Проектирование автоматизированных информационных систем

    "ПРОТИВ" - Профессиональные  АИС сложны и дороги в администрировании.

    "ЗА" - Как  правило, сложность администрирования  зависит от конкретной АИС. Кроме этого, при эксплуатации АИС в многопрофильном банке или предприятии на UNIX платформе снимает многие проблемы, возникающие на местах, за счет широких возможностей удаленного администрирования из центра.

    "ПРОТИВ" - Разработки  АИС на промышленной платформе  слишком дороги.

    "ЗА" - Проектирование  современных интегрированных систем - процесс трудоемкий, требующей  высокой квалификации разработчиков.  Все это находит отражение  в цене и объективно делает  АИС нового поколения более  дорогими, но все же сравнимыми  по стоимости с их предшественниками.

    "ПРОТИВ" - Внедрение  систем на профессиональной платформе  процесс затяжной и дорогостоящий.

    "ЗА" - Затяжка  внедрения, как правило, обусловлена  либо недостатком опыта фирмы  поставщика по установке таких  систем, либо недостаточной готовностью  самого внедряемого продукта. Ориентировочный  срок установки типовой АИС  четвертого поколения под СУБД  Oracle при отлаженном технологическом процессе составляет несколько недель.

    "ПРОТИВ" - Сопровождение  систем на базе профессиональной  платформы неоправданно дорого, а качественные характеристики  такой АИС оставляют желать  лучшего.

    "ЗА" - Во многом  это предубеждение сложилось  на основании опыта эксплуатации  АИС зарубежного производства. Можно  указать целый ряд случаев,  когда зарубежные фирмы поставщики  либо отказывались своевременно  вносить изменения, обусловленные  новыми инструкциями ЦБ, либо  требовали за эти изменения  неоправданно крупные суммы. Однако  это совсем не относится к  отечественным системам нового  поколения, изначально рассчитанным  на изменчивое российское законодательство. Выводы: Анализ рынка показывает, что на сегодня современная АИС должна представлять собой интегрированный комплекс аппаратно-программных средств реализующих мультипредметную информационную систему, обеспечивающую современные финансовые, управленческие, проектирующие, производственные и сбытовые технологии в режиме реального времени при транзакционной обработке данных. Если задуматься, то это достаточно закономерно. Персональные СУБД (Clipper, Clarion, FoxPro) совершенно не приспособлены для создания интегрированных систем, работающих с общей базой. В принципе эти СУБД вообще не поддерживают понятие "база данных", работая на уровне индивидуальных таблиц-файлов. Широко распространенные сегодня системы на базе Btrieve все же трудно назвать масштабируемыми, а саму Btrieve - профессиональной СУБД, пригодной для построения корпоративной информационной системы. Btrieve-системы унаследовали свою архитектуру и большую часть кода от своих предшественников, разработанных на Clipper и Clarion, что во многом объясняет столь большую популярность Btrieve среди фирм, разрабатывавших ранее под эти платформы. Действительно, механически перенести Clarion систему под использование менеджера записей Btrieve относительно несложно, а вот для использования в качестве СУБД Oracle придется существенно изменить архитектуру системы. В чем основные отличительные особенности корпоративных СУБД. Во-первых, они были изначально направлены на создание интегрированных, многопользовательских систем, имея в своем распоряжении развитые словари данных, что значительно повышает роль системного анализа и моделирования при проектировании системы. Во-вторых, средства разработки для данных СУБД оптимизированы для коллективной разработки сложных систем в рамках единой продуманной стратегической линии. Все это обуславливает неуклонно растущее количество успешных внедрений систем на базе профессиональных СУБД.

 

1.5.Этапы разработки автоматизированных информационных систем.

Итак, мы выбрали метод, которым  будем руководствоваться при  проектировании автоматизированной информационной системы. Теперь нам необходимо спланировать комплекс работ по созданию нашей  системы в соответствии с типовыми этапами разработки АИС, краткая  характеристика которых приведена  в табл.1., а последовательность трансформации  бизнес модели в объекты базы данных на рис.1.

Таблица 1.Этапы проектирования АИС и их характеристики.

№	Наименование этапа	Основные характеристики
1	Разработка и анализ  бизнес - модели	Определяются основные задачи АИС, проводится декомпозиция задач  по модулям и определяются функции с помощью которых решаются эти задачи. Описание функций осуществляется на языке производственных (описание процессов предметной области), функциональных (описание форм обрабатываемых документов) и технических требований (аппаратное, программное, лингвистическое обеспечение АИС). Метод решения: Функциональное моделирование. Результат: 1.Концептуальная модель  АИС, состоящая из описания  предметной области, ресурсов  и потоков данных, перечень требований  и ограничений к технической  реализации АИС.  2.Аппаратно-технический  состав создаваемой АИС.
2	Формализация бизнес - модели,  разработка логической модели  бизнес -процессов.	Разработанная концептуальная модель формализуется, т.е. воплощается  в виде логической модели АИС. Метод решения: Разработка диаграммы "сущность-связь" (ER (Entity-Reationship) - CASE- диаграммы). Результат: Разработанное информационное обеспечение АИС: схемы и структуры данных для всех уровней модульности АИС, документация по логической структуре АИС, сгенерированные скрипты для создания объектов БД.
3	Выбор лингвистического  обеспечения, разработка  программного обеспечения АИС.	Разработка АИС: выбирается лингвистическое обеспечение (среда  разработки - инструментарий), проводится разработка программного и методического  обеспечения. Разработанная на втором этапе логическая схема воплощается  в реальные объекты, при этом логические схемы реализуются в виде объектов базы данных, а функциональные схемы - в пользовательские формы и приложения. Метод решения: Разработка программного кода с использованием выбранного инструментария. Результат: Работоспособная АИС.
4	Тестирование и отладка  АИС	На данном этапе осуществляется корректировка информационного, аппаратного, программного обеспечения, проводится разработка методического обеспечения (документации разработчика, пользователя) и т.п. Результат: Оптимальный состав и эффективное функционирование АИС. Комплект документации: разработчика, администратора, пользователя.
5	Эксплуатация и контроль версий	Особенность АИС созданных  по архитектуре клиент сервер является их многоуровневость и многомодульность, поэтому при их эксплуатации и развитии на первое место выходят вопросы контроля версий, т.е. добавление новых и развитие старых модулей с выводом из эксплуатации старых. Например, если ежедневный контроль версий не ведется, то в как показала практика, БД АИС за год эксплуатации может насчитывать более 1000 таблиц, из которых эффективно использоваться будет лишь 20-30%. Результат: Наращиваемость и безизбыточный состав гибкой, масштабируемой АИС

Рис.1. Последовательность трансформации  бизнес-модели в объекты БД и приложения.

 

2.Надежность и эффективность  автоматизированных информационных  систем.

Под автоматизированными  системами управления (АСУ) понимается определенное количество компьютеров, промышленных контроллеров, устройств  числового программного управления станками и промышленными роботами, устройств управления транспортными  средствами и другими технологическими установками, объединенных локальными вычислительными сетями и обеспечивающих сбор, обработку, хранение и передачу управляющей информации.

Под надежностью и безопасностью  АСУ понимается ее защищенность от случайных или преднамеренных вмешательств в нормальный процесс ее функционирования, выражающийся в хищении или изменении  информации, а также в нарушении  ее работоспособности.

Случайные вмешательства:

- аварийные ситуации из-за  стихийных бедствий или отключения

электрического питания;

- отказы или сбои в  работе электрических схем;

- ошибки в программировании;

- ошибки в работе обслуживающего  персонала.

Преднамеренные вмешательства - это целенаправленные действия нарушителей.

Хищения связаны с разглашением конфиденциальной или секретной  информации.

Изменение информации обусловлено  ее искажением или уничтожением.

Нарушение работоспособности  зависит либо от снижения производительности или функциональных возможностей, либо от блокировки доступа к некоторым  информационным ресурсам АСУ.

Надежность технических  средств системы определяется свойствами, включающими в себя понятия безотказность, работоспособность, долговечность  и сохраняемость.

Безотказность – свойство системы сохранять свою работоспособность  без вынужденных перерывов в  течение некоторого периода времени, оцениваемого наработкой (длительность и объем выполненной работы до первого отказа).

Под работоспособностью понимается такое состояние системы, при  котором она нормально выполняет  заданные функции с заданными  технической документацией параметрами.

Приспособленность системы  к предупреждению, обнаружению и  ликвидации отказов называется ремонтопригодностью.

Долговечность – свойство системы к длительной эксплуатации при необходимом техническом  обслуживании и ремонте.

Долговечность системы измеряется ее ресурсом (наработка до предельного  состояния) и сроком службы (календарная  продолжительность эксплуатации до предельного состояния).

Предельное состояние  системы определяется невозможностью ее дальнейшей эксплуатации по ряду причин:

- произошел отказ, после  которого восстановление невозможно  или нецелесообразно;

- по соображениям безопасности;

- из-за низкой экономической  эффективности дальнейшего использования.

Под ремонтопригодностью  понимается приспособленность системы  к предупреждению, обнаружению и  ликвидации отказов.

Ремонтопригодность характеризуется  затратами времени и средств  на восстановление системы после  отказа и на поддержание системы  в работоспособном состоянии.

Автоматизированные системы (АС) могут быть ремонтируемыми и  неремонтируемыми.

Ремонтируемые системы имеют  срок службы (ресурс), определяемый снижением  эффективности работы системы и  целесообразностью ее дальнейшей эксплуатации.

Неремонтируемыми являются системы, ремонт которых не возможен или не предусмотрен нормативно-технической, ремонтной или проектной документацией.

Под сохраняемостью понимается свойство системы (и составляющих ее элементов) сохранять свои параметры неизменными при определенных условиях (колебаниях температуры, действии влажности, вибрациях и т.п.) и сроках хранения и транспортировки.

Важнейшим понятием теории надежности является понятие отказа.

Под отказом понимается событие, заключающееся в полной или частичной  утрате работоспособности системы.

Отказ может быть связан с нарушением в выполнении каких-либо заданных функций (отказ функционирования) или с недостаточной квалификацией  обслуживающего персонала, в результате которой система не выполняет  заданные функции удовлетворительно. Отказы могут быть связаны с изменением параметров или характеристик системы, т.е. одна из основных функций выполняется  плохо (отказ по параметру).

Классифицировать отказы можно в зависимости от характера  и особенностей, от момента возникновения, например следующим образом.

1. По характеру изменения  параметра до момента возникновения  отказа:

- внезапный отказ;

- постепенный отказ.

2. По связи с другими  отказами:

- независимый отказ;

- зависимый отказ.

3. По возможности последующего  использования после возникновения

отказа:

- полный отказ;

- частичный отказ.

4. По характеру устранения  отказа:

- устойчивый отказ;

- самоустраняющийся отказ  (сбой или перемежающийся отказ).

5. По наличию внешних  проявлений:

- очевидный (явный) отказ;

- скрытый (неявный) отказ.

6. По причине возникновения:

- конструкционный отказ;

- технологический отказ;

- эксплуатационный отказ.

7. По природе происхождения:

- естественный отказ;

- искусственный отказ  (вызываемый намеренно).

8. По времени возникновения  отказов:

- отказ при испытаниях;

- отказ периода приработки;

- отказ периода нормальной  эксплуатации;

- отказ последнего периода  эксплуатации.

Нарушение нормального выполнения заданных функций системы приводит к отказу в работе АСУ.

Функционирование АСУ  – чередование интервалов работоспособности  и отказов. Продолжительность этих интервалов – величина случайная. Поэтому  для описания показателей надежности АС используют математический аппарат  теории вероятностей, теории случайных  статистики.

Существует большое число  показателей надежности АС. Рассмотрим те из них, которые определяются свойствами АС.

Важнейшим показателем надежности ремонтируемых систем является величина Р(Т), определяющая вероятность того, что наработка Тн между отказами превзойдет заданное время Т

 

 

Один из показателей безотказности - вероятность безотказной работы системы Р(t), т.е. вероятность того, что в течение времени (наработки) t не будет ни одного отказа, связана с вероятностью безотказной работы F(t), т.е. вероятность того, что система откажет хотя бы один раз в течение заданной наработки, будучи работоспособной в начальный момент времени, простой зависимостью

 

 

Для экспоненциального закона распределения (одно из самых распространенных при исследовании надежности АСУ)

 

 

Основными критериями безотказности  ремонтируемых систем являются:

- вероятности наработки  между отказами Р(t) больше заданного  значения Т;

- параметр потока отказов  системы (среднее число отказов  системы за единицу времени