Информационные системы и технологии

Нормативные документы по проектированию информационных систем

К нормативным документам относятся стандарты (государственные, отраслевые, стандарты предприятия), руководящие материалы, методические рекомендации. Содержащиеся в этих документах указания могут носить характер справочный, рекомендуемый или обязательный. В последнем случае указаниям, содержащимся в документе, необходимо неукоснительно следовать.

Важность практического использования нормативных документов при проектировании ИС определяется следующими обстоятельствами:

1) Сложные программно-технические комплексы (информационные системы), такие как, например, системы информатизации отрасли, предприятия, организации, создаются большими коллективами специалистов разного профиля и квалификации. Эти коллективы взаимодействуют между собой в процессе создания информационной системы. Для этого необходимо ввести общую терминологию, определить общие требования к документированию результатов работы. Деятельность этих коллективов должна контролироваться и управляться руководителем разработки, а для этого необходим общий порядок организации работ, общие требования к экспертизе результатов.

2) Нормативные документы концентрируют накопленный положительный опыт по созданию информационных систем, следование которому повышает вероятность создания работоспособной системы, выдерживания запланированных сроков и затрат на реализацию системы.

Комплект действующих в настоящее время в России государственных стандартов в области разработки информационных систем (автоматизированных систем) содержится в [17]. Эти документы устанавливают терминологию в области автоматизированных систем, стадии создания систем, состав и содержание документов, сопровождающих процесс разработки. Перечислим основные стандарты и руководящие документы:

ГОСТ 34.201-91 Виды, комплектность и обозначения документов при создании автоматизированных систем.

ГОСТ 34.601-90 Автоматизированные системы. Стадии создания.

ГОСТ 34.602-89 Техническое задание на создание автоматизированной системы.

ГОСТ 34.603-89 Виды испытаний автоматизированных систем.

ГОСТ 28195-89 Оценка качества программных средств. Общие положения.

ГОСТ 28806-90 Качество программных средств. Термины и определения.

РД 50-34.698-90 Методические указания. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств.

На железнодорожном транспорте действует отраслевой стандарт ОСТ 32.164-2000, устанавливающий общие правила документирования разработки, эксплуатации, сопровождения и развития систем информатизации железнодорожного транспорта [16]. Кроме того, действуют отраслевые руководящие технические материалы (ОРММ), уточняющие положения стандарта и определяющие этапы разработки [14, 15], правила представления документов по созданию информационных систем на экспертизу (ОРММ АСЖТ 5.04-2000) и методики проведения экспертизы (ОРММ АСЖТ 5.05-2000, 5.06-2000, 5.07-2000 и 5.08-2000).

Понятие о технологиях и инструментальных средствах разработки информационных систем

Проектирование, как и весь процесс разработки ИС, можно представить в виде взаимосвязанного комплекса работ (рабочих процессов). Каждая из работ процесса проектирования выполняется (или может выполняться) на основе определенных методов, подходов, с применением определенных инструментальных средств. Система приёмов, способов и методов проектирования информационной системы - это есть технология проектирования.

Технология проектирования (или, в общем случае, разработки) информационной системы определяет содержание и методы выполняемых работ на каждой стадии проектирования, используемый при этом инструментарий, способ документирования результатов, методы контроля и управления разработкой.

Основными инструментальными средствами разработки и сопровождения программного обеспечения ИС являются CASE-средства. Аббревиатуре CASE (Computer Aided Software Enqineerinq) может быть поставлен в соответствие следующий перевод - автоматизированная разработка программного обеспечения [6].

CASE-средства - это программные средства, поддерживающие процессы разработки и сопровождения ИС, включая анализ требований, проектирование программного обеспечения и баз данных, реализацию ИС (генерацию кодов, тестирование, документирование) и т.д. CASE-средства вместе с системным программным обеспечением и техническими средствами образуют полную среду разработки ИС.

Автоматизация процесса разработки ИС предполагает наличие формализованной процедуры создания ИС, однозначно определяющей этапы разработки, методы, используемые на каждом этапе, способы документирования результатов. Это значит, что каждое CASE-средство поддерживает определенную технологию разработки ИС. Современные CASE-средства для разработки программного обеспечения ИС могут быть разбиты на две группы:

- средства, поддерживающие методологию структурного анализа и проектирования ИС;

- средства, поддерживающие методологию объектно-ориентированного проектирования ИС.

В данном контексте термин "методология" означает основной принцип, используемый для представления ИС. При структурном подходе система представляется в виде иерархии взаимосвязанных операций, функций, задач. При объектном подходе система - это совокупность взаимодействующих объектов (сущностей, включающих (инкапсулирующих) данные и методы). Подробно объектный подход рассматривается в [6, 13].

Структурный подход к проектированию программного обеспечения информационных систем

Структурным анализом (структурным подходом) принято называть метод исследования системы, основанный на представлении её в виде иерархии взаимосвязанных диаграмм (структурных моделей). Число элементов на каждой диаграмме ограничено (от 3 до 6-7). Используются строгие формальные правила изображения элементов диаграмм.

Ранее уже отмечалось, что любая система может иметь множество структур, отличающихся признаком выделения элементов. Структурный анализ информационных систем предполагает следующие три вида анализа (и, следовательно, три типа структурных моделей): анализ функций системы; анализ данных; анализ поведения системы.

Для анализа функций системы (функционального моделирования) используют структурные модели типа диаграммы потоков данных (DFD - Data Flow Diagrams). В следующем разделе показано, как строятся DFD-модели.

Рассмотрим способ описания функций системы на основе технологии, устанавливаемой стандартом IDEF. IDEF - аббревиатура слов Integrated DEFinition, или интегральное описание (спецификация).

Функциональная модель в этом стандарте обозначается как IDEFO - модель, а способ её построения как IDEFO-технология.

В IDEFO-технологии проектируемая система представляется иерархически упорядоченным множеством функциональных диаграмм, отображающих на каждом уровне выполняемые функции и информационные связи между функциями, а также между функцией и внешней средой. В терминах IDEFO процедура представляется в виде комбинации функциональных блоков и дуг. Блоки используются для представления функций, составляющих процедуру, и сопровождаются текстами на естественном языке. Дуги представляют множество объектов, таких как физические объекты, информация или действия, с помощью которых осуществляются связи между функциональными блоками.

Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющие, регламентирующие или нормативные данные входят в блок сверху. Исходные данные (запросы, документы) которые обрабатываются при выполнении данной функции, указываются с левой стороны блока. Результаты выполнения функции отображаются с правой стороны. Механизм или исполнитель, осуществляющий операцию, изображается дугой, входящей в блок снизу.

Функциональный блок преобразует входную информацию в выходную. Управление определяет, когда и как это преобразование может или должно произойти. Исполнитель (человек или автоматизированная система) непосредственно осуществляет это преобразование.

При необходимости описания функция может быть детализирована на диаграмме следующего (нижнего) уровня.

Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из более общей диаграммы. Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, те же, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из неё..

Технология IDEFO не ограничивает количество уровней декомпозиции. Это даёт возможность получить модель процедуры с требуемой степенью детализации. IDEFO-технология поддерживается пакетами BPWin, Design/IDEF.

7. Современные проблемы информатизации железнодорожного транспорта

Железнодорожный транспорт России - это отрасль экономики страны, обеспечивающая в настоящее время более 75% общего объёма перевозок грузов и свыше 40% пассажирооборота. Железнодорожный транспорт - это 86 тыс. км железнодорожных путей, охватывающих всю территорию России; это тысячи станций, оборудованных устройствами электроснабжения, системами автоматики, телемеханики и связи, погрузочно-разгрузочными механизмами, контейнерными терминалами и пр., это сотни тысяч грузовых и пассажирских вагонов, десятки тысяч локомотивов; это персонал, обслуживающий перемещение подвижного состава и груза, стационарные устройства и сооружения, обработку и перемещение документов; это система управления, основанная на средствах передачи и обработки данных .

С точки зрения информатизации железнодорожный транспорт является чрезвычайно “трудным” объектом. К важным особенностям ж.д. транспорта, определяющим направления развития системы информатизации, необходимо отнести следующие:

Функционирование элементов транспортной системы (железных дорог, как части сети транспортных коммуникаций; железнодорожных станций и узлов) тесно взаимосвязано. Поезд, сформированный на станции одной дороги, проходит и подвергается обработке на других станциях той же и иных дорог; вагоны грузятся и разгружаются на разных станциях и дорогах и т.д. Эффективное функционирование системы с взаимодействующими элементами возможно лишь при централизованном её управлении, причём необходимая степень централизации управления (характеризуемая, например, долей суммарного объёма обработки информации при управлении системой, осуществляемого на верхнем уровне управления) будет тем выше, чем теснее взаимодействуют элементы управляемой системы. Эта особенность железнодорожного транспорта, как объекта информатизации, приводит к необходимости наличия высокопроизводительного центра (центров) обработки данных на верхнем уровне системы (т.е. на уровне руководящих органов Открытого акционерного общества “Российские железные дороги”).

Пунктами зарождения информации, необходимой для принятия решений по управлению, в частности, процессом перевозок грузов, являются станции, узлы, междорожные и межгосударственные стыки, разнесенные по территории России. Эта информация должна быть своевременно собрана и представлена для выработки решений в центр управления перевозками. Это означает, что важным элементом информационной системы ж.д. транспорта является развитая и высокопроизводительная система передачи данных .

Значительное число задач управления ж.д. транспортом должна решаться в режиме реального времени (т.е. в темпе с протеканием внешних процессов - перемещением поездов, операциями с вагонами, операциями с клиентами и т.п.).

Реформирование железнодорожного транспорта, начавшееся в последние годы прошлого столетия, коренным образом меняет условия и цели хозяйственной деятельности ж.д. транспорта. Это неизбежно отразится на механизмах управления железнодорожным транспортом. Подобная ситуация усугубляет требования к гибкости, масштабируемости, простоте модернизации информационной системы железнодорожного транспорта (и, прежде всего, её программных средств). В настоящее время в наибольшей степени этим требованиям соответствует объектно-ориентированный подход к разработке ИС, который, по-видимому, в ближайшие годы cтанет основным при создании ИС железнодорожного транспорта.

Основные принципы информатизации железнодорожного транспорта

Основными концептуальными принципами информатизации железнодорожного транспорта являются:

Полнота и пригодность информации для пользователя. Пользователи должны иметь в наличии необходимую и полную (достаточную) информацию для принятия решений. Информация должна быть представлена в необходимом для них виде.

Точность. Точность исходной информации имеет принципиальное значение для принятия правильных решений. Неправильные данные могут привести к ошибочным решениям.

Своевременность. Информация в системе должна представляться пользователю с допустимым временем задержки.

Ориентированность. Информация в системе должна быть ориентирована на выполняемые функции автоматизируемого объекта и пользователя.

Гибкость. Циркулирующая в системе информация, должна быть удобна для конкретных пользователей, т.е. иметь наиболее удобный для них вид. Все входные и выходные формы, а также режимы работы системы должны максимально отвечать требованиям пользователей.

Удобство. Система должна обладать дружественным интерфейсом:

в любом месте работы системы пользователю предоставляется возможность возврата на шаг назад. Существуют различные уровни помощи: по “горячим” клавишам, краткая смысловая - подсвечивается на экране, при подведении мышки к конкретному пункту меню, подробная смысловая помощь, которая появляется только при нажатии клавиши F1;

предусматривается логический контроль за непротиворечивостью вводимых данных,

по возможности, предусматривается защита от ошибочного ввода информации;

в ряде случаев предусматривается возможность настройки цветовой гаммы на каждом рабочем месте;

для удобства ввода информации и для сохранения целостности базы данных (БД) возможно обращение к словарям, созданным на такие поля БД, значения которых поддаются перечислению.

Контроль целостности базы данных.

Сохранность и конфиденциальность данных. Санкционирование доступа к базам данных. Защиту коммерческой и специальной информации.

Адаптируемость системы к изменяющимся условиям. В системах обычно предусматривается настройка шаблонов документов, нормативно-справочной информации. Иногда разрабатывается гибкий запрос к базе данных системы.

Приемственность новых и существующих версий системы. При установке новых версий системы предусматривается возможность сохранения всех предыдущих наработок и данных, с которыми работали предыдущие версии системы.

Подходящий формат данных. Форматы данных и сообщений, используемые в компьютерных и телекоммуникационных сетях системы должны обеспечить эффективное использование производительности технических средств (объем памяти, быстродействие, пропускную способность и т.д.).

Готовность к предоставлению требуемой информационной услуги (“доступность”), реализуется с минимальными затратами. В системах обеспечивается гибкий запрос, позволяющий пользователям получать множество выходной информации по различным срезам данных.

Полная информационная совместимость между автоматизированными системами различных уровней.

Взаимодействие с внешними автоматизированными системами.

В зависимости от задействованных рабочих мест системы могут быть подразделены на:

1. Автономные рабочие места (локальные системы). В этом случае система функционирует на одном отдельно взятом компьютере. В таких системах решаются локальные задачи, необходимые для одного пользователя.

2. Системы линейного уровня. Система функционирует на одном или нескольких рабочих местах, например на линейном уровне (станции).

3. Системы дорожного уровня

4. Системы сетевого уровня

5. Системы, функционирующие на нескольких или на всех уровнях управления.

.Состояние информатизации ж.д. транспорта (2003-2004 годы)

Деятельность в направлении информатизации ж.д. транспорта началась в конце 50-ых годов прошлого столетия. Последовательно создавалась инфраструктура информатизации отрасли, информационная среда , разрабатывались и внедрялись функциональные задачи, связанные в первую очередь, с управлением перевозкой грузов .

В 1975 году утверждаются основные положения Генеральной схемы развития АСУЖТ, а в дальнейшем и Комплексная программа развития и повышения эффективности АСУ на железнодорожном транспорте на 1978-1985 годы.

Новый этап в развитии системы информатизации ж.д. транспорта начался с 1996 года, в период перехода экономики страны на рыночную основу. В 1996 году Постановлением Коллегии МПС были утверждены Концепция и Программа информатизации железнодорожного транспорта России до 2005 года. Откорректированная Программа информатизации с учётом её координации с Программной развития телекоммуникаций принята Постановлением Коллегии МПС №14 от 05.07.1997 г.

В Концепции информатизации 1996 года вся функциональность информационных систем железнодорожного транспорта условно поделена между четырьмя комплексами информационных технологий:

управление перевозками (КИТ-1);

управление маркетингом, экономикой и финансами (КИТ-2);

управление инфраструктурой (КИТ-3);

управление социальной сферой (КИТ-4).

Важными моментами Концепции 1996 года были среди прочих следующие:

- ориентация на решение в рамках информационных систем отрасли задач оптимизационного типа на основе экономических критериев ( максимизация прибыли отрасли и т.д.);

- приоритетная информатизация управления маркетингом, экономикой и финансами (КИТ-2).

Нынешнее состояние системы информатизации железнодорожного транспорта России характеризуется следующим.

Создана перспективная вычислительная база, включающая Главный вычислительный центр (ГВЦ) МПС и 17 (по числу дорог) информационно-вычислительных центров (ИВЦ) дорог. Вычислительные центры оснащены высокопроизводительными ЭВМ и периферийным оборудованием компании IBM.

Введена в эксплуатацию телекоммуникационная сеть связи ОАО «РЖД», построенная на основе оптоволоконных линий, цифровых систем передачи данных и коммутации и предоставляющую основу для обеспечения требуемых объёмов передачи данных в информационной системе ж.д. транспорта.

Введены в эксплуатацию крупные информационные системы, обеспечивающие автоматизацию отдельных функций управления железнодорожным транспортом. К важнейшим среди этих систем относятся такие, как АСОУП ( Автоматизированная система оперативного управления грузовыми перевозками), АСУ «Экспресс» ( Автоматизированная система управления пассажирскими перевозками), ДИСПАРК ( Автоматизированная система пономерного учёта, контроля дислокации, анализа использования и регулирования вагонного парка), ЭТРАН ( Автоматизированная система централизованной подготовки информации перевозочных документов) и др. Эти системы рассмотрены в разделе 2 учебник.

Начаты и в приоритетном порядке ведутся работы по созданию и внедрению Единой корпоративной автоматизированной системы управления финансами и ресурсами (ЕК АСУФР),призванной обеспечить финансовую прозрачность деятельности хозяйственных субъектов отрасли, контроль и учёт материальных и нематериальных ресурсов, достоверность внешней и внутренней отчётности.

На повестку дня поставлены вопросы интеграции информационных ресурсов, используемых в различных информационных системах отрасли, комплексной (сквозной) автоматизации транспортных ( перевозки грузов.пассажиров и т.д.) и информационных процессов (сбор, передача, хранение, обработка данных).

. Направления развития информатизации железнодорожного транспорта

Информатизация железнодорожного транспорта - это непрерывный процесс развития и совершенствования уже созданных систем, проектирования и внедрения новых информационных систем. Стимулом для этого процесса является возможность повышения эффективности функционирования транспорта за счёт использования новых информационных технологий. Нынешнее состояние инфраструктуры информатизации железнодорожного транспорта и сегодняшний уровень развития информационных технологий позволяют высказать следующие соображения о перспективных направлениях развития информатизации ж.д. транспорта:

Дальнейшая централизация управления ж.д. транспортом на основе высокопроизводительных центров обработки данных и управления. Эта тенденция в настоящее время проявляется, в частности, в деятельности по созданию Центров управления перевозками (Главный центр управления - ГЦУП, центры управления перевозками регионов - ЦУПР, опорные центры управления - ОЦУ). Полагается, что число ЦУПР будет существенно меньше числа дорог (в настоящее время в России 17 железных дорог).

Развитие систем сбора информации о состоянии и дислокации транспортных единиц (вагонов, локомотивов), в частности внедрение системы автоматического считывания номеров вагонов.

Дальнейшая консолидация информационных ресурсов на верхнем уровне управления, создание интегрированных (комплексных) информационных хранилищ, объединяющих данные по различным аспектам деятельности ж.д. транспорта.

Развитие информационно-управляющих систем, осуществляющих поиск оптимальных решений при управлении технологическими процессами на ж.д. транспорте.

5) Развитие информационно-аналитических систем и систем поддержки принятия стратегических решений по развитию ж.д. транспорта, использующих накапливаемые статистические данные и математические модели функционирования транспортной системы.

Размещено на Allbest.ru