии структурного и объектно-ориентированного анализа.

Структурные методы анализа

Структурным анализом принято называть метод исследования си­стемы, который начинается с общего обзора ее и затем детализиру­ется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней . Для таких методов характерно:

Разбиение на уровни абстракции с ограничением числа эле­ментов на каждом из уровней (обычно от 3 до 7, при этом верхняя граница соответствует возможностям человеческого мозга воспринимать определенное количество взаимоувязан­ных объектов, а нижняя выбрана из соображений здравого смысла);

Ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали;

Использование строгих формальных правил записи;

Последовательное приближение к конечному результату.

Методы структурного анализа позволяют преодолеть сложность больших систем путем расчленения их на части («черные ящики») и иерархической организации этих черных ящиков . Преимущество ис­пользования черных ящиков заключается в том, что их пользователю не требуется знать, как они работают, необходимо знать лишь его входы и выходы, а также его назначение (т. е. функцию, которую он выполняет). В окружающем нас мире черные ящики встречаются в большом количестве: магнитофон и телевизор на бытовом уровне, предприятие с позиций клиента и т. п. Проиллюстрируем преимуще­ства систем, составленных из них, на примере музыкального центра.

Конструирование системы черных ящиков существенно упро­щается. Намного легче разработать магнитофон или проигры­ватель, если не беспокоиться о создании встроенного усили­тельного блока.

Облегчается тестирование таких систем. Если появляется пло­хой звук одной из колонок, можно поменять колонки места­ми. Если неисправность переместилась с колонкой, то имен­но она подлежит ремонту; если нет, тогда проблема в усили­теле, магнитофоне или местах их соединения.

Имеется возможность простого реконфигурирования системы черных ящиков. Если колонка неисправна, то можно отдать ее в ремонтную мастерскую и продолжать слушать записи в моно­режиме.

Облегчается доступность для понимания и освоения. Можно стать специалистом по магнитофонам без углубленных зна­ний о колонках.

Повышается удобство при модификации. Можно приобрести колонки более высокого качества и более мощный усилитель, но это совсем не означает, что необходим проигрыватель боль­ших размеров.

Таким образом, первым шагом упрощения сложной системы является ее разбиение на черные ящики (принцип «разделяй и вла­ствуй» - принцип решения трудных проблем путем разбиения их на множество независимых задач, легких для понимания и решения), при этом такое разбиение должно удовлетворять следующим крите­риям:

Каждый черный ящик должен реализовывать единственную функцию системы;

Функция каждого черного ящика должна быть легко понимае­ма независимо от сложности ее реализации (например, в си­стеме управления ракетой может быть черный ящик для рас­чета места ее приземления: несмотря на сложность алгорит­ма, функция черного ящика очевидна - расчет точки при­земления);

Связь между черными ящиками должна вводиться только при наличии связи между соответствующими функциями систе­мы (например, в бухгалтерии один черный ящик необходим для расчета общей заработной платы служащего, а другой - для расчета налогов необходима связь между этими черными ящиками: размер заработанной платы требуется для расчета налогов);

Связи между черными ящиками должны быть простыми, на­сколько это возможно, для обеспечения независимости меж­ду ними.

Второй важной идеей, лежащей в основе структурных методов," является идея иерархии. Для понимаемости сложной системы недо­статочно разбиения ее на части, необходимо эти части организовать определенным образом, а именно в виде иерархических структур. Все сложные системы Вселенной организованы в иерархии. Да и сама она включает галактики, звездные системы, планеты, молеку­лы, атомы, элементарные частицы. Человек при создании сложных систем также подражает природе. Любая организация имеет дирек­тора, заместителей по направлениям, иерархию руководителей под­разделений, рядовых служащих. Таким образом, второй прин­цип структурного анализа (принцип иерархического упорядочения) в дополнение к тому, что легче понимать проблему, если она разби­та на части, декларирует, что устройство этих частей также суще­ственно для понимания. Понимаемость проблемы резко повышается при организации ее частей в древовидные иерархические структу­ры, т. е. система может быть понята и построена по уровням, каж­дый из которых добавляет новые детали.

Наконец, третий принцип: структурные методы широко исполь­зуют графические нотации, также служащие для облегчения пони­мания сложных систем. Известно, что «одна картинка стоит тысячи слов».

Соблюдение указанных принципов необходимо при организации работ на начальных этапах ЖЦ независимо от типа разрабатывае­мой системы и используемых при этом методологий. Руководство всеми принципами в комплексе позволяет на более ранних стадиях разработки понять, что будет представлять собой создаваемая сис­тема, обнаружить промахи и недоработки, что, в свою очередь, облегчит работы на последующих этапах ЖЦ и понизит стоимость разработки.

Для целей структурного анализа традиционно используются три группы средств, иллюстрирующих:

функции, которые система должна выполнять,

отношения между данными,

зависящее от времени поведение системы (аспекты реальноговремени).

Среди многообразия графических нотаций, используемых для ре­шения перечисленных задач, в методологиях структурного анализа наиболее часто и эффективно применяются следующие:

DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных совмес­тно со словарями данных и спецификациями процессов (мини-специ­фикациями);

ERD (Entity-Relationship Diagrams) -диаграммы «сущность -связь »;

STD (State Transition Diagrams) - диаграммы переходов состо­яний.

Классическая DFD показывает внешние по отношению к систе­ме источники и стоки (адресаты) данных, идентифицирует логи­ческие функции (процессы) и группы элементов данных, связыва­ющие одну функцию с другой (потоки), а также идентифицирует хранилища (накопители) данных, к которым осуществляется дос­туп. Структуры потоков данных и определения их компонент хра­нятся и анализируются в словаре данных. Каждая логическая функ­ция (процесс) может быть детализирована с помощью DFD нижне­го уровня; когда дальнейшая детализация перестает быть полезной, переходят к выражению логики функции при помощи специфика­ции процесса (мини-спецификации). Содержимое каждого храни­лища также сохраняют в словаре данных, модель данных хранили­ща раскрывается с помощью ERD. В случае наличия реального вре­мени DFD дополняется средствами описания зависящего от време­ни поведения системы, раскрывающимися с помощью STD. Эти взаимосвязи показаны на рис. 20.

Необходимо отметить, что для функционального моделирова­ния наряду с DFD достаточно часто применяется и другая нота­ция - SADT (точнее, ее стандартизованное подмножество IDEFO). Сравнительный анализ этих двух подходов к моделированию фун­кций системы будет приведен ниже.

Таким образом, перечисленные выше средства позволяют сде­лать полное описание системы независимо от того, является ли она существующей или разрабатываемой с нуля. Такое подробное опи­сание того, что должна делать система, освобожденное насколько это возможно от рассмотрения путей реализации, получило назва­ние спецификации требований, дающей проектировщику, реализу­ющему следующий этап ЖЦ, четкое представление о конечных ре­зультатах, которые должны быть достигнуты.

Перечисленные выше графические нотации используются (в том или ином наборе) практически во всех современных методологиях структурного системного анализа. Роль этих методологий заключает­ся в регламентации основ разработки сложных систем. Они описывают последовательность шагов, модели и

Рис. 20

подходы, тщательное сле­дование которым приведет к хорошо работающим системам. Хотя методологии, вообще говоря, не гарантируют качества построен­ных систем, тем не менее они помогают охватить и учесть все важ­ные этапы, шаги и моменты разработки, помогают справиться с проблемами размерности и, в конечном итоге, оценить продвиже­ние вперед. Более того, методологии обеспечивают организацион­ную поддержку, позволяющую большим коллективам разработчи­ков функционировать скоординированным образом.

Другими словами, методология структурного анализа определя­ет руководящие указания для построения и оценки модели требова­ний разрабатываемой системы, шаги работы, которые должны быть выполнены, их последовательность, а также правила распределе­ния и назначения применяемых при этом операций и методов.

В настоящее время успешно используются практически все из­вестные методологии структурного анализа, однако наибольшее распространение получили методологии SADT (Structured Analysis and Design Technique), структурного системного анализа Гейна-Сарсона (Gane-Sarson), структурного анализа и проектирования Йодана-Де Марко (Yourdon-DeMarko), развития систем Джексо­на (Jackson), развития структурных систем Варнье-Орра (Warmer- Orr), анализа и проектирования систем реального времени Уорда- Меллора (Ward-Mellor) и Хатли (Hatley), информационного моде­лирования Мартина (Martin).

Перечисленные структурные методологии жестко регламентиру­ют фазы анализа требований и проектирования спецификаций и отражают подход к системной разработке с позиций рецептов «ку­линарной книги». Спецификации требований включают особеннос­ти целевой системы и ее прогнозируемые характеристики, проекты пользовательских интерфейсов (меню, экраны и формы), критерии работоспособности системы, программное и аппаратное окружение. Полученный документ спецификации требований в дальнейшем преобразуется в проектные спецификации, детализирующие пред­полагаемую реализацию ПЧ. Проектные спецификации идентифи­цируют главные модули, маршруты связи поданным и управлению между модулями, основные подпрограммы внутри каждого модуля, структуры данных, спецификации форматов входных и выходных файлов. Для ключевых процессов проектные спецификации часто включают детали алгоритмов на языке проектирования мини-спе­цификаций. В дальнейшем структурные методологии предлагают ме­тодику трансляции проектных спецификаций в программные коды. Кодогенерация предполагает наличие кодовых стандартов, специ­фицирующих формат заголовков подпрограмм, ступенчатый вид вложенных блоков, номенклатуру для спецификации переменных и имен подпрограмм и т. п.

Современные структурные методологии классифицируются по трем следующим признакам:

по отношению к школам - Software Engineering (SE) и Information Engineering (IE);

по порядку построения модели - процедурно-ориентирован­ные и информационно-ориентированные;

по типу целевых систем - для систем реального времени (СРВ) и информационных систем (ИС).

SE является универсальной дисциплиной разработки програм­мных систем всех типов (ИС, СРВ). IE является дисциплиной пост­роения ИС вообще, а не только их программной компоненты и вклю­чает этапы более высокого уровня (например, стратегическое пла­нирование), однако на этапе анализа требований к программной части эти дисциплины аналогичны.

Традиционный процедурно-ориентированный подход регламен­тирует первичность проектирования функциональных компонент по отношению к проектированию структур данных: требования к данным раскрываются через функциональные требования. При инфор­мационно-ориентированном подходе вход и выход являются наибо­лее важными - структуры данных определяются первыми, а проце­дурные компоненты являются производными отданных.

Основная особенность систем реального времени заключается в том, что они контролируют и контролируются внешними события­ми; реагирование на эти события во времени - главная и первооче­редная функция таких систем. Принципиальные отличия информа­ционных систем от систем реального времени приведены в табл. 2;

Таблица 2

Средствами поддержки этих особенностей и различаются соответ­ствующие структурные методологии. Необходимо отметить, что для целей анализа требований к системам реального времени использу­ются специальные типы структурных диаграмм: диаграммы потоков управления, диаграммы переходов состояний, матрицы состояний/ событий, таблицы решений и др. Однако многие из них являются вариациями структурных диаграмм для анализа требований к ин­формационным системам. Более того, известные методологии ана­лиза и проектирования СРВ (в частности, методологии Хатли и Уор-да-Меллора) базируются на перечисленных методологиях анализа и проектирования ИС, расширяя их соответствующими диаграмм­ными техниками.

В табл. 3 приведена классификация наиболее часто используемых методологий в соответствии с вышеперечисленными признаками (данные по частоте использования получены на основе анализа ин­формации по 127 CASE-пакетам).

Как уже отмечалось, наиболее существенное различие между разновидностями структурного анализа заключается в методах и сред­ствах функционального моделирования. С этой точки зрения все раз­новидности структурного системного анализа могут быть разбиты на две группы: применяющие методы и технологию DFD (в различ­ных нотациях) и использующие SADT-методологию. По материа­лам наиболее авторитетной в рассматриваемой области исследовательской компании CASE Consulting Group соотношение примене­ния этих двух разновидностей структурного анализа на практике составляет 90% для DFD и 10% для SADT.

Таблица 3

Методологии	Частота использования	Школа	Порядок построения	Тип целевых систем
Йодан- Де Марко			процедурно-ориентированная
Гейн- Сарсон			процедурно-ориентированная
Константайн			процедурно-ориентированная
			информационно-ориентированная
Варнье-Орр			информационно-ориентированная
			информационно-ориентированная
			процедурно-ориентированная

Предваряя сравнительный анализ DFD- и SADT-подходов , в ка­честве примера рассмотрим верхний уровень модели требований к системе автоматизации управления компанией, занимающейся рас­пределением товаров по заказам (рис. 21 и рис. 22 соответственно). Заказы подвергаются входному контролю и сортировке. Если заказ не отвечает номенклатуре товаров или оформлен неправильно, то он аннулируется с соответствующим уведомлением заказчика. Если заказ не аннулирован, то определяется, имеется ли на складе соот­ветствующий товар. В случае положительного ответа выписывается счет к оплате и предъявляется заказчику, при поступлении платежа товар отправляется заказчику. Если заказ не обеспечен складскими запасами, то отправляется заявка на товар производителю. После поступления требуемого товара на склад компании заказ становится обеспеченным и повторяет вышеописанный маршрут.

Сравнительный анализ этих двух разновидностей методологий проводится по следующим параметрам:

адекватность средств рассматриваемой проблеме;

согласованность с другими средствами структурного анализа;

интеграция с последующими этапами разработки (и прежде всего с этапом проектирования).

1) Адекватность. Выбор той или иной структурной методологии напрямую зависит от предметной области, для которой создается модель. В нашем случае методологии применяются к автоматизиро­ванным системам управления предприятием, а не к системам вооб­ще, как это предполагается в SADT. Для рассматриваемых задач DFD вне конкуренции.

Во-первых, SADT-диаграммы значительно менее выразительны и удобны для моделирования АСУП (сравните рис. 21 и рис. 22). Так, дуги в SADT жестко типизированы (вход, выход, управление, меха­низм). В то же время применительно к АСУП стирается смысловое различие между входами и выходами, с одной стороны, и управле­ниями и механизмами, с другой: входы, выходы, механизмы и уп­равления являются потоками данных и/или управления и правила­ми их трансформации. Анализ системы при помощи потоков данных и процессов, их преобразующих, является более прозрачным и не­двусмысленным.

ких систем (например, хранилища данных являются прообразами файлов или баз данных, внешние сущности отражают взаимодействие моделируемой систе­мы с внешним миром).

Во-вторых, в SADT вообще отсутствуют выразительные средства для моделирования особенностей АСУП. DFD с самого начала со­здавались как средство проектирования информационных систем, являющихся ядром АСУП, и имеют более богатый набор элемен­тов, адекватно отражающих специфику та третьих, наличие мини-спецификаций DFD-процессов ниж­него уровня позволяет преодолеть логическую незавершенность SADT (а именно обрыв модели на некотором достаточно низком уровне, когда дальнейшая ее детализация становится бессмысленной) и построить полную функциональную спецификацию разрабатывае­мой системы.

2) Согласованность. Главным достоинством любых моделей явля­ется возможность их интеграции с моделями других типов. В данном случае речь идет о согласованности функциональных моделей со средствами информационного и событийного (временного) моде­лирования. Согласование SADT-модели с ERD и/или STD практи­чески невозможно или носит тривиальный характер. В свою очередь, DFD, ERD и STD взаимно дополняют друг друга и по сути являют­ся согласованными представлениями различных аспектов одной и той же модели (см. рис. 20). В табл. 4 отражена возможность такой интеграции для DFD- и SADT-моделей.

Таблица 4

Название			Структурные карты

Отметим, что интеграция DFD-STD осуществляется за счет рас­ширения классической DFD специальными средствами проектиро­вания систем реального времени (управляющими процессами, по­токами, хранилищами данных), и STD является детализацией уп­равляющего процесса, согласованной по управляющим потокам и хранилищам. Интеграция DFD-ERD осуществляется с использова­нием отсутствующего в SADT объекта - хранилища данных, струк­тура которого описывается с помощью ERD и согласуется по соот­ветствующим потокам и другим хранилищам на DFD.

3) Интеграция с последующими этапами. Важная характеристика методологии - ее совместимость с последующими этапами приме­нения результатов анализа (и прежде всего с этапом проектирова­ния, непосредственно следующим за анализом и опирающимся на его результаты). DFD могут быть легко преобразованы в модели про­ектирования (структурные карты) - это близкие модели. Более того, известен ряд алгоритмов автоматического преобразования иерархии DFD в структурные карты различных видов, что обеспечивает логич­ный и безболезненный переход от этапа анализа требований к проек­тированию системы. С другой стороны, неизвестны формальные ме­тоды преобразования SADT-диаграмм в проектные решения АСУП.

Тем не менее необходимо отметить, что рассмотренные разно­видности структурного анализа по сути - два приблизительно оди­наковых по мощности языка для передачи понимания. И одним из основных критериев выбора является следующий: насколько хоро­шо каждым из этих языков владеет консультант или аналитик, на­сколько грамотно он может на этом языке выражать свои мысли.

В основе деятельности по созданию и использованию программного обеспечения (ПО) лежит понятие его жизненного цикла (ЖЦ).

ЖЦИС - это период создания и использования ИС, начиная с момента возникновения потребности в ИС и заканчивая моментом полного её выхода из эксплуатации.

ЖЦ является моделью создания и использования ПО, отражающей его различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данном программном изделии и заканчивая моментом его полного выхода из употребления у всех пользователей.

Традиционно выделяются следующие основные этапы ЖЦ ПО:

анализ требований;

проектирование;

кодирование (программирование);

тестирование и отладка;

эксплуатация и сопровождение.

Стадии жизненного цикла информационной системы

Предпроектное обследование

1.1. Сбор материалов для проектирования; при этом выделяют формулирование требований, изучение объекта автоматизации, даются предварительные выводы предпроектного варианта ИС.

1.2. Анализ материалов и разработка документации; обязательно даётся технико-экономическое обоснование с техническим заданием на проектирование ИС .

Проектирование

• 2.1. Предварительное проектирование:

  • выбор проектных решений по аспектам разработки ИС;

    описание реальных компонент ИС;

    оформление и утверждение технического проекта (ТП).

2.2. Детальное проектирование:

• выбор или разработка математических методов или алгоритмов программ;

  корректировка структур БД;

  создание документации на доставку и установку программных продуктов;

  выбор комплекса технических средств с документацией на её установку.

2.3. Разработка техно-рабочего проекта ИС (ТРП).

2.4. Разработка методологии реализации функций управления с помощью ИС и описанием регламента действий аппарата управления.

Разработка ИС

• получение и установка технических и программных средств;

  тестирование и доводка программного комплекса;

  разработка инструкций по эксплуатации программно-технических средств.

Ввод ИС в эксплуатацию

• ввод технических средств;

  ввод программных средств;

  обучение и сертификация персонала;

  опытная эксплуатация;

  сдача и подписание актов приёмки-сдачи работ.

Эксплуатация ИС

• повседневная эксплуатация;

  общее сопровождение всего проекта.

ЖЦ образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.п. На каждом этапе ЖЦ порождается определённый набор документов и технических решений; при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Каждый этап завершается верификацией порождённых документов и решений с целью проверки их соответствия исходным.

Основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ ПО, является международный стандарт ISO/IEC 12207 [5 ] (ISO - International Organization of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - InternationalElectrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО.

Структура ЖЦ ПО по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трёх группах процессов:

основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);

организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Разработка включает в себя все работы по созданию ПО и его компонент в соответствии с заданными требованиями. Сюда включается оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовка материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствующего качества программных продуктов , материалов, необходимых для организации обучения персонала и т.д. Разработка ПО включает в себя, как правило, анализ, проектирование и реализацию (программирование).

Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ПО в эксплуатацию. В этот процесс входит конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и т.д., и непосредственно эксплуатацию, в том числе локализацию проблем и устранение причин их возникновения, модификацию ПО в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы.

Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний ПО, обучение персонала и т.п. Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ПО.

Верификация - это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Проверка позволяет оценить соответствие параметров разработки с исходными требованиями. Проверка частично совпадает с тестированием, которое связано с идентификацией различий между действительными и ожидаемыми результатами и оценкой соответствия характеристик ПО исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают вопросы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.

Управление конфигурацией является одним из вспомогательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ПО, прежде всего, процессы разработки и сопровождения ПО. При создании проектов сложных ИС, состоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учёта их связей и функций, создания унифицированной структуры и обеспечения развития всей системы. Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации конфигурационного учёта, планирования и управления конфигурациями ПО отражены в проекте стандарта ISO 12207-2.

Каждый процесс характеризуется определёнными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ ПО носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.

1. Жизненный цикл ИС и его структура. 2

1.1 Стадии жизненного цикла ИС.. 3

1.2 Стандарты жизненного цикла ИС.. 4

2. Модели жизненного цикла. 6

2.1 Типы моделей жизненного цикла ИС.. 6

2.2 Достоинства и недостатки моделей жизненного цикла ИС.. 8

3. Процессы жизненного цикла ИС.............................................................. 11

3.1 Основные процессы жизненного цикла. 11

3.2 Вспомогательные процессы жизненного цикла. 13

3.3 Организационные процессы.. 14

Список использованной литературы.. 16

Жизненный цикл информационной системы - период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации.

Понятие жизненного цикла является одним из базовых понятий методологии проектирования информационных систем.

Методология проектирования информационных систем описывает процесс создания и сопровождения систем в виде жизненного цикла (ЖЦ) ИС, представляя его как некоторую последовательность стадий и выполняемых на них процессов. Для каждого этапа определяются состав и последовательность выполняемых работ, получаемые результаты, методы и средства, необходимые для выполнения работ, роли и ответственность участников и т.д. Такое формальное описание ЖЦ ИС позволяет спланировать и организовать процесс коллективной разработки и обеспечить управление этим процессом.

Полный жизненный цикл информационной системы включает в себя, как правило, стратегическое планирование, анализ, проектирование, реализацию, внедрение и эксплуатацию. В общем случае жизненный цикл можно в свою очередь разбить на ряд стадий. В принципе, это деление на стадии достаточно произвольно. Мы рассмотрим один из вариантов такого деления, предлагаемый корпорацией Rational Software – одной из ведущих фирм на рынке программного обеспечения средств разработки информационных систем (среди которых большой популярностью заслуженно пользуется универсальное CASE-средство Rational Rose).

1.1 Стадии жизненного цикла ИС

Стадия - часть процесса создания ИС, ограниченная определенными временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта (моделей, программных компонентов, документации), определяемого заданными для данной стадии требованиями. Соотношение между процессами и стадиями также определяется используемой моделью жизненного цикла ИС.

Согласно методологии, предлагаемой Rational Software, жизненный цикл информационной системы подразделяется на четыре стадии.

Границы каждой стадии определены некоторыми моментами времени, в которые необходимо принимать определенные критические решения и, следовательно, достигать определенных ключевых целей.

1) Начальная стадия

На начальной стадии устанавливается область применения системы и определяются граничные условия. Для этого необходимо идентифицировать все внешние объекты, с которыми должна взаимодействовать разрабатываемая система, и определить характер этого взаимодействия на высоком уровне. На начальной стадии идентифицируются все функциональные возможности системы и производится описание наиболее существенных из них.

2) Стадия уточнения

На стадии уточнения проводится анализ прикладной области, разрабатывается архитектурная основа информационной системы.

При принятии любых решений, касающихся архитектуры системы, необходимо принимать во внимание разрабатываемую систему в целом. Это означает, что необходимо описать большинство функциональных возможностей системы и учесть взаимосвязи между отдельными ее составляющими.

В конце стадии уточнения проводится анализ архитектурных решений и способов устранения главных факторов риска в проекте.

3) Стадия конструирования

На стадии конструирования разрабатывается законченное изделие, готовое к передаче пользователю.

По окончании этой стадии определяется работоспособность разработанного программного обеспечения.

4) Стадия передачи в эксплуатацию

На стадии передачи в эксплуатацию разработанное программное обеспечение передается пользователям. При эксплуатации разработанной системы в реальных условиях часто возникают различного рода проблемы, которые требуют дополнительных работ по внесению корректив в разработанный продукт. Это, как правило, связано с обнаружением ошибок и недоработок.

В конце стадии передачи в эксплуатацию необходимо определить, достигнуты цели разработки или нет.

1.2 Стандарты жизненного цикла ИС

Современные сети разрабатываются на основе стандартов, что позволяет обеспечить, во-первых, их высокую эффективность и, во-вторых, возможность их взаимодействия между собой.

Среди наиболее известных стандартов можно выделить следующие:

ГОСТ 34.601-90 - распространяется на автоматизированные системы и устанавливает стадии и этапы их создания. Кроме того, в стандарте содержится описание содержания работ на каждом этапе. Стадии и этапы работы, закрепленные в стандарте, в большей степени соответствуют каскадной модели жизненного цикла.

ISO/IEC 12207(International Organization of Standardization /International Electrotechnical Commission)1995 - стандарт на процессы и организацию жизненного цикла. Распространяется на все виды заказного ПО. Стандарт не содержит описания фаз, стадий и этапов.

Rational Unified Process (RUP) предлагает итеративную модель разработки, включающую четыре фазы: начало, исследование, построение и внедрение. Каждая фаза может быть разбита на этапы (итерации), в результате которых выпускается версия для внутреннего или внешнего использования. Прохождение через четыре основные фазы называется циклом разработки, каждый цикл завершается генерацией версии системы. Если после этого работа над проектом не прекращается, то полученный продукт продолжает развиваться и снова минует те же фазы. Суть работы в рамках RUP - это создание и сопровождение моделей на базе UML.

Microsoft Solution Framework (MSF) сходна с RUP, так же включает четыре фазы: анализ, проектирование, разработка, стабилизация, является итерационной, предполагает использование объектно-ориентированного моделирования. MSF в сравнении с RUP в большей степени ориентирована на разработку бизнес-приложений.

Extreme Programming (XP). Экстремальное программирование (самая новая среди рассматриваемых методологий) сформировалось в 1996 году. В основе методологии командная работа, эффективная коммуникация между заказчиком и исполнителем в течение всего проекта по разработке ИС, а разработка ведется с использованием последоват ельно дорабатываемых прототипов.

2. Модели жизненного цикла

Модель жизненного цикла ИС - структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.

Модель ЖЦ ИС включает в себя:

результаты выполнения работ на каждой стадии;

ключевые события - точки завершения работ и принятия решений.

Модель жизненного цикла отражает различные состояния системы, начиная с момента возникновения необходимости в данной ИС и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления.

2.1 Типы моделей жизненного цикла ИС

В настоящее время известны и используются следующие модели жизненного цикла:

Каскадная модель (рис. 2.1) предусматривает последовательное выполнение всех этапов проекта в строго фиксированном порядке. Переход на следующий этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе.

Поэтапная модель с промежуточным контролем (рис. 2.2). Разработка ИС ведется итерациями с циклами обратной связи между этапами. Межэтапные корректировки позволяют учитывать реально существующее взаимовлияние результатов разработки на различных этапах; время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.

Спиральная модель (рис. 2.3). На каждом витке спирали выполняется создание очередной версии продукта, уточняются требования проекта, определяется его качество, и планируются работы следующего витка. Особое внимание уделяется начальным этапам разработки - анализу и проектированию, где реализуемость тех или иных технических решений проверяется и обосновывается посредством создания прототипов (макетирования).

Рис. 2.1. Каскадная модель ЖЦ ИС

Рис. 2.2. Поэтапная модель с промежуточным контролем

Рис. 2.3. Спиральная модель ЖЦ ИС

На практике наибольшее распространение получили две основные модели жизненного цикла:

каскадная модель (характерна для периода 1970-1985 гг.);

спиральная модель (характерна для периода после 1986.г.).

2.2 Достоинства и недостатки моделей жизненного цикла ИС

В ранних проектах достаточно простых ИС каждое приложение представляло собой единый, функционально и информационно независимый блок. Для разработки такого типа приложений эффективным оказался каскадный способ. Каждый этап завершался после полного выполнения и документального оформления всех предусмотренных работ.

Можно выделить следующие положительные стороны применения каскадного подхода:

на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности;

выполняемые в логической последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении относительно простых ИС, когда в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования к системе. Основным недостатком этого подхода является то, что реальный процесс создания системы никогда полностью не укладывается в такую жесткую схему, постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания ИС оказывается соответствующим поэтапной модели с промежуточным контролем.

Спиральная модель ЖЦ была предложена для преодоления перечисленных проблем. На этапах анализа и проектирования реализуемость технических решений и степень удовлетворения потребностей заказчика проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию работоспособного фрагмента или версии системы. Это позволяет уточнить требования, цели и характеристики проекта, определить качество разработки, спланировать работы следующего витка спирали. Таким образом углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который удовлетворяет действительным требованиям заказчика и доводится до реализации.

Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения вводятся временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла, и переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. Планирование производится на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.

Несмотря на настойчивые рекомендации экспертов в области проектирования и разработки ИС, многие компании продолжают использовать каскадную модель вместо какого-либо варианта итерационной модели. Основные причины, по которым каскадная модель сохраняет свою популярность, следующие:

Привычка - многие ИТ-специалисты получали образование в то время, когда изучалась только каскадная модель, поэтому она используется ими и в наши дни.

Иллюзия снижения рисков участников проекта (заказчика и исполнителя). Каскадная модель предполагает разработку законченных продуктов на каждом этапе: технического задания, технического проекта, программного продукта и пользовательской документации. Разработанная документация позволяет не только определить требования к продукту следующего этапа, но и определить обязанности сторон, объем работ и сроки, при этом окончательная оценка сроков и стоимости проекта производится на начальных этапах, после завершения обследования. Очевидно, что если требования к информационной системе меняются в ходе реализации проекта, а качество документов оказывается невысоким (требования неполны и/или противоречивы), то в действительности использование каскадной модели создает лишь иллюзию определенности и на деле увеличивает риски, уменьшая лишь ответственность участников проекта.

Проблемы внедрения при использовании итерационной модели. В некоторых областях спиральная модель не может применяться, поскольку невозможно использование/тестирование продукта, обладающего неполной функциональностью (например, военные разработки, атомная энергетика и т.д.). Поэтапное итерационное внедрение информационной системы для бизнеса возможно, но сопряжено с организационными сложностями (перенос данных, интеграция систем, изменение бизнес-процессов, учетной политики, обучение пользователей). Трудозатраты при поэтапном итерационном внедрении оказываются значительно выше, а управление проектом требует настоящего искусства. Предвидя указанные сложности, заказчики выбирают каскадную модель, чтобы "внедрять систему один раз".

Процесс определяется как совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих входные данные в выходные. Описание каждого процесса включает в себя перечень решаемых задач, исходных данных и результатов.

В соответствии с базовым международным стандартом ISO/IEC 12207 все процессы ЖЦ ПО делятся на три группы:

3.1 Основные процессы жизненного цикла

Приобретение (действия и задачи заказчика, приобретающего ИС)

Поставка (действия и задачи поставщика, который снабжает заказчика программным продуктом или услугой)

Разработка (действия и задачи, выполняемые разработчиком: создание ПО, оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовка тестовых и учебных материалов и т. д.)

Эксплуатация (действия и задачи оператора - организации, эксплуатирующей систему)

Сопровождение (действия и задачи, выполняемые сопровождающей организацией, то есть службой сопровождения). Сопровождение - внесений изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или требованиям.

Среди основных процессов жизненного цикла наибольшую важность имеют три: разработка, эксплуатация и сопровождение. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами.

Разработка

Разработка информационной системы включает в себя все работы по созданию информационного программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями. Разработка информационного программного обеспечения также включает:

оформление проектной и эксплуатационной документации;

подготовку материалов, необходимых для тестирования разработанных программных продуктов;

разработку материалов, необходимых для обучения персонала.

Разработка является одним из важнейших процессов жизненного цикла информационной системы и, как правило, включает в себя стратегическое планирование, анализ, проектирование и реализацию (программирование).

Эксплуатация

Эксплуатационные работы можно подразделить на подготовительные и основные. К подготовительным относятся:

конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей;

обеспечение пользователей эксплуатационной документацией;

обучение персонала.

Основные эксплуатационные работы включают:

непосредственно эксплуатацию;

локализацию проблем и устранение причин их возникновения;

модификацию программного обеспечения;

подготовку предложений по совершенствованию системы;

развитие и модернизацию системы.

Сопровождение

Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в жизни любой корпоративной информационной системы. Наличие квалифицированного технического обслуживания на этапе эксплуатации информационной системы является необходимым условием решения поставленных перед ней задач, причем ошибки обслуживающего персонала могут приводить к явным или скрытым финансовым потерям, сопоставимым со стоимостью самой информационной системы.

Основными предварительными действиями при подготовке к организации технического обслуживания информационной системы являются:

выделение наиболее ответственных узлов системы и определение для них критичности простоя (это позволит выделить наиболее критичные составляющие информационной системы и оптимизировать распределение ресурсов для технического обслуживания);

определение задач технического обслуживания и их разделение на внутренние, решаемые силами обслуживающего подразделения, и внешние, решаемые специализированными сервисными организациями (таким образом производится четкое определение круга исполняемых функций и разделение ответственности);

проведение анализа имеющихся внутренних и внешних ресурсов, необходимых для организации технического обслуживания в рамках описанных задач и разделения компетенции (основные критерии для анализа: наличие гарантии на оборудование, состояние ремонтного фонда, квалификация персонала);

подготовка плана организации технического обслуживания, в котором необходимо определить этапы исполняемых действий, сроки их исполнения, затраты на этапах, ответственность исполнителей.

3.2 Вспомогательные процессы жизненного цикла

Документирование (формализованное описание информации, созданной в течение ЖЦ ИС)

Управление конфигурацией (применение административных и технических процедур на всем протяжении ЖЦ ИС для определения состояния компонентов ИС, управления ее модификациями).

Обеспечение качества (обеспечение гарантий того, что ИС и процессы ее ЖЦ соответствуют заданным требованиям и утвержденным планам)

Верификация (определение того, что программные продукты, являющиеся результатами некоторого действия, полностью удовлетворяют требованиям или условиям, обусловленным предшествующими действиями)

Аттестация (определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы их конкретному функциональному назначению)

Совместная оценка (оценка состояния работ по проекту: контроль планирования и управления ресурсами, персоналом, аппаратурой, инструментальными средствами)

Аудит (определение соответствия требованиям, планам и условиям договора)

Разрешение проблем (анализ и решение проблем, независимо от их происхождения или источника, которые обнаружены в ходе разработки, эксплуатации, сопровождения или других процессов)

3.3 Организационные процессы

Управление (действия и задачи, которые могут выполняться любой стороной, управляющей своими процессами)

Создание инфраструктуры (выбор и сопровождение технологии, стандартов и инструментальных средств, выбор и установка аппаратных и программных средств, используемых для разработки, эксплуатации или сопровождения ПО)

Усовершенствование (оценка, измерение, контроль и усовершенствование процессов ЖЦ)

Обучение (первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала)

Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает:

выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта;

определение методов описания промежуточных состояний разработки;

разработку методов и средств испытаний созданного программного обеспечения;

1. Избачков С.Ю., Петров В.Н. Информационные системы–СПб.: Питер, 2008. – 655 с

2. http://ru.wikipedia.org

3. http://www.intuit.ru