Общие сведения о проектировании информационных систем и баз данных

Жизненный цикл разработки сложной системы в этом случае складывается из этапов анализа, проектирования, программирования и тестирования, внедрения и сопровождения, которые выполняются последовательно.

По принятым сегодня нормам, над любым проектом ИС работают:

• бизнес-аналитики, изучающие и моделирующие бизнес-процессы предметной области;
• системные аналитики и архитекторы, проектирующие архитектуру решения, приложений и данных;
• авторы кода приложений;
• специалисты по тестированию и оценке качества;
• авторы документации;
• авторы дистрибутивов;
• специалисты по внедрению,

причем обычно эти функции распределяются между различными специалистами, хотя совмещение ролей все еще практикуется.

На этапах проектирования и программирования могут использоваться методы объектно-ориентированного подхода к разработке объектов информационной системы (наследование, инкапсуляция, полиморфизм).

Для решения задач проектирования сложных систем существуют специальные методологии и стандарты.

К таким стандартам относятся методологии семейства IDEF (Icam DEFinition, ICAM - Integrated Computer-Aided Manufacturing - первоначально разработанная в конце 70-х гг. программа ВВС США интегрированной компьютерной поддержки производства). С их помощью можно эффективно проектировать, отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных разрезах. В настоящий момент к семейству IDEF относятся следующие стандарты:

• IDEF0 - Function Modeling - методология функционального моделирования сложных систем. С помощью наглядного графического языка IDEF0 изучаемая система предстает перед разработчиками и аналитиками в виде набора взаимосвязанных функциональных блоков. Основана на разработанной компанией SofTech, Inc. в конце 60-х гг. технологии SADT - структурированного анализа и разработки (Structured Analysis and Design Technique). Как правило, моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы;
• IDEF1 - Information Modeling - методология моделирования информационных потоков внутри системы, позволяющая отображать и анализировать их структуру и взаимосвязи;
• IDEF1X ( IDEF1 Extended) - Data Modeling - методология проектирования реляционных баз данных. Заключается в построении моделей данных типа "сущность-связь" (ERD - Entity-Relationship Diagram) в нотации этого стандарта;
• IDEF2 - Simulation Model Design - методология динамического моделирования систем. В настоящее время существуют алгоритмы и их компьютерные реализации, которые позволяют превращать набор статических диаграмм IDEF0 в динамические модели, построенные на базе "раскрашенных сетей Петри" (CPN - Color Petri Nets);
• IDEF3 - Process Description Capture - методология документирования процессов, происходящих в системе, которая используется, например, при исследовании технологических процессов на предприятиях. С помощью IDEF3 описываются сценарий и последовательность операций для каждого процесса. IDEF3 имеет прямую взаимосвязь с методологией IDEF0 - каждая функция (функциональный блок) может быть представлена в виде отдельного процесса средствами IDEF3 ;
• IDEF4 - Object-Oriented Design - методология построения объектно-ориентированных систем. Средства IDEF4 позволяют наглядно отображать структуру объектов и заложенные принципы их взаимодействия, тем самым позволяя анализировать и оптимизировать сложные объектно-ориентированные системы;
• IDEF5 - Ontology Description Capture - методология онтологического исследования сложных систем. В методологии IDEF5 онтология системы может быть описана при помощи определенного словаря терминов и правил, на основании которых могут быть сформированы достоверные утверждения о состоянии рассматриваемой системы в некоторый момент времени. На основе этих утверждений формируются выводы о дальнейшем развитии системы, и производится ее оптимизация;
• IDEF6 - Design Rationale Capture - методология использования рационального опыта проектирования, назначение: сохранение рационального опыта проектирования информационных систем для предотвращения структурных ошибок при новом проектировании;
• IDEF7 - Information System Auditing - методология аудита информационной системы;
• IDEF8 - User Interface Modeling - методология проектирования интерфейса пользователя;
• IDEF9 - Scenario-Driven IS Design - методология анализа имеющихся условий и ограничений, в том числе физических, юридических, политических, и их влияния на принимаемые решения в процессе реинжиниринга;
• IDEF10 - Implementation Architecture Modeling - моделирование архитектуры выполнения;
• IDEF11 - Information Artifact Modeling - информационное моделирование артефактов;
• IDEF12 - Organization Modeling - организационное моделирование;
• IDEF13 - Three Schema Mapping Design - трехсхемный дизайн карт;
• IDEF14 - Network Design - методология моделирования компьютерных сетей. Позволяет выполнять представление и анализ данных при проектировании вычислительных сетей на графическом языке с описанием конфигураций, очередей, сетевых компонентов, требований к надежности и т.п.

Описание стандартов IDEF0 - IDEF5, IDEF9 можно найти на сайтах http://www.idef.ru, http://www.idef.com или в интернет-библиотеке Верникова http://www.vpg.ru/main.mhtml?PubID=6

Стандарты IDEF0 - IDEF1X описывают приемы изображения компонентов ИС, связей между ними и построения модели данных ИС.

В стандарте IDEF0 функциональный блок графически изображается в виде прямоугольника (см. рис. 1.6) и олицетворяет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта, название каждого функционального блока должно быть сформулировано в виде глагола в побудительном наклонении ("выполнять операцию", а не "выполнение операции"). Каждая из четырех сторон функционального блока имеет свое определенное значение (роль), при этом:

• верхняя сторона имеет значение "Управление" (Control);
• левая сторона имеет значение "Вход" (Input);
• правая сторона имеет значение "Выход" (Output);
• нижняя сторона имеет значение "Механизм" (Mechanism).

Рис. 1.6. Функциональный блок по стандарту IDEF0

Принципы изображения функциональных моделей стандарта IDEF0 используют инструментальные средства моделирования ( CASE -средства - Computer-Aided Software System Engineering), такие как BPwin фирмы Computer Associates и др.

В стандарте IDEF1 сущности и связи концептуальной модели изображаются, как показано на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Изображение сущностей и связей концептуальной модели по IDEF1

Метод IDEF1, являясь методом анализа, описывает:

• как информация собирается, хранится и обрабатывается на предприятии;
• правила и логику управления информацией;
• проблемы, возникающие из недостатка хорошего информационного управления.

Другие методологии, используемые при моделировании сложных систем:

• DFD-технология анализа "потока данных" (Data Flow Diagrams);
• Workflow-технология анализа "потока работ".