ИС

4) наличие эффективных централизованных средств сетевого и системного администрирования, позволяющих осуществлять сквозной контроль за функционированием сети и управление на всех уровнях иерархии, а также обеспечивающих необходимую гибкость и динамическое изменение конфигурации системы.

Рисунок 3.2 – Основные составляющие эксплуатационныхрасходов

Процесс формирования модели информационной системы нового поколения в основном развивается под влиянием двух факторов: с одной стороны, увеличивается число индивидуальных компьютеризированных рабочих мест, а с другой, – усиливается интеграция всех элементов системы в единую среду. Подобный рост неизбежно влечет за собой увеличение эксплуатационных расходов и усложнение задачи обеспечения работоспособности корпоративной сети. На рис.3.2 и рис.3.3 приведены данные об основных составляющих эксплуатационных расходов и типовых видах работ в децентрализованной сетевой системе.

Особую остроту этой проблеме придает существование так называемых скрытых затрат на поддержание функционирования информационной системы предприятия.

В отличие от прямых расходов, которые проявляются главным образом на этапе развертывания системы (закупка аппаратных и программных средств, разработка прикладного программного обеспечения, инсталляция и т.д.), скрытые затраты определяются

31

текущими эксплуатационными расходами, большая часть которых приходится на оплату персонала информационной системы.

Рисунок 3.3 – Среднее время выполнения типовых видов работ в децентрализованной сетевой системе

Современные информационные системы переходят к модели организации, основанной на концентрации ресурсов системы, и основным движущим фактором этого процесса является борьба со скрытыми эксплуатационными расходами. По логике данной модели в структуре информационной системы должны существовать один или несколько информационных узлов концентрации (information hub), каждый из которых объединяет аппаратные и программные средства, предназначенные для эффективной поддержки работы конечных пользователей. С этой же целью в подобных узловых центрах сосредотачивается специализированный персонал, выполняющий функции системного администрирования, управления сетевыми ресурсами и технической поддержки (рис.3.4).

Все это очень сильно напоминало бы вычислительный центр времен информационных систем первой волны, если бы не одно существенное обстоятельство: в общем случае конечные пользователи работают в среде локальных сетей и их индивидуальные приложения и данные максимально локализуются на уровне станций-клиентов. Задействование ресурсов узла концентрации происходит только в относительно редких случаях, например при обращении к корпоративной базе данных или резервном копировании файлов. Таким образом, данная модель является ярко

32

выраженной моделью распределенной обработки, дополненной новым элементом – узлом концентрации. В среде специалистов подобную организацию информационной системы иногда называют централизованной сетью (сentralized network) в противовес децентрализованным сетям (deсentralized network) информационных систем третьей волны.

Рисунок 3.4 – Три модели организации информационных систем четвертого поколения

Кроме экономии эксплуатационных расходов модель информационных систем с централизованной сетевой организацией предоставляет еще два важных преимущества: возможность эффективной реализации технологии клиент/сервер и высокую адаптируемость к требованиям пользователей за счет широкого спектра вариантов сочетания аппаратных и программных средств, сосредоточенных в узле концентрации. Так, в качестве центральной вычислительной системы может быть использован мэйнфрейм, Unix-сервер, кластер рабочих станций. Но концентрация системы вокруг единственного сервера не всегда является наилучшим решением. Во-первых, существуют ограничения количества клиентов, подключенных к серверу, нарушения которых приводит к замедлению реакции системы. Во-вторых, от современных информационных систем требуется выполнение множества

33

разноплановых функций, начиная с запуска традиционных бизнесприложений типа программ бухгалтерского учета и заканчивая задачами, которые совсем недавно характеризовались как исключительно научные (например, оптимальное планирование операций или оценка коммерческого риска). Естественно, что смешивать весь спектр подобных приложений в одном компьютере зачастую неэффективно. В-третьих, попытка обойти первые два ограничения за счет повышения вычислительной мощности центрального компьютера приведет к такому резкому увеличению начальных расходов на приобретение системы, что экономия скрытых затрат не позволит получить сколь-нибудь значимый эффект. Кроме того, нельзя не учитывать задачу обеспечения отказоустойчивости системы. Поэтому в большинстве случаев наиболее рациональным решением является иерархическая модель информационной системы, организованная в соответствии со структурой предприятия: центральный сервер системы (главный офис) – локальные серверы (подразделения) – станции-клиенты (персонал компании).

Особенностью такой схемы, определяемой как большая модель, является наличие сетей двух уровней: базовой сети, связывающей информационные узлы концентрации и множества локальных сетей, обеспечивающих пользователям взаимный обмен данными и доступ к корпоративным ресурсам. Подключение локальных серверов к центральному компьютеру системы выполняется через сетевые шлюзы.

Двухуровневая сетевая архитектура позволяет без нарушения работы системы в целом модифицировать ее отдельные элементы (в частности, увеличить количество рабочих станций, или заменить сервер на более мощный) либо дополнить информационную систему новыми узлами концентрации. С этой точки зрения информационная система с единственным узлом концентрации (малая модель) выглядит несколько ущербной, поскольку возможности увеличения числа клиентов системы ограничены вычислительной мощностью центрального компьютера (или комплекса из нескольких машин). Кроме того, любая крупная реорганизация, связанная с подключением новой локальной сети (например, при интеграции в информационную систему еще одного подразделения предприятия), неизбежно сопровождается отчуждением

34

всех конечных пользователей от ресурсов системы на время выполнения пусконаладочных работ. С другой стороны, для компаний малого и среднего масштаба большая модель информационной системы является избыточной, поскольку она явно ориентирована на крупные корпорации. Вероятно, поэтому выделяют еще один тип организации информационных систем – модель среднего уровня (средняя модель) с несколькими объединенными централизованными сетями масштаба предприятия. Основное отличие средней модели от большой модели заключается в отсутствии главного узла концентрации системы – его обязанности распределены между локальными узлами концентрации, которые в случае необходимости могут дублировать друг друга.

4. Жизненный цикл информационных систем

4.1. Основные этапы жизненного цикла и их взаимосвязь

Информационные системы создаются, эксплуатируются и развиваются во времени. Жизненный цикл информационных систем включает в себя все этапы развития – от возникновения потребности в системе до полного прекращения его использования вследствие ее морального старения или потери необходимости решения соответствующих задач.

В программной инженерии под жизненным циклом информационной системы подразумевают последовательность стадий (этапов), через которые система проходит на протяжении своего существования: от замысла к разработке, эксплуатации и списанию.

Жизненный цикл информационных систем включает в себя следующие основные этапы (рис.4.1):

1)системный анализ, в ходе которого определяются потребность в системе, ее назначение и основные функциональные характеристики, оцениваются затраты и возможная эффективность применения такой системы;

2)проектирование системы, включающее в себя разработку ее архитектуры и основных компонент, программирование модулей и ряд этапов отладки, а также испытание и внедрение в эксплуатацию созданной версии системы;

35

3) эксплуатацию системы, заключающуюся в исполнении, функционировании программного обеспечения системы на ЭВМ с целью обработки информации и получения результатов, являвшихся целью создания системы, а также в обеспечении достоверности и надежности выдаваемых данных;

4) сопровождение системы, состоящее в эксплуатационном обслуживании, развитии функциональных возможностей и повышении эксплуатационных характеристик системы, в тиражировании и переносе программного обеспечения системы на различные типы вычислительных средств.

Среди перечисленных этапов наиболее специфическим, трудно формализуемым и тесно связанным с функциональным назначением системы является этап системного анализа. На этом этапе формулируются назначение и основные показатели качества создаваемой системы.

4.2. Составляющие доходов и затрат в жизненном цикле

Почти все критерии оценки качества информационных систем, хотя, может быть, и не явно, связаны с экономическим эффектом от их применения. Его можно выразить доходом, повышением прибыли или производительности труда, снижением материало- и энергопотребления и другими экономическими показателями. Выбор наиболее адекватных экономических и функциональных критериев для обобщенного описания

36

эффективности создания и использования информационных систем зависит от их назначения, области применения и других факторов. Во многих случаях преобладает экономический эффект, который наиболее просто и обобщенно можно описать суммарным доходом Э от использования системы в течение ее жизненного цикла продолжительностью tж (рис.4.2). Этот доход можно представить как разность между полной идеальной эффективностью ее применения (Э0) и суммарными потерями и затратами (СΣ), снижающими предельный доход

Э= Э0 – СΣ.

Вкачестве идеальной эффективности Э0 ниже рассмотрим

совокупный доход от использования системы, который можно было бы получить, если бы она не требовала затрат на создание и функционировала бы без каких-либо искажений и затрат. В этом критерии можно сосредоточить основные функциональные критерии качества. Далее предполагается, что идеальная эффективность отражает в основном функциональные критерии, а все остальные показатели –

37

преимущественно конструктивные критерии качества.

Снижение идеальной эффективности на величину СΣ происходит, прежде всего, вследствие затрат на проектирование, эксплуатацию и сопровождение системы. Эти составляющие тесно связаны между собой, так как в процессе проектирования разработчики стремятся получить высокие эксплуатационные характеристики и обеспечить удобное сопровождение. Кроме того, идеальная эффективность может снижаться из-за потерь различного вида в процессе функционирования системы. Потери эффективности могут происходить в результате сбоев и отказов ЭВМ, ограниченных ресурсов машин по памяти и производительности, неполной отлаженности программ, неэффективной организации процесса эксплуатации и т.д.

В соответствии с этапами жизненного цикла информационных систем основные затраты СΣ, снижающие идеальную эффективность, можно представить следующими составляющими (рис.4.2):

∙Ср – совокупные затраты на создание системы и обеспечение решения заданных функциональных задач, в том числе на технологическое обеспечение и аппаратурную оснащенность разработки;

∙Сэ – затраты на эксплуатацию программных и аппаратных средств системы, а также совокупные потери эффективности из-за ограниченных характеристик реализующих ЭВМ и неидеального программного обеспечения;

∙Сс – затраты на сопровождение системы, включающие затраты на проведение модернизаций и исправление ошибок и т.д.

В результате совокупная реальная эффективность функционирования информационной системы может быть представлена выражением

Э = Эо – Ср – Сэ – Сс.

Глобальная оптимизация эффективности системы в таком виде на всем жизненном цикле tж весьма сложна, и в большинстве случаев у разработчиков превалирует стремление оптимизировать затраты на некотором интервале времени. В результате проводится локальная оптимизация части затрат, при которой другие затраты и потери принимаются в качестве ограничений (например, оптимизируются затраты

38

на проектирование Ср при фиксированных Сэ и Сс). В ряде случаев целесообразна оптимизация при варьировании параметров, наиболее сильно влияющих на составляющие, одновременно входящие в Ср, Сэ, и Сс.

4.3. Модели жизненного цикла информационных систем

Существующие модели жизненного цикла информационных систем различаются структурой и конкретным содержанием стадий создания и внедрения систем. Все такие модели образуют спектр, на противоположных концах которого находятся так называемые каскадная и спиральная модели жизненного цикла информационных систем. Рассмотрим эти две модели более подробно, а затем кратко охарактеризуем другие модели.

Каскадная модель

Каскадная модель характеризуется строгой упорядоченностью изображенных на рис.4.3 стадий, из которых состоят фазы создания и

Сборка

системы

Сопровождение

Рисунок 4.3 – Каскадная модель жизненного цикла информационной системы

39

внедрения информационной системы. Такая упорядоченность предполагает, что работы, предусмотренные на каждой стадии, должны выполняться настолько тщательно, чтобы не возникало необходимости пересмотра ранее принятых решений, т.е. возврат к предыдущей стадии недопустим. Модель содержит только цикл, включающий стадию сопровождения.

Спиральная модель

Спиральная модель жизненного цикла информационной системы (рис.4.4), напротив, предусматривает многократное прохождение одних и тех же стадий разработки до тех пор, пока созданный продукт не будет удовлетворять заказчика. Расстояние от начала координат на этом рисунке условно показывает суммарные затраты на создание прототипов и окончательного варианта информационной системы. Эта модель отражает итерационный характер, действительно присущий процессу создания таких сложных искусственных объектов, какими являются программные средства. На каждой стадии создают действующий прототип, который

40