Классификация по системе представления данных
Среди наиболее распространённых средств и моделей представления данных следует выделить:
«самодельные» форматы хранения данных, хранящихся в файлах (текстовых, бинарных);
специализированные форматы хранения данных, использовавшиеся в «дореляционный» период (например, x-Base, paradox);
языки структурированной разметки на основе формата xml;
реляционная модель; SQL сервер;
объектная, объектно-реляционная модель;
документоориентированное хранилище (IBM Lotus/Domino).
Классификация по поддерживаемым стандартам управления и технологиям коммуникации
Эпоха стихийной разработки АИС закончена. Современные автоматизированные информационные системы разрабатываются, исходя из сложившихся реалий автоматизированного управления бизнесом. Существует значительное количество концепций, технологий, подходов, нашедших своё эффективное применение в различных отраслях промышленности по всему миру. Некоторые из них приобрели статус международных стандартов. В спецификации АИС, разрабатываемой для массовой продажи, как правило, указывается – какие стандарты и технологии управления она поддерживает. Менее строги требования к АИС, создаваемым под заказ для конкретного предприятия. Однако и в этом случае не учитывать сложившийся в мире позитивный опыт просто неразумно. Ниже перечислены некоторые, наиболее важные, технологии и стандарты.
MRP (Material Requirements Planning) – планирование поставок материалов, исходя из данных о комплектации производимой продукции и плана продаж.
CRP (Capacity Requirements Planning) – планирование производственных мощностей, исходя из данных о технологии производимой продукции и прогноза спроса.
MRPII (Manufacture Resource Planning) – планирование материальных, мощностных и финансовых ресурсов, необходимых для производства. Стандартизовано ISO.
ERP (Enterprise Resource Planning) – финансово-ориентированное планирование ресурсов предприятия, необходимых для получения, изготовления, отгрузки и учёта заказов потребителей на основе интеграции всех отделов и подразделений компании.
SCM (Supple Chain Management) – управление цепочками поставок. Реализация бизнес-процессов на базе внешних предприятий и торговых площадок Основано на референтной модели SCOR, стандартизованной Supply Chain Council.
CRM (Customer Relationship Management) - управление взаимоотношениями с заказчиками. Комплекс методов и средств, нацеленный на завоевание, удовлетворение требований и сохранение платежеспособных клиентов.
ERPII (Enterprise Resource & Relationship Processing) - управление ресурсами и взаимоотношениями предприятия. Объединяет в себе 3 вышеперечисленные технологии.
Workflow – технология, управляющая потоком работ при помощи программного обеспечения, способного интерпретировать описание процесса, взаимодействовать с его участниками и при необходимости вызывать соответствующие программные приложения.
OLAP (Online Analytical Processing) – оперативный анализ данных. Технология поддержки принятия управленческих решений на основе концепции многомерных кубов информации.
Project Management – управление проектами. Поддерживается рядом международных стандартов.
CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support) — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла. Описывает совокупность
принципов и технологий информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях. Объединяет в себе практически все вышеперечисленные подходы и технологии.
Столь лаконичные определения, конечно же, позволяют лишь ознакомиться с современной терминологией. Задача их детального изучения не входит в план занятий. Тех, кто захочет получить подробный материал по этим вопросам, можно порекомендовать следующие литературные источники [2-6].
Классификация по степени автоматизации
Приводится классификация из [1].
Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком. Например, о деятельности менеджера в фирме, где отсутствуют компьютеры, можно говорить, что он работает с ручной ИС.
Автоматические ИС выполняют все операции по переработке информации без участия человека.
Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль отводится компьютеру. В современном толковании в термин "информационная система", как правило, вкладывается понятие автоматизируемой системы.
Роль требований в задаче внедрения АИС
Какие можно сделать выводы из рассмотренной классификации АИС? Даже не говоря о многообразии производителей АИС, не рассмотренного в настоящей лекции, на основании только сформулированных признаков становится очевидным, что существует значительное количество АИС и данные АИС существенно различаются между собой. Следовательно, выбор АИС для предприятия – достаточно нетривиальная задача. Для того, чтобы успешно её решить, необходимо хорошо знать объект внедрения (автоматизируемое предприятие), особенности его деятельности, стратегию развития и многие другие аспекты, предопределяющие характеристики закупаемой АИС. Указанные знания в конечном итоге формализуются в документе требований к АИС, на основе которого и осуществляется выбор и последующая настройка АИС. В ещё большей степени требования к АИС важны при разработке АИС на заказ. Подробнее об этом – в следующих лекциях.
Определение понятия требования
Л.Новиков в русской редакции нотации RUP [15] приводит следующее определение: «Требование – это условие или возможность, которой должна соответствовать система».
В IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology (1990) [7] данное понятие трактуется шире. Требование – это:
1.условия или возможности, необходимые пользователю для решения проблем или достижения целей;
2.условия или возможности, которыми должна обладать система или системные компоненты, чтобы выполнить контракт или удовлетворять стандартам, спецификациям или другим формальным документам;
3.документированное представление условий или возможностей для пунктов 1 и 2 (конец цитаты).
Введём ещё одно определение. Требования – это исходные данные, на основании которых проектируются и создаются автоматизированные информационные системы. Первичные данные поступают из различных источников, характеризуются противоречивостью, неполнотой, нечёткостью, изменчивостью. Требования нужны в
частности для того, чтобы Разработчик мог определить и согласовать с Заказчиком временные и финансовые перспективы проекта автоматизации. Поэтому значительная часть требований должна быть собрана и обработана на ранних этапах создания АИС. Однако собрать на ранних стадиях все данные, необходимые для реализации АИС, удаётся только в исключительных случаях. На практике процесс сбора, анализа и обработки растянут во времени на протяжении всего жизненного цикла АИС, зачастую нетривиален и содержит множество подводных камней; подробнее о процессе – в лекциях
4-8.
Классификация требований
Существует значительное количество различных методов классификации требований [8-13], наиболее существенные из которых будут рассмотрены в лекции.
Требования к продукту и процессу
Требования к продукту. В своей основе требования – это то, что формулирует заказчик. Цель, которую он преследует – получить хороший конечный продукт: функциональный и удобный в использовании. Поэтому требования к продукту являются основополагающим классом требований. Более подробно требования к продукту детализируются в следующих ниже классификациях.
Требования к проекту. Вопросы формулирования требований к проекту, т.е. к тому, как Разработчик будет выполнять работы по созданию целевой системы, казалось бы, не лежат в компетенции Заказчика. Без регламентации процесса Заказчиком легко можно было бы обойтись, если бы все проекты всегда выполнялись точно и в срок. Однако, к сожалению, мировая статистика результатов программных проектов говорит об обратном. Заказчик, вступая в договорные отношения с Разработчиком, несёт различные риски, главными из которых является риск получить продукт с опозданием, либо ненадлежащего качества. Основные мероприятия по контролю и снижению риска – регламентация процесса создания программного обеспечения и его аудит.
Насколько подробно Заказчику следует регламентировать требования к проекту – вопрос риторический. Ответ на него зависит о множества факторов, таких, как ценность конечного продукта для Заказчика, степень доверия Заказчика к Разработчику, сумма подписанного контракта, увязка срока сдачи продукта в эксплуатацию с бизнес-планами Заказчика и т.д. Однако, со всей определённостью можно сказать следующее: 1) регламентация процесса Заказчиком позволяет снизить его риски; 2) мероприятия Заказчика по регламентации процесса приводят к дополнительным накладным расходам. Требуется найти разумный компромисс между степенью контроля рисков и величиной расходов.
В качестве требований к проекту могут быть внесён регламент отчётов Разработчика, совместных семинаров по оценке промежуточных результатов, определены характеристики компетенций участников рабочей группы, исполняющих проект, их количество, указана методология управления проектом. Ниже сформулирован пример формулировки требования к оффшорному проекту (Заказчик и Разработчик физически находятся в разных государствах) – в этой ситуации Заказчику требуется жёсткий контроль над Разработчиком.
1)Разработчик представляет Заказчику согласованный план работ c детализацией (WorkBreakdownStructure - WBS) с точностью до конкретных исполнителей.
2)Разработчик осуществляет ежедневные сборки, регрессионное тестирование компонент разрабатываемого продукта и тестирование продукта в целом.
3)Все управленческие и проектные артефакты, исходные коды и тестовые примеры размещаются в режиме online в интегрированной среде разработки Rational
ClearCase с возможностью для Заказчика осуществления online-мониторинга на базе web-технологий.
Уровни требований
Внедрение ИС на предприятии всегда преследует конкретные бизнес-цели – такие, как, например, повышение прозрачности бизнеса, сокращение сроков обработки информации, экономия накладных расходов и т.д. Современные информационные системы – это крупные программные системы, содержащие в себе множество модулей, функциональных, интерфейсных элементов, отчётов и т.д. Как охватить единым взором такие разнородные вещи, как цели, преследуемые топ-менеджером предприятия Заказчика, описание интерфейса пользователя и характеристики модуля, осуществляющего расчёт себестоимости изделия?
К счастью, человечество уже давно изобрело приёмы борьбы со сложностью, широко применяемые в моделировании сложных объектов – абстракцию и декомпозицию. Применительно к дисциплине анализа требований к программным системам эти принципы работают следующим образом. Требования разделяются по уровням. Уровни требований связаны, с одной стороны, с уровнем абстракции системы, с другой – с уровнем управления на предприятии.
Обычно выделяют три уровня требований.
На верхнем уровне представлены так называемые бизнес-требования (business requirements). Примеры бизнес-требования: система должна сократить срок оборачиваемости обрабатываемых на предприятии заказов в три раза. Бизнес-требования обычно формулируются топ-менеджерами, либо акционерами предприятия.
Следующий уровень – уровень требований пользователей (user requirements). Пример требования пользователя: система должна представлять диалоговые средства для ввода исчерпывающей информации о заказе, последующей фиксации информации в базе данных и маршрутизации информации о заказе к сотруднику, отвечающему за его планирование и исполнение. Требования пользователей часто бывают плохо структурированными, дублирующимися, противоречивыми. Поэтому для создания системы важен третий уровень, в котором осуществляется формализация требований.
Третий уровень – функциональный (functional requirements). Пример функциональных требований (или просто функций) по работе с электронным заказом:
заказ может быть создан, отредактирован, удалён и перемещён с участка на участок.
Существуют объективные противоречия между требованиями различных уровней. Так, очевидным бизнес-требованием является требование о полноте информации, собираемой на рабочих местах пользователей в единую базу данных. Чем полнее информация – тем глубже база для анализа деятельности и принятия решений. С другой стороны, конкретному пользователю системы вполне может быть достаточно использования только той части информации, которая влияет на выполнение его основных функций.
Важные правила внедрения и использования АИС на предприятии – «Одна точка сбора», «Данные собираются там, где они появляются». Использование этих правил позволяет избежать затрат на необоснованное дублирование информации и, что важнее – потерь от ошибок учёта, неизбежно возникающих при дублировании точек ввода.
Внедрение АИС на предприятии приводит к необходимости оснащения всех точек ввода информации автоматизированными рабочими местами (АИС), обучению персонала и, зачастую, оптимизации и повышению уровня формализации рабочих процессов, выполняемых персоналом. Поэтому внедрение АИС – непростой процесс, часто требующий «перекройки человеческого материала» и встречающий сопротивление со стороны пользователей, которые не готовы, либо не хотят работать по-новому.
Системные требования и требования к программному обеспечению
Существуют различные трактовки понятия «Системные требования» (system requirements).
К. Вигерс формулирует данный термин, как «высокоуровневые требования к продукту, которые содержат многие подсистемы, то есть системе» [8]. При этом под системой понимается программная, программно-аппаратная, либо человеко-машинная система. Данная система является сложной, структурированной системой и системные требования являются подмножеством функциональных требований к продукту. В данное подмножество целесообразно относить наиболее важные, существенные требования, которые относятся в целом к системе и не содержат избыточной детализации.
INCOSE (International Council on Systems Engineering) даёт более детальное определение системы: «комбинация взаимодействующих элементов, созданная для достижения определенных целей; может включать аппаратные средства, программное обеспечение, встроенное ПО, другие средства, людей, информацию, техники (подходы), службы и другие поддерживающие элементы». Таким образом, происходит разделение между системными требованиями, как обобщающему понятию и требованиями к программному обеспечению, как выделенному подмножеству системных требований, направленных исключительно на программные компоненты системы. Этот же подход прослеживается в стандарте ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207/99 [14]: работы, связанные с системой в целом и с программным обеспечением выделяются в отдельные группы в целях удобства оперирования.
В практике компьютерной инженерии бытует другой, более узкий контекст использования данного понятия: под системными требованиями в узком смысле понимается требования, выдвигаемые прикладной программной системой (в частности – информационной) к среде своего функционирования (системной, аппаратной). Пример таких требований – тактовая частота процессора, объём памяти, требования к выбору операционной системы.
Функциональные, нефункциональные требования и характеристики продукта
Функциональные требования регламентируют функционирование или поведение системы (behavioral requirements). Функциональные требования отвечают на вопрос «что должна делать система» в тех или иных ситуациях. Функциональные требования определяют основной «фронт работ» Разработчика, и устанавливают цели, задачи и сервисы, предоставляемые системой Заказчику.
Функциональные требования записываются, как правило, при посредстве предписывающих правил: «система должна позволять кладовщику формировать приходные и расходные накладные». Другим способом являются так называемые варианты использования (uses cases) – популярный и весьма продуктивный способ представления требований.
Это – основной, определяющий вид требований, который будет рассматриваться на протяжении всего лекционного курса.
Нефункциональные требования, соответственно, регламентируют внутренние и внешние условия или атрибуты функционирования системы. К. Вигерс [8] выделяет следующие основные группы нефункциональных требований:
Внешние интерфейсы (External Interfaces),
Атрибуты качества (Quality Attributes),
Ограничения (Constraints).
Среди внешних интерфейсов в большинстве современных АИС наиболее важным является интерфейс пользователя (User Interface, UI). Кроме того, выделяются интерфейсы с внешними устройствами (аппаратные интерфейсы), программные интерфейсы и интерфейсы передачи информации (коммуникационные интерфейсы).
Основные атрибуты качества:
Применимость,