4.4.5. Методологія розроблення тл

ІПС НАНУ протягом багатьох років проводить дослідження і розробки у напряму розвитку індустрії програмної продукції за науковими й прикладними проектами НАНУ. Це насамперед :

– технологія програмування – компонентне, сервісне, агентне програмування, тестування та оцінювання якості програм за сучасними стандартами;

– стандартизація життєвого циклу (ЖЦ) розробки програмної продукції (ДСТУ 12207), якості (ДСТУ 9126) тощо;

– керування якісним виготовлення програмної продукції за стандартами якості;

– розроблення ліній виробництва програмних продукції з використанням компонентів повторного використання (КПВ) та методу зборки їх у нові програмні структури;

– побудова репозиторієв готових різнорідних ресурсів (програмних компонентів та артефактів) щодо подання знань про них в стандартизованої формі згідно стандартів OWSL та їх комерційного обслуговування, пов’язаного з економією капіталовкладень при відборі потрібних ресурсів з метою повторного їх використання в нових прикладних системах;

– розроблення предметно-орієнтованих мов програмування типу DSL, Work Flow та онтологій для опису моделей предметних областей, деякі функції котрих генеруються у мови програмування або відбираються як готові ресурси й разом вони конфігуруються у варіабельні структури, здатні до адаптування у різні розподілені середовища для функціонування;

– досліджені й реалізовані нові моделі взаємодії, варіабельності та життєздатності, які забезпечують інтероперабельність, варіантність та живучість знов створених ПС у жорстких умовах гетерогенних середовищ;

– розроблено схему генерації фундаментальних типів даних сучасних МП та загальних типів даних стандарту ISO/IEC 11404 – 2007 (General Data Types), орієнтовану на системне перетворення й генерацію типів даних з глобальних сховищ даних до потрібного вигляду в Cloud Computing.

4.4.6. Принципи проектування іс

Розглянемо основні принципи, тенденції та технічні рішення, які відображають сучасний підхід і рівень розвитку інформаційних технологій щодо проектування ІС.

Принципи проектування АСУ, які в значній мірі відповідають проектуванню ІС, сформулював Глушков В.М.. Наведемо їх з урахуванням особливостей ІС:

1) Принцип системного підходу до проектування визначає аналіз системи управління, її структуризацію і виділення в системі цілей та критеріїв. Системний підхід стосовно ІС охоплює 3 рівні: організацію, підрозділ, робоче місце. На рівні організації системний підхід орієнтований на розподіл задач управління між ІС і корпоративною мережею, де вона буде функціонувати. На рівні підрозділу системний підхід передбачає створення системи АРМ, єдиної форми документів, циркулюючих між ними. В межах системного підходу вирішуються питання різних видів забезпечення ІС і, зокрема, АРМ загальної розподіленої інформаційної бази з урахуванням топології мережі (локальної, корпоративної, глобальної тощо).

2) Принцип декомпозиції визначає функціональні ознаки підсистем: керівників, кадрового забезпечення, діловодства, моніторингу діяльності організації тощо. Декомпозиція ІС призводить до виділення відносно кожної підсистеми окремих видів забезпечення, а саме організаційного, технічного, програмного, інформаційного та лінгвістичного.

3) Принцип моделювання забезпечує аналіз елементів декомпозиції системи, типізації рішень стосовно функцій і задач системи АРМ, а також обґрунтований синтез АРМ з цих елементів. Основу цього принципу становлять економіко-математичні моделі пошуку раціональних проектних рішень серед багатьох варіантів, обумовлених організаційними, технічними, програмними та іншими факторами. Він суттєво знижує вартісні витрати при функціональній тотожності результатів моделювання АРМ.

4) Принцип додавання нових задач пов’язаний з неперервним процесом поліпшення діяльності організації, вдосконалення і введення нових функцій управління. Нові задачі і функції потребують обґрунтування показників, вимог до підвищення оперативності, достовірності та інших показників для прийняття прогнозованих управлінських рішень. Серед нових задач важливими є моніторинг ІС, використання нових форм представлення результатної інформації, наприклад, ділової графіки. Структура ІС повинна розраховувати потоки документів, їх обслуговування і доведення до конкретного користувача.

5) Додаткові принципи, пов’язані з функціями управління по відношенню до суб’єкта, поділяються на зовнішні (аналіз, облік, контроль) та внутрішні (отримання, збір, реєстрація, зберігання, пошук, прийняття управлінських рішень тощо).

Крім того, при проектуванні ІС необхідно дотримуватись таких принципів:

• принцип єдності інформаційного і управлінського процесу з використанням сучасного менеджменту щодо планування та контролю діяльності виконавців;

• принцип інтеграції ІС за різними видами, методами та засобами підтримки процесу проектування (перелік подано на рис.1);

.

Рис.1. Види, методи і засоби інтеграції в ІС

• принцип інтерактивності як діалогу людини з системою з розділенням функцій: людина уособлює творчу частину, система виконує трудомісткі, але формалізовані частини технологічного процесу управління ІС;

• принцип інтелектуалізації діяльності людини, яка працює з АРМ в прийнятій для нього лексиці, та розумінні задач для прийняття рішень відповідно її знанням;

– принцип адаптивності ІС при зміні апаратури, платформ, середовищ, а також пристосування управлінського персоналу до виконаних змін

Виходячи з наведених принципів, створення ІС доцільно проводити за інформаційно-технічними схемами, операційними таблицями робіт персоналу по відбору, класифікації задач, які автоматизуються і не підлягають автоматизації. Після якісного аналізу і визначення складу задач здійснюється уточнення кількісних оцінок вибору варіанту побудови технічно-програмного комплексу та інформаційного забезпечення ІС.

Загальна методика проектування ІС

Розробка ІС – від становлення ідеї до першої версії, що передається замовнику – складається з аналізу предметної області, проектування та реалізації. Загальна схема цих робот виконується ітеративне с поступовим нарощуванням можливостей системи. При цьому основний напрям проектування виходить від понять предметної області до реалізації в термінах програмних модулів та інтерфейсів. Ця схема проектування ІС відповідає послідовності процесів концептуалізації предметної області, проектування на рівні моделей (концептуальної, CASE-моделі, реалізації) [8, – 10, 14]. Схематично її представлено двома головними процесами (рис.2.5) – дослідження предметної області документообігу ІС і керування її розробкою [7].

Рис.2. Загальна схема ТП проектуванням ІС з документообігом

Схему проектування ІС побудовано з урахуванням структури і призначень процесів стандарту ISO/IEC 12207–96, а також діючих моделей ЖЦ. Відповідно цього стандарту були обрані такі процеси, дії і задачі, що задовольнять розглянутій предметній області і окремим особливостям каскадної та ітераційної моделей. В результаті було розроблено підходящу модель технологічного процесу (ТП) побудови ІС з документообігом. Ця модель поєднує обрані процеси стандарту ISO/IEC 12207, необхідні особливості моделей ЖЦ і цільовий план керування проектуванням ІС. ТП містить ряд необхідних процесів розроблення різних видів і сукупностей робіт з моделюванням концептуальної моделі ІС з документообігом, проектування ПЗ системи ІС, а також оцінювання отриманих результатів на процесах ТП і зіставлення витрат на них з базовими даними до проекту: ресурси, час і вартість. Крім того, при проектуванні ІС модель ТП спирається на усі види забезпечення процесу, нормативи, операції і методи керування процесами ТП.

Дана модель ТП є ітераційною, вона забезпечує повернення на попередні процеси ТП для внесення змін після знаходження помилок або додавання нових функцій чи зміни у вимогах замовника до системи. У процесі виконання плану робіт відповідно цієї моделі виконується контроль, корекція плану і параметрів ТП.

Відповідно наведеної схеми проектування ТП, наведеної на рис.2.5, виділено два основних процесу:

• процес дослідження ІС;

• ЖЦ керованого проектування ІС.

Дамо їх змістовну обґрунтовану характеристику.

Процес дослідження ІС. Це аналіз предметної області, який базується на засобах і методах обстеження і орієнтований на формування вимог до системи, концептуалізацію і моделювання моделей з об’єктів для цієї області, а також на дослідження функцій і необхідних структур даних, зокрема типів і видів документів ІС для їхнього виконання.

Аналіз предметної області є багатозначним, в ньому ведеться міркування в межах того чи іншого універсуму, який складається із множини об’єктів і середовища, що відповідає їм. Для маніпулювання представленнями ІС на кожному виді діяльності аналізуються поняття, об’єкти та будуються різні моделі на їхній основі, що відповідає обраному універсуму.

Застосування понять об’єктного аналізу в проектування ІС. В процесі обстеження ІС відбувається концептуалізація, тобто перехід від природного представлення предметної галузі до її формальної моделі із заміною універсуму міркувань на опис предметної галузі в термінах КМ.

Поняття предметної області переходять у концепти, а співвіднесення на природній мові заміняються ролями. В якості мови опису КМ використовується класична логіка предикатів. Для підвищення наочності сприйняття за умови збереження математичної строгості міркувань і адекватності перетворень в межах даного етапу застосовують спеціалізовану мову опису семантичних мереж.

Відповідно UML, концепти і ролі для більшої наочності представляються у вигляді фреймів або UML-діаграм. Для маніпулювання об’єктами даних використовується той чи інший вид алгебри фреймів із необхідними розширеннями для моделювання функцій і/або обмежень цілісності їхніх даних. При використанні UML-діаграм для опису обмежень цілісності, які накладаються на концепти і дуги, використовується мова OCL (Object Constraint Language) [13].

Перехід від концептуалізації до проектування схеми даних універсум міркувань стає одним моделей схеми даних (наприклад, модель даних “сутність – зв’язок” ERD (entity-relationship diagram) або ERM (entity-relationship model), які є основою класичної реляційної схеми даних [14]. Об’єкти універсуму при виборі цієї моделі являють собою сутності, а середовище – зв’язки. В якості засобу маніпулювання цими об’єктами обирається одна з наведених моделей діаграмного типу. Наприклад, діаграми типу ERD застосовуються у випадку даних ІС з переважно реляційною схемою даних, а діаграми потоків даних DFD (Data Flow Diagram,) орієнтовані на потоки документів або робіт (workflow) [15].

В якості засобів маніпулювання об’єктами, представленими діаграмами, використовується CASE-засоби (наприклад, Rational Rose [16]). При цьому об’єктно-реляційні моделей даних (МД) застосовують механізми UML з розширенням, а саме МД– ERD CASE-інструменти [15].

Закінчується процес дослідження ІС таким:

• формулюванням вимог до системи сумісно з замовником;

• побудовою концептуальної моделі предметної області, що включає об’єкти і зв’язки між ними, або діаграмами UML з відображенням ERD чи ERM моделей предметної області;

• переліком функцій предметної області, які потребують автоматизації;

• набором головних документів ІС і описом можливостей документообігу для їхнього електронного представлення;

• структурою схем даних БД, потрібним типом СКБД для їхньої підтримки;

• архітектурою системи і її інтерфейсів з іншими системами середовища виконання;

• визначенням видів підтримуючого забезпечення и систем їхнього обслуговування для предметної області ІС.

ЖЦ керованого проектування ІС. Базою цього процесу є ТП, який включає етапи проектування і керування плановими і різними ресурсами, що додаються для побудови ІС.

Опис ТП проектування ІС. Кожний з етапів ТП проектування слугує перебудові об’єктів моделі системи до програмного забезпечення системи. Головним об’єктом предметної області ІС є “документ”.

При розробці ІС виконується процес проектування специфікацій вимог до системи. В якості універсуму даного етапу виступає множина специфікацій, об’єктами є специфікації функціональних компонент, а середовищем – специфікації інтерфейсів між цими компонентами. Формальною мовою проектування специфікацій інтерфейсів є мова IDL, що вбудована в RAD-засіб (PowerScript, CORBA, COM) [4]. Засоби маніпулювання мовними об’єктами являють собою генератори форм і звітів, прикладами передових засобів даного класу є продукти Oracle Forms/2000 i Reports/2000.

В процесі реалізації системи універсум міркувань є власне ІС, об’єкти – архітектурні компоненти, в якості середовища виступають міжкомпонентні інтерфейси, а формальна мова міркувань здобуває вид тієї чи іншої мови програмування складної структури. При цьому для маніпулювання мовними об’єктами залежно від попередніх етапів ТП використовується той чи інший RAD-інструмент. Забезпечення належного рівня автоматизації ітеративного процесу проектування і розробки досягається засобами реінженерії, тобто еволюції і відновлення даних і їхніх моделей, в тому числі, концептуальної моделі з поверненням на попередні етапи ТП.

Керування проектуванням системи. Відповідно загальної схеми проектування (рис.2.5) процес керування містить:

• планування робіт по розробленню та програмуванню об’єктів системи;

• побудову сіткового графіку робіт з урахуванням ресурсів (людних, технічних та програмних);

• моделювання документообігу, а саме обсягів документів для розміщення їх в відповідних БД;

• оцінювання часових показників обслуговування документів у обраному середовищі;

• розподілення задач по АРМ і їх опис у мовах програмування;

• формування середовища для кожного АРМ системи;

• тестування елементів (об’єктів, компонентів, підсистем) і оцінка якості їх створення;

• об’єднання всіх спроектованих елементів системи у загальному середовищі;

• оцінювання витрачених ресурсів і вартості системи.

Виконання цих робот залежить від менеджера, його підготовки і вміння керувати групою розробників ІС.