Учебное пособие для студентов всех форм обучения специальности 080801 Прикладная информатика в экономике Разработчик


МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Информационных систем



страница4/13
Дата18.10.2016
Размер0.95 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Информационных систем



2.1 Технология проектирования ИС

Современные информационные технологии предоставляют широкий выбор способов реализации ИС, выбор которых осуществляется на основе требований со стороны предполагаемых пользователей, которые, как правило, изменяются в процессе разработки. Для теории принятия решений процесс проектирования ИС – это процесс принятия проектно-конструкторских решений, направленных на получение проекта системы, удовлетворяющего требования заказчика [4].

Под проектом ИС будет понимать проектно-конструкторскую и технологическую документацию, в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации ИС в конкретной программно-технической среде.

Под проектированием ИС понимается процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, о методах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии со стандартами в проект ИС. С этой точки зрения проектирование ИС сводится к последовательной формализации проектных решений на различных стадиях жизненного цикла ИС.

Объектами проектирования ИС являются отдельные элементы или их компоненты функциональных и обеспечивающих частей. Так, функциональными элементами в соответствии с традиционной декомпозицией выступают задачи, комплексы задач и функции управления. В составе обеспечивающей части ИС объектами проектирования служат элементы и их компоненты информационного, программного и технического обеспечения системы.

В качестве субъекта проектирования ИС выступают коллективы специалистов, которые осуществляют проектную деятельность, как правило, в составе специализированной проектной организации, и организация-заказчик, для которой необходимо разработать ИС. При большом объеме и жестких сроках выполнения проектных работ в разработке системы может принимать участие несколько проектных коллективов. В этом случае выделяется головная организация, которая координирует деятельность всех организаций-соисполнителей.

Осуществление проектирования ИС предполагает использование проектировщиками определенной технологии проектирования, соответствующей масштабу и особенностям разрабатываемого проекта. Технология проектирования – это совокупность методологии и средств проектирования ИС, а также методов и средств организации проектирования (рис. 2.1).
рисунок1_1
Рисунок 2.1 – Состав компонентов технологии проектирования
В основе технологии проектирования лежит технологический процесс, который определяет действия, их последовательность, состав исполнителей, средства и ресурсы, требуемые для выполнения этих действий. Так, технологический процесс проектирования ИС в целом делится на совокупность последовательно-параллельных, связанных и соподчиненных цепочек действий. Действия, которые выполняются при проектировании ИС, могут быть определены как неделимые технологические операции или как подпроцессы технологических операций. Все действия могут быть собственно проектировочными, которые формируют или модифицируют результаты проектирования, и оценочными действиями, которые вырабатывают по установленным критериям оценки результатов проектирования.

Таким образом, технология проектирования задается регламентированной последовательностью технологических операций, выполняемых в процессе создания проекта на основе того или иного метода, в результате чего стало бы ясно, не только ЧТО должно быть сделано для создания проекта, но и КАК, КОМУ и в КАКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ это должно быть сделано.

К основным требованиям, предъявляемым к выбираемой технологии проектирования, относятся следующие:

– созданный с помощью этой технологии проект должен отвечать требованиям заказчика;

– выбранная технология должна максимально отражать все этапы цикла жизни проекта;

– выбираемая технология должна обеспечивать минимальные трудовые и стоимостные затраты на проектирование и сопровождение проекта;

– технология должна быть основой связи между проектированием и сопровождением проекта;

– технология должна способствовать росту производительности труда проектировщика;

– технология должна обеспечивать надежность процесса проектирования и эксплуатации проекта;

– технология должна способствовать простому ведению проектной документации.

Основу технологии проектирования ИС составляет методология, которая определяет сущность, основные отличительные технологические особенности. Методология проектирования предполагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования, реализуемых наборов методов проектирования, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами проектирования.

Организация проектирования предполагает определение методов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта ИС, которые могут также поддерживаться набором специфических средств.

Для конкретных видов технологий проектирования свойственно применение определенных средств разработки ИС, которые поддерживают выполнение как отдельных проектных работ, этапов, так и их совокупностей. Поэтому перед разработчиками ИС, как правило, стоит задача выбора средств проектирования, которые по своим характеристикам в наибольшей степени соответствуют требованиям конкретного предприятия.

Средства проектирования должны быть:

– в своем классе инвариантными к объекту проектирования;

– охватывать в совокупности все этапы жизненного цикла ИС;

– технически, программно и информационно совместимыми;

– простыми в освоении и применении;

– экономически целесообразными.


2.2 Принципы проектирования сложных объектов

При проектировании сложных объектов используются следующие принципы [5]:

– декомпозиция и иерархичность построения описаний объектов проектирования;

– многоэтапность и итерационность процесса проектирования;

– типизация и унификация проектных решений.

Описания технических объектов должны быть по сложности согласованы: 1) с возможностями восприятия человеком; 2) с возможностями оперирования описаниями в процессе их преобразования с помощью имеющихся средств проектирования.

Выполнить это требование в рамках единого описания удается лишь для простых изделий. Как правило, требуется структурирование описаний и соответствующее разбиение представлений об объекте на иерархические уровни и аспекты. Это позволяет распределить работы по проектированию сложных объектов между подразделениями проектировщиков, что способствует повышению эффективности и производительности труда.

Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и характеристик объекта лежит в основе блочно-иерархического подхода к проектированию и приводит к появлению иерархических уровней (уровней абстрагирования) в представлениях об объекте.

На уровне 0 (верхнем уровне) сложный объект рассматривается как система из взаимно связанных и взаимодействующих элементов на уровне 1 (рис. 2.2).

рисунок2_2
Рис. 2.2 – Иерархические уровни описаний проектируемых объектов
Каждый из элементов в описании уровня 1 представляет собой также довольно сложный объект, который, в свою очередь, рассматривается как описание системы на уровне 2. Элементами системы являются объекты , , где – количество элементов в описании системы . Как правило, выделение элементов происходит по функциональному признаку.

Подобное разбиение продолжается вплоть до получения на некотором уровне элементов, описания которых дальнейшему делению не подлежат, то есть до элементов, описание которых уже известно. Такие элементы по отношению к объекту называются базовыми элементами.



Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объекте проектирования по степени детальности описаний (уровни описаний – по вертикали)

Принцип декомпозиции (блочности) означает разбиение представлений каждого уровня на ряд составных частей (блоков) с возможностью раздельного (поблочного) проектирования объектов на уровне 1, объектов на уровне 2 и т.д.

Кроме разбиения описаний по степени подробности отражения свойств объектов используют декомпозицию описаний по характеру отображаемых свойств объекта. Такая декомпозиция приводит к появлению ряда аспектов описаний. Наиболее крупные аспекты описаний объектов: функциональный; конструкторский; технологический. Решение задач, связанных с преобразованием или получением описаний, относящихся к этим аспектам, называют соответственно функциональным, конструкторским и технологическим проектированием.

Функциональный аспект связан с отображением основных принципов функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте. Функциональный аспект отображается в принципиальных, функциональных, структурных и других схемах и сопровождающих их документах.

Конструкторский аспект связан с реализацией результатов функционального проектирования, то есть с определением геометрических форм объектов и их взаиморасположением в пространстве.

Технологический аспект относится к реализации результатов функционального и конструкторского проектирования, т.е. связан с описанием методов и средств изготовления объектов.

Внутри каждого аспекта возможно свое специфическое выделение иерархических уровней.

Если решение задач высоких иерархических уровней предшествует решению задач более низких иерархических уровней, то проектирование называют нисходящим. Если раньше выполняются этапы, связанные с низшими иерархическими уровнями, то проектирование называют восходящим. У каждого из этих двух видов проектирования имеются преимущества и недостатки.

При нисходящем проектировании система разрабатывается в условиях, когда ее элементы еще не определены и, следовательно, сведения о их возможностях и свойствах носят предположительный характер.

При восходящем проектировании, наоборот, элементы проектируются раньше системы, и, следовательно, предположительный характер имеют требования к системе. В обоих случаях из-за отсутствия исчерпывающей исходной информации имеют место отклонения от возможных оптимальных технических результатов.

Поскольку принимаемые предположения могут не оправдаться, часто требуется повторное выполнение проектных процедур предыдущих этапов после выполнения проектных процедур последующих этапов. Такие повторения обеспечивают последовательное приближение к оптимальным результатам и обуславливают итерационный характер проектирования. Следовательно, итерационность нужно относить к важным принципам проектирования сложных объектов.

На практике обычно сочетают восходящее и нисходящее проектирование. Например, восходящее проектирование имеет место на всех тех иерархических уровнях, на которых используются унифицированные (стандартные) элементы. Очевидно, что унифицированные элементы, ориентированные на применение в ряде различных систем определенного класса, разрабатываются раньше, чем та или иная конкретная система из этого класса.

Обычно унификация объектов имеет целью улучшение технико-экономических показателей производства и эксплуатации изделий. Использование типовых и унифицированных проектных решений приводит так же к упрощению и ускорению проектирования.

Однако, унификация целесообразна только в таких классах объектов, в которых из сравнительно небольшого числа разновидностей элементов предстоит проектирование и изготовление большого числа систем. Именно эти разновидности элементов подлежат унификации.

Для сложных систем и для элементов, реализующих новые физические принципы или технологические возможности, в каждом конкретном случае приходится заново выполнять многоуровневое иерархическое проектирование.

В этих условиях целесообразно ставить вопрос не об унификации изделий, а об унификации средств их проектирования и изготовления, в частности об унификации проектных процедур в рамках систем автоматизированного проектирования (САПР).

Наличие средств автоматизированного выполнения типовых проектных процедур позволяет оперативно создавать проекты новых изделий, а в сочетании со средствами изготовления в условиях гибких автоматизированных производств осуществлять оперативное изготовление новых оригинальных изделий.

Окончательное описание проектируемого объекта представляет собой полный комплект схемной, конструкторской и технологической документации, оформленной в соответствии с требованиями ГОСТов: ЕСКД (единая система конструкторской документации), ЕСТД (единая система технологической документации), ЕСПД (единая система программной документации). Этот комплект документации предназначен для использования в процессе изготовления и эксплуатации объекта проектирования.

Важное значение в этих описаниях имеют математические модели объектов проектирования, так как выполнение проектных процедур при автоматизированном проектировании основано на оперировании математическими моделями.

Математическая модель (ММ) технического объекта – система математических объектов (чисел, переменных, матриц, множеств и т.п.) и отношений между ними, отражающих некоторые свойства технического объекта.

При проектировании используют математические модели, отражающие свойства объекта, существенные с позиции проектировщика.

Среди свойств объекта, отражаемых в описаниях на определенном иерархическом уровне, в том числе в ММ, различают свойства: систем; элементов систем и внешней среды, в которой должен функционировать объект. Количественное выражение этих свойств осуществляется с помощью величин, называемых параметрами. Величины, характеризующие свойства системы, элементов системы и внешней среды, называют соответственно входными, внутренними и внешними параметрами.

Однако существование ММ не означает, что она известна разработчику и может быть представлена в явном функциональном виде. Типичной является ситуация, когда математическое описание процессов в проектируемом объекте задается моделью в форме системы уравнений, в которой фигурирует вектор фазовых переменных. Фазовые переменные характеризуют физическое или информационное состояние объекта, а их изменения во времени выражают переходные процессы в объекте. Например, состояние некоторой фирмы можно определить такими фазовыми переменными: сырье, материалы, финансовые и трудовые ресурсы.

Выделим следующие особенности параметров в моделях проектируемых объектов:

1. Внутренние параметры в моделях -го иерархического уровня становятся выходными параметрами в моделях более низкого ()-го иерархического уровня. Так, например, трудовые ресурсы являются внутренними при проектировании производственной фирмы и в то же время выходными при проектировании отдела кадров этой фирмы.

2. Выходные параметры или фазовые переменные, фигурирующие в модели одной из подсистем (в одном из аспектов описаний), часто оказываются внешними параметрами в описании других подсистем (других аспектов). Так, например, выходные параметры подсистемы планирования выпуска продукции некоторой компании являются внешними параметрами подсистемы материально-технического снабжения этой компании.

3. Большинство выходных параметров объекта являются функционалами.

4. В техническом задании на проектирование должны фигурировать величины, называемые техническими требованиями к выходным параметрам (нормами выходных параметров). Данные нормы представляют собой границы допустимых диапазонов изменения выходных параметров.



Каталог: learning
learning -> Небредовская Виктория Валерьевна
learning -> Исторические науки и археология Научная специальность 07. 00. 02 «Отечественная история»
learning -> Методические указания по практическим занятиям и самостоятельной работе составлены в соответствии с программой дисциплины «Прикладная математическая статистика»
learning -> Методические указания к лабораторным работам и курсовому проекту по дисциплине «Человеко-машинное взаимодействие»
learning -> Культурология


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал