Проектирование информационных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Вопрос 51 САПР ИС и их краткая характеристика

информационный система автоматический проектирование

САПР - это организационно-техническая система, состоящая из совокупности комплекса средств автоматизации проектирования и коллектива специалистов подразделений проектной организации, выполняющая автоматизированное проектирование объекта, которое является результатом деятельности проектной организации.

САПР - это не средство автоматизации, а система деятельности людей по проектированию объектов. Поэтому автоматизация проектирования как научно-техническая дисциплина отличается от обычного использования ЭВМ в процессах проектирования тем, что в ней рассматриваются вопросы построения системы, а не совокупность отдельных задач. Эта дисциплина является методологической, поскольку она обобщает черты, являющиеся общими для разных конкретных приложений.

Структура САПР

Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем»: Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.

Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.

Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM -- Product Data Management), управления процессом проектирования (DesPM -- Design Process Management), пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE (Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.

Виды обеспечения САПР.

Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения: В САПР. Принято выделять семь видов обеспечения:

· Техническое (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства);

· Математическое (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;

· Программное (ПО), представляемое компьютерными программами САПР;

· Информационное (ИО), состоящее из баз данных (БД), систем управления базами данных (СУБД), а также других данных, используемых при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а БД вместе с СУБД носит название банка данных (БнД);

· Лингвистическое (ЛО), выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;

· Методическое (МетО), включающее различные методики проектирования, иногда к МетО относят также математическое обеспечение;

· Организационное (ОО), представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.

Разновидности САПР

Классификацию САПР делают по приложению, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовой подсистемы и т. д.

По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР:

· САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или MCAD (Mechanical CAD) системами;

· САПР для радиоэлектроники. Их названия -- ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системы.

· САПР в области архитектуры и строительства;

Кроме того, известно большое число более специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь в классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем (БИС); САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т.п.

По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так, в составе MCAD появляются CAE/CAD/CAM системы:

· САПР функционального проектирования, иначе САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы.

· Конструкторские САПР общего машиностроения -- САПР-К, часто называемые просто CAD системами;

· Технологические САПР общего машиностроения -- САПР-Т, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства АСТПП или системами CAМ (Computer Aided Manufacturing).

По масштабу различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР, например, комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ) или комплекс анализа электронных схем; системы ПМК; системы с уникальными архитектурами не только программного (software), но и технического (hardware) обеспечений.

По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР:

· САПР на базе машинной графики и математического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Поэтому к этой группе систем относится большинство графических ядер САПР в области машиностроения.

· САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-экономических приложениях, например, при проектировании бизнес-планов, но имеют место также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.

· САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплексы, например, имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по методу конечных элементов, синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Часто такие САПР относятся к системам CAE. Примерами могут служить программы логического проектирования на базе языка VHDL, математические пакеты типа MathCAD.

· Комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. Характерными примерами комплексных САПР являются CAE/CAD/CAM-системы в машиностроении или САПР БИС. Так, САПР БИС включает в себя СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов для проверки годности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специализированные системные среды.

Вопрос № 52 CASE-технологии проектирования ИС

За последнее десятилетие сформировалось новое направление в программотехнике -- CASE (Computer-Aided Software/System Engineering) -- в дословном переводе -- разработка программного обеспечения информационных систем при поддержке (с помощью) компьютера. В настоящее время не существует общепринятого определения CASE, термин CASE используется в весьма широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения, в настоящее время приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных автоматизированных информационных систем в целом. Теперь под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения ИС, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного ПО (приложений) и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют полную среду разработки АИС.

Основная цель CASE состоит в том, чтобы отделить проектирование ПО от его кодирования и последующих этапов разработки, а также скрыть от разработчиков все детали среды разработки и функционирования ПО. При использовании CASE-технологий изменяются все этапы жизненного цикла программного обеспечения (подробнее об этом будет сказано ниже) информационной системы, при этом наибольшие изменения касаются этапов анализа и проектирования. Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств. Такие методологии обеспечивают строгое и наглядное описание проектируемой системы, которое начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру со все большим числом уровней. CASE-технологий успешно применяются для построения практически всех типов систем ПО, однако устойчивое положение они занимают в следующих областях:

· обеспечение разработки делового и коммерческого ПО, широкое применение CASE-технологий обусловлены массовостью этой прикладной области, в которой CASE применяется не только для разработки ПО, но и для создания моделей систем, помогающих решать задачи стратегического планирования, управления финансами, определения политики фирм, обучения персонала и др. (это направление получило свое собственное название -- бизнес-анализ);

· разработка системного и управляющего ПО. Активное применение CASE-технологий связано с большой сложностью данной проблематики и со стремлением повысить эффективность работ.

CASE -- не революция в программотехнике, а результат естественного эволюционного развития всей отрасли средств, называемых ранее инструментальными или технологическими. С самого начала CASE-технологии развивались с целью преодоления ограничений при использовании структурных методологий проектирования 60--70-х гг. XX в. (сложности понимания, большой трудоемкости и стоимости использования, трудности внесения изменений в проектные спецификации и т. д.) за счет их автоматизации и интеграции поддерживающих средств. Таким образом, CASE-технологии не могут считаться самостоятельными методологиями, они только развивают структурные методологии и делают более эффективным их применение за счет автоматизации.

Помимо автоматизации структурных методологий и, как следствие, возможности применения современных методов системной и программной инженерии, CASE-средства обладают следующими основными достоинствами:

· улучшают качество создаваемого ПО за счет средств автоматического контроля (прежде всего контроля проекта);

· позволяют за короткое время создавать прототип будущей системы, что позволяет на ранних этапах оценить ожидаемый результат;

· ускоряют процесс проектирования и разработки;

· освобождают разработчика от рутинной работы, позволяя ему целиком сосредоточиться на творческой части разработки;

· поддерживают развитие и сопровождение разработки;

· поддерживают технологии повторного использования компонента разработки.

Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ИС.

Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы визуального представления информации. Это предполагает построение структурных или иных диаграмм в реальном масштабе времени, использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические средства моделирования предметной области позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями.

В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых, так или иначе, используются практически всеми ведущими западными фирмами.

Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ИС и обладающее следующими основными характерными особенностями:

· мощными графическими средствами для описания и документирования ИС, обеспечивающими удобный интерфейс с разработчиком и развивающими его творческие возможности;

· интеграцией отдельных компонент CASE-средств, обеспечивающей управляемость процессом разработки ИС;

· использованием специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория). Интегрированное CASE-средство (или комплекс средств, поддерживающих полный ЖЦ ИС) содержит следующие компоненты:

· репозиторий, являющийся основой CASE-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;

· графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование иерархически связанных диаграмм (DFD, ERD и др.), образующих модели ИС;

· средства разработки приложений, включая языки 4GL и генераторы кодов;

· средства конфигурационного управления;

· средства документирования;

· средства тестирования;

· средства управления проектом;

· средства реинжиниринга.

Классификация по типам в основном совпадает с компонентным составом CASE-средств и включает следующие основные типы (после названия средства в скобках указана фирма-разработчик):

· средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), BPWin (Logic Works));

· средства анализа и проектирований (Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Cayenne), Designer/2000 (Oracle), Silverrun (CSA), PRO-IV (McDonnell Douglas), CASE. Аналитик (Макро-Проджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;

· средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. К ним относятся ERwin (Logic Works). S-Designor (SDP) и DataBase Designer (Oracle). Средства проектирования баз данных имеются также в составе CASE-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и PRO-IV;

· средства разработки приложений. К ним относятся средства 4GL (Uniface (Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (Oracle), New Era (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi (Borland) и др.) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, PRO-IV и частично -- в Silverrun;

· средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, PRO-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные CASE-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке C++ (Rational Rose (Rational Software), Object Team (Cayenne)). Вспомогательные типы включают:

· средства планирования и управления проектом (SE Companion, Microsoft Project и др.);

· средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));

· средства тестирования (Quality Works (Segue Software));

· средства документирования (SoDA (Rational Software)).

Примерами существующих программных решений CASE-средств являются:

· Silverrun;

· Designer/2000;

· Vantage Team Builder (Westmount I-CASE);

· ERwin+BPwin;

· S-Designor;

Вопрос № 9 Этапы и стадии проектирования ИС

Этапы проектирования ИС

Выделим следующие этапы проектирования ИС:

I. Исследование предметной области.

II. Разработка архитектуры системы.

III. Реализация проекта.

IV. Внедрение системы.

I. Исследование предметной области предусматривает следующие шаги:

1. Спецификацию деятельности в предметной области.

2. Анализ деятельности в предметной области.

2.1. Структурно-логический анализ деятельности.

2.1.1. Анализ путей.

2.1.2. Анализ связности (прочности и сцепления) компонентов предметной области.

2.2. Анализ производительности.

2.3. Экономический анализ.

II. Разработка архитектуры системы включает в себя разработку следующих компонентов:

1. Спецификации требований к проектируемой системе.

2. Конструирование концептуальной модели предметной области.

3. Спецификации обработки данных в проектируемой системе.

4. Спецификации пользовательского интерфейса системы.

5. Спецификации деятельности в предметной области с учетом внедрения системы.

III. Реализация информационных систем на основе информационных технологий должна быть основана на инженерных подходах, предполагающих качественные, оптимальные по используемым ресурсам, эффективные и удобные в эксплуатации разработки. В достаточной степени разработана технология проектирования программного обеспечения (ПО).

Однако в ИС кроме программной составляющей существенную роль играет информационная составляющая, определяющая структуру, атрибутику и типизацию данных, ограничения целостности для баз данных, логику управления последними, поэтому при проектирования ИС приоритет отдается информационной модели, на основе которой реализуются остальные компоненты, включая диалог.

IV. Внедрение системы в действие.

* подготовка объекта автоматизации;

* подготовка персонала;

* комплектация ИС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями);

* строительно-монтажные работы;

* пусконаладочные работы;

* проведение предварительных испытаний;

* проведение опытной эксплуатации;

* проведение приемочных испытаний.

V. Сопровождение ИС.

* выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами;

* послегарантийное обслуживание.

Стадии и этапы работы описаны в стандарте ГОСТ 34.601-90.

Обычно выделяют следующие стадии проектирования ИС:

· исследование и обоснование создания системы;

· разработка технического задания;

· создание эскизного проекта;

· техническое проектирование;

· рабочее проектирование;

· ввод в действие;

· функционирование, сопровождение, модернизация.

В зависимости от сложности объекта автоматизации и набора задач, требующих решения при создании конкретной ИС, стадии и этапы работ могут иметь различную трудоемкость. Допускается объединять последовательные этапы и даже исключать некоторые из них на любой стадии проекта. Допускается также начинать выполнение работ следующей стадии до окончания предыдущей.

Стадии и этапы создания ИС, выполняемые организациями-участниками, прописываются в договорах и технических заданиях на выполнение работ:

Стадия 1. Формирование требований к ИС. Традиционно этапы исследования предметной области - предприятия, обоснование проекта ЭИС для него и разработки технического задания объединяют термином «Предпроектная стадия» («Предпроектное обследование»), поскольку результаты выполнения работ на данных этапах не являются законченным проектным решением. Основное назначение «Предпроектной стадии» заключается в обосновании экономической целесообразности создания ЭИС и формулировании требований к ней.

На начальной стадии проектирования выделяют следующие этапы работ:

· обследование объекта и обоснование необходимости создания ИС;

· формирование требований пользователей к ИС;

· оформление отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.

Стадия 2. Разработка концепции ИС.

· изучение объекта автоматизации;

· проведение необходимых научно-исследовательских работ;

· разработка вариантов концепции ИС, удовлетворяющих требованиям пользователей;

· оформление отчета и утверждение концепции.

Стадия 3. Техническое задание.

· разработка и утверждение технического задания на создание ИС.

Стадия 4. Эскизный проект.

· разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям;

· разработка эскизной документации на ИС и ее части.

Стадия 5. Технический проект.

· разработка проектных решений по системе и ее частям;

· разработка документации на ИС и ее части;

· разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий;

· разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта.

Стадия 6. Рабочая документация.

· разработка рабочей документации на ИС и ее части;

· разработка и адаптация программ.

Вторая стадия «Техно-рабочее проектирование» выполняется в два этапа:

· техническое проектирование - выполняются работы по логической разработке и выбору наилучших вариантов проектных решений, в результате чего создается «Технический проект».

· рабочее проектирование - связан с физической реализацией выбранного варианта проекта и получением документации «Рабочего проекта». При наличии опыта проектирования эти этапы иногда объединяются в один, в результате выполнения которого получают «Техно-рабочий проект» (ТРП)

Стадия 7. Ввод в действие.

· подготовка объекта автоматизации;

· подготовка персонала;

· комплектация ИС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями);

· строительно-монтажные работы;

· пусконаладочные работы;

· проведение предварительных испытаний;

· проведение опытной эксплуатации;

· проведение приемочных испытаний.

Стадия 8. Сопровождение ИС.

· выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами;

· послегарантийное обслуживание.

Размещено на Allbest.ru