Материал: УПП. Конспект лекций

Модели представления проектных решений определяют совокупность понятий, привлекаемых для описания, как организации самого процесса инженерного проектирования, так и разрабатываемой информационной системы. Возникает проблема информационных технологий (ИТ) в оценке эффективности проводимых работ в разрезе как оценки качества технологии разработки ИС, так и оценки качества разрабатываемой ИС (рис.2.1). Рассмотрим пути решение этой проблемы с позиций парадигм апрагматической и прагматической методологий.

Оценка качества инженерной деятельности

Рис.2.1. Оценка качества инженерной деятельности при разработке ИС.

1. Проблема эффективности оценки качества разрабатываемой информационной системы. Данную проблему будем относить к апрагматическим проблемам, а соответствующие оценки

качества - к разряду структурных критериев эффективности. Информационная система имеет единую цель функционирования - обработку информации, характеризуемую управляющими воздействиями, входными и выходными данными, алгоритмом обработки. Однако, являясь по своей сущности сложной системой, т.е. имея, иерархическую структуру с несколькими уровнями группирования и подчиненности отдельных модулей, каждый из которых имеет свою целевую задачу, ИС вызывает трудности с выявлением единого обобщенного критерия эффективности функционирования. Действительно, каждый отдельный компонент (модуль) системы имеет свой специфический частный критерий, как правило, не совпадающий и играющий подчиненную роль по отношению к критерию эффективности всей системы.

Еще одной проблемой является проблема выбора критерия эффективности при наличии обычно нескольких более или менее равнозначных критериев, каждый из которых может стать доминирующим в зависимости от внешних условий и состояния системы. Это обусловлено наличием внешней среды и тем, что каждая сложная система может являться подсистемой системы высшего уровня. Поэтому при разработке ИС приходится ограничиваться анализом критериев качества для некоторых типовых условий функционирования сложных систем, выделять необходимые для оптимизации параметры, оценивать влияние системы высшего уровня на выбор показателя качества.

Структурные критерии эффективности разделим на два вида: функциональные и конструктивные критерии качества.

−Функциональные критерии качества отражают уровень соответствия разработанной ИС ее целям функционирования, характеризуют особенности специфики применения ИС в соответствии с их целевым назначением (точность представления данных, диапазоны изменения параметров, время обработки, адаптивность к внешним воздействиям, достоверность результатов и др.). Функциональные критерии различны, и соответствуют разнообразию областей применения программных средств.

−Конструктивные критерии качества программных средств более или менее инвариантны к их целевому назначению и основным функциям (сложность программ; корректность программ, надежность функционирования; удобства доступа к данным и т.д.).

Отметим, что между функциональными и конструктивными критериями, как правило, прослеживается прямая зависимость и в ряде случаев функциональную оценку можно сопоставить с

11

соответствующей конструктивной (например, очевидно, что с увеличением количества элементов в системе (конструктивная сложность), уменьшается ее надежность при прочих равных условиях).

В некоторых случаях функциональные критерии можно свести к некоторым показателям обобщенной экономической эффективности применения программ в жизненном цикле. Эта экономическая эффективность может характеризоваться величиной экономии трудозатрат, энергии, материалов и т.д., выраженных через их стоимость или некоторый другой эквивалент. Эффективность функционирования ИС проявляется на этапе эксплуатации и возрастает по мере проведения модернизаций в процессе сопровождения.

2. Проблема эффективности проводимых работ в разрезе оценки качества технологии разработки

ИС.

Информационные системы будем характеризовать как сложные системы с высокой стоимостью, с длительными сроками инженерного проектирования и изготовления. Таким образом, ИС следует рассматривать во всей полноте прагматических проблем, связанных с моделированием, исследованием, изготовлением, внедрением и эксплуатацией сложных систем. Такая характеристика ИС позволяет ставить проблему оценки затрат, при которой достигается та или иная эффективность технологии разработки. Степень эффективности всей технологической цепочки напрямую зависит от выбора методов решения функциональных задач и определяется конкретными инструментальными средствами и ресурсами для их реализации.

Технологические проблемы слабо связаны с функциональным назначением проектируемой системы, поэтому методы их решения могут рассматриваться отдельно от конкретного целевого назначения ИС.

Длительность и трудоемкость изготовления ИС большого объема может оказаться определяющей для затрат и сроков создания всей информационной системы. В этом случае длительность их разработки определяет качество и степень автоматизации технологии разработки ИС, а в конечном итоге и качество самой ИС.

В настоящее время отсутствует целостная методика выбора характеристик качества ИС и способов их оценки (или измерения), и поэтому все результаты в данной области должны рассматриваться скорее как информация к размышлению, чем как окончательные выводы или предписания. Будем использовать в концепции ИТ наиболее рациональный способ действий по оценке качества ИС, который на сегодняшний день состоит в том, чтобы разработать некоторую систему показателей качества (полезности) и использовать ее для определения направления дальнейшего усовершенствования ИС. Определим основные задачи, на решение которых будем делать акцент при разработке системы показателей полезности. В идеале, показатели полезности должны позволить:

−сравнивать различные варианты архитектурной компоновки моделей представления ИС;

−анализировать причины нежелательного отклонения показателей от желаемых при учете огромного числа формальных и неформальных ограничений на компоновку моделей представления;

−отражать обобщенную «полезность» для общества технологий проектирования программных средств, которая в первую очередь характеризуется трудоемкостью и длительностью создания;

−оценивать качество программ, достигаемое при применении соответствующих технологий изготовления ИС.

В основу оценки эффективности создания ИС положены процессы анализа показателей качества программных средств, а также технико-экономических показателей их цикла разработки.

Очертим круг правил, которым должны удовлетворять показатели технологии разработки в идеале:

−численно и в наиболее общем виде характеризовать степень выполнения системой своей основной целевой функции;

−позволять выявить и оценить степень влияния на эффективность системы различных факторов

ипараметров и в том числе затрат различного вида на ее реализацию;

−быть простым и иметь малую дисперсию, т.е. слабо зависеть от случайных неконтролируемых факторов.

Трудно вывести обобщенный критерий, связывающий физические зависимости с величинами, характеризующими ту цель, которой в своем действии должен служить разрабатываемый объект.

12

Контрольные вопросы.

1.Поясните понятие технически и экономически выгодных инженерных решений.

2.Структурные критерии эффективности и их два вида.

3.Технологические критерии эффективности.

4.Какими свойствами должны обладать показатели полезности?

Тема 4. Планирование работ по этапам и стадиям проектирования.

Предпроектные работы. Структура этапов и стадий проектирования. Разработка план-графиков, диаграмм сроков выполнения. Учет капитальных и эксплуатационных затрат.

Для поддержки жизнеспособности любого промышленного, в том числе и программнотехнического изделия необходимы постоянные затраты. С точки зрения инженерного процесса, зависимость необходимых затрат в увязке с жизненным циклом разрабатываемой ИС выглядит примерно, так как представлено на рисунке 1. Всплеск затрат на начальных этапах присущ стадиям проектирования и разработки, период минимальных затрат – этапам сопровождения и эксплуатации, сильное увеличение затрат характеризует период старения системы.

Затраты

Периоды жизненного цикла

Рис.1. График соответствует зависимости затрат от жизненного цикла системы.

Остановимся на основных этапах инженерного проектирования – стадиях разработки.

Стадии разработки определяют наиболее общий состав процедур разработки и требования к документации. Стадии разработки регламентируются ГОСТом и другими нормативными документами.

Выделим четыре стадии разработки: техническое задание, эскизный проект, технический проект, рабочий проект. Проектирование ИС на ранних стадиях характеризуется высокой неопределенностью исходных данных и представлений разработчиков о свойствах и функциях создаваемой системы.

Уровни абстрагирования определяют систему понятий (модель абстракции), привлекаемых для описания инженерных решений. Уровни представления определяются в рамках конкретной предметной области, методики моделирования, могут регламентироваться различными стандартами. Уровень абстрагирования будем сопоставлять с видом моделей абстракций, а переход по уровням абстрагирования – с переходом на новый вид модели абстракций.

Уровни детализации определяют степень детализации элементов и связей компонент моделируемой системы при описании ее на одном уровне абстрагирования. Уровни детализации могут регламентироваться конкретными методиками моделирования. Под уровнем детализации будем понимать соответствующий иерархический уровень в модели абстракций (модель абстракций – иерархическая структура).

Уровни определенности характеризуют форму описания моделей. Наиболее существенными уровнями определенности являются концептуальный уровень, логический уровень и физический уровень.

13

−Концептуальный уровень – содержательное описание модели исходя из содержательного процесса управления. Характеризуется неформальными (слабо формализованными) средствами описания инженерных решений.

−Логический уровень – представление моделей системы с использованием типового математического аппарата, на основе которого можно проводить анализ и синтез структур и адекватно отображать с заданной степенью соответствия реальные процессы. Характеризуется формально обоснованными инженерными решениями.

−Физический уровень – описание модели системы на уровне программно-аппаратных средств реализации. Характеризуется практической выполнимостью моделей абстракций на программном уровне.

В таблице 1. Представлен «примитив» план-графика с предложенными видами работ по этапам для разработки программно-технического средства.

Таблица 1. План-график (пример этапов и видов работ разработки ИС).

ПТС – программно-технические средства; ПО – программное обеспечение.

2.Технико-экономическое обоснование.

3.Обоснование проведения научных исследований.

4.Определение требований к ИС, стадиям, этапам и срокам разработки.

5.Оформление технического задания

14

программ.

4.Комплексирование программ.

надежность функционирования и другие характеристики.

2.Обработка результатов испытаний.

3.Разработка акта испытания.

4.Проведение корректировки ПО и программной документации по результатам испытаний.

На рисунке 2. изображён пример наглядной диаграммы со сроками выполнения этапов

15