ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»
(для студентов специальностей
заочной формы обучения)
Макеевка – 2010
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Кафедра “Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины
и оборудование”
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»
(для студентов специальностей
7.090214 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные,
мелиоративные машины и оборудование» и
7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
заочной формы обучения)
Макеевка – 2010
УДК 681.51:519.21
Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Теория технических систем» (для студентов специальностей 7.090214 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование» и 7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство» заочной формы обучения) / Сост.: В.А. Пенчук, Н.А. Юрченко.- Макеевка: ДонНАСА, 2010.- 25 с.
В методических указаниях приведены цель и порядок выполнения практических работ, теоретические основы, варианты заданий, контрольные вопросы.
Составители: проф. В.А. Пенчук
асс. Н.А. Юрченко
Рецензенты: доц. А.К. Кралин
доц. В.А. Талалай
Ответственный за выпуск проф. В.А. Пенчук
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
СОСТАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»
Цель работы: получение практических навыков в составлении жизненного цикла технической системы.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить структуру и этапы жизненного цикла технических систем.
2. Дать определения понятиям: жизненный цикл, техническое задание, технический проект, рабочая документация, экспериментальный образец, серийное производство, проектирование, конструирование.
3. Разработать общую схему жизненного цикла для заданной системы.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Структура жизненного цикла технической системы .
Структура жизненного цикла технической системы (рис. 1.1) включает в себя основные временные этапы ее существования: научно-исследовательских работ (), разработки рабочей документации (), подготовки производства для ее изготовления (), изготовления (), предпродажной подготовки (), эксплуатации () и утилизации (). Каждый этап жизненного цикла требует определенных материальных затрат () и только при ее функции возможно получение некоторых преобразований.
Укрупненная система жизненного цикла существенно проще реальной, так как совокупность этапов, входящих в систему, имеет многочисленные внутренние технические системы, которые между собой имеют внутренние связи. Например, на этапе НИР имеют место процессы теоретических и экспериментальных исследований, обработки результатов, создание технического задания и т.п.
Рисунок 1.1 – Жизненный цикл технической системы:
ТЗ – техническое задание; РД – рабочая документация; TS – техническая система; акт – акт утилизации
На этапе создания рабочей документации, как технической системы, необходимо выполнять ряд операций по расчету и проектированию узлов и деталей, процессов и подпроцессов.
При подготовке производства, как технической системы, к изготовлению деталей узлов, сборочных единиц и в целом технических систем опять необходимо иметь дело со значительным объемом новых технических систем: станков, инструментов, процессов сборки и установки необходимого оборудования и т.п.
Сказанное можно с некоторыми изменениями распространить на этап изготовления некоторой сложной технической системы, состоящей из деталей, узлов сборочных единиц, а затем – на цикл эксплуатации и утилизации.
При любой системе производственной деятельности в создании, реализации и эксплуатации технических систем действуют три взаимосвязанных процесса: разработки «Р »; производства «П р » и эксплуатации «Э». Процессы «Р » и «П р » могут выполняться одной специализированной формой, что позволяет повысить качество технической системы в сфере эксплуатации «Э ».
Не зависимо от функциональных и экономических связей объектов «Р » и «П р » в них должны быть следующие цеха или отделы: исследовательский, конструкторско-технологический, испытательный, производственный, материально-технического снабжения, предпродажной подготовки и другие по специфике технической системы.
Этапы жизненного цикла технической системы.
Жизненный цикл технической системы состоит из ряда последовательных этапов (табл. 1.1), каждый из которых требует специфического подхода к решению поставленных или, вернее, возникающих задач.
Таблица 1.1 – Распределение основных этапов жизненного цикла
технической системы между организациями
Технические противоречия. Наиболее часто проблемные ситуации возникают на стадии создания технических систем. Изучение проблемной ситуации предусматривает выявление технических противоречий, которые могут быть административными, техническими и физическими.
Административные противоречия – это противоречия, которые возникают в начале технической задачи, когда надо принимать решение: кем делать, кто финансирует, где делать и т.д.?
Технические противоречия – это противоречия, которые возникают уже в процессе создания или изменения параметров технической системы.
Физические противоречия – это противоречия, которые возникают при взаимно противоположных требованиях к системе или к ее отдельным частям (например, легкая и прочная, устойчивая и малая опорная поверхности и т.д.).
Необходимо четко различать противоречия, которые возникают на стадии разработки технического задания (ТЗ) на техническую систему и на стадиях проектирования и конструирования, изготовления и эксплуатации. Стадия разработки «ТЗ» предназначена для решения вопросов «почему», что относится к научно-техническим задачам, на остальных стадиях решаются вопросы «как делать».
Техническое творчество. Процесс создания новых технических решений называют техническим творчеством . Техническое творчество предполагает преобразование уже известных знаний, учений и опыта в новые технические системы. Техническое творчество весьма многообразно и происходит во всех областях техники, оно может быть условно разделено на такие виды деятельности: инженерно-исследовательскую, инженерно-конструкторскую и инженерно-технологическую. В первом случае устанавливаются новые закономерности процессов и технических систем, дается ответ на вопрос «почему это происходит?». Во втором – создаются новые технические системы в виде рабочей документации, моделей, макетов, а в третьем – в виде реальных технических систем.
В научных исследованиях применяется система научного эксперимента, суть которого сводится к широкому использованию различных способов моделирования технических систем и математической теории планирования и обработки результатов эксперимента.
В общем случае современные научные исследования строятся по схеме: эксперимент – построение модели, интерпретация модели и принятие решения о направлении дальнейшего исследования.
При выполнении научных исследований одной из важнейших задач является дать достоверное технико-экономическое обоснование проектируемой технической системы, при этом используя минимальные финансовые затраты.
Инженерно-конструкторское творчество может быть разделено на проектирование и конструирование.
Проектирование представляет собой этап поиска научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений.
Конструирование – это этап создания рабочей документации на конкретное, однозначное техническое решение, которое было принято при проектировании. Весьма часто уже в процессе конструирования технической системы, может приниматься новое оригинальное решение и процесс проектирования уже проводится повторно. Можно считать, что процессы проектирования и конструирования являются взаимосвязанными и дополняющими друг друга. В процессе конструирования создаются общие виды, сборочные единицы, узлы и детали в виде, удобном для размножения и представления в процессе изготовления.
Качество и надежность технической системы во многом зависит от этапа проектирования. Бесспорно, без качественно изготовленной рабочей документации даже лучший проект останется просто предложением. Качество конструкторской продукции во многом зависит от квалификации специалистов проектно-технологического отдела и времени работы над проектом.
Конструирование – это также техническая система (процесс), а рабочая документация – техническая система (объект). Для этих систем также необходимо в обязательном порядке выполнить технико-экономическую оценку, проводить анализ вариантного проектирования и выбор наиболее эффективного. При этом необходимо учитывать следующее усредненное распределение затрат на изготовление рабочей документации (рис. 1.2).
|
Рисунок 1.2 – Ориентировочное распределение затрат на зарплату при создании технических систем
Психологические возможности человека-конструктора, возможности восприятия и оперирования описанием отдельных элементов в процессе их преобразования обусловливает необходимость расчленения представления о проектируемых технических системах на иерархические уровни и блоки. Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описания.
Преимущества такого подхода – сведение задач более сложного уровня к ряду задач малой сложности не вызывает сомнений и поэтому специалистами всего мира применяется ЕСКД (единая система конструкторской документации), которая устанавливает следующую иерархию технической системы типа «объект» машиностроения: детали; сборочные единицы, комплексы, комплекты. По аналогии можно расчленить техническую систему типа «процесс» на операции, процедуры, этапы и стадии.
Создатель технических систем (конструктор) всегда вынужден в достаточной мере знать настоящее (свойства материалов, допуски и посадки, нормативные документы, основные методы расчетов и т.п.) и в тоже время он должен создавать нечто новое, т.е. в достаточной степени обладать научным предвидением.
Логику проектировщика технических систем и ее взаимосвязь с этапами проектирования можно представить следующей таблицей (табл. 1.2).
Таблица 1.2
| Логика процесса | Основное содержание | Этап проектирования |
| Постановка Задачи | Определение потребности создания изделия Расчет ожидаемого эффекта при использовании нового изделия | Техническое задание |
| Определение области исследования Установление показателя эффективности для сравнения вариантов Количественное выражение показателя эффективности Сужение области поиска Выбор решения | Анализ информации и принятие решения Формулировка задания (перечень характеристик изделия) | Техническое предложение |
| Формирование новых идей Выработка концепции изделия | Эскизный проект | |
| Инженерный анализ, оптимизация Определение показателя эффективности | Технический проект | |
| Проверка и анализ результатов проверки | Конкретизация решения – разработка технической документации Разработка методов изготовления и технической документации к ним Создание экспериментального образца | Рабочая документация |
| Организация производства | Испытания, уточнение документации и принятие решения | Серийное изготовление |
| Оценка эффективности на этапе эксплуатации | Эксплуатация изделия | Эксплуатация |
Стратегия проектирования технической системы зависит от многих факторов: ее сложности, квалификации и количества инженеров-проектировщиков одновременно работающих над одной задачей, сроками выполнения, наличия соответствующих программ и т.п.
Сказанное выше говорит о том, что как этапы процесса проектирования и создания технической системы, так и конструкторские этапы имеют многовариантный характер, что создает предпосылки выбора оптимального решения.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Вариант задания студент выбирает по двум последним цифрам зачетной книжки.
| № зачетной книжки | Техническая система | № зачетной книжки | Техническая система |
| Башенный кран | Компьютер | ||
| Мостовой кран | Ноутбук | ||
| Козловой кран | Парта | ||
| Стреловой кран | Стол | ||
| Автомобиль | Стул | ||
| Бульдозер | Кресло | ||
| Скрепер | Тумба | ||
| Конвейер | Шкаф | ||
| Автобетоносмеситель | Комбайн | ||
| Бензовоз | Дверной замок | ||
| Автобус | Настольная лампа | ||
| Микроавтобус | Аудиторная доска | ||
| Телевизор | Тахометр | ||
| Магнитофон | Часы | ||
| Холодильник | Гаечный ключ | ||
| Микроволновая печь | Аккумулятор | ||
| Компьютер | Насос | ||
| Ноутбук | Вентилятор | ||
| Парта | Башенный кран | ||
| Стол | Мостовой кран | ||
| Стул | Козловой кран | ||
| Кресло | Стреловой кран | ||
| Тумба | Автомобиль | ||
| Шкаф | Бульдозер | ||
| Комбайн | Скрепер | ||
| Дверной замок | Конвейер | ||
| Настольная лампа | Автобетоносмеситель | ||
| Аудиторная доска | Бензовоз | ||
| Тахометр | Автобус | ||
| Часы | Микроавтобус | ||
| Гаечный ключ | Телевизор | ||
| Аккумулятор | Магнитофон | ||
| Насос | Холодильник | ||
| Вентилятор | Микроволновая печь | ||
| Башенный кран | Компьютер | ||
| Мостовой кран | Ноутбук | ||
| Козловой кран | Парта | ||
| Стреловой кран | Стол | ||
| Автомобиль | Стул | ||
| Бульдозер | Кресло | ||
| Скрепер | Тумба | ||
| Конвейер | Шкаф | ||
| Автобетоносмеситель | Комбайн | ||
| Бензовоз | Дверной замок | ||
| Автобус | Настольная лампа | ||
| Микроавтобус | Аудиторная доска | ||
| Телевизор | Тахометр | ||
| Магнитофон | Часы | ||
| Холодильник | Гаечный ключ | ||
| Микроволновая печь | Аккумулятор |
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение категории «жизненный цикл» технической системы.
2. Что включает в себя структура жизненного цикла?
3. Назовите основные этапы жизненного цикла.
4. Какие типы противоречий возникают в проблемной ситуации?
5. Чем отличаются административные противоречия от технических?
6. На какие виды деятельности может условно разделено техническое творчество?
7. Что такое научно-исследовательское творчество?
8. Что такое проектирование и конструирование?
9. От каких факторов зависит качество проектной документации?
10. Назовите характерное распределение затрат на создание технической системы?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
«ПОСТРОЕНИЕ РЯДОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»
Цель работы: научиться построению рядов технических систем.
Порядок выполнения работы:
1. Дать определения понятиям: параметр, ряд, ряд предпочтительных чисел, модульный ряд, ряд золотого сечения, ряд Фибоначчи.
2. Согласно заданию определить первые десять членов рядов: Фибоначчи, модульного, мультипликационного и предпочтительного.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Модуль (от лат. modulus - мера) - в архитектуре и строительстве исходная мера, принятая для выражения кратных соотношений размеров комплексов, сооружений и их частей. В качестве модуля принимают меру длины (фут, метр), размер одного из элементов здания или размер строительного изделия. Применение модуля придает комплексам, сооружениям и их частям соизмеримость, облегчает унификацию и стандартизацию строительства.
Принцип (от лат. principium – основа, начало) – основное исходное положение какой-либо системы, теории, мировоззрения, внутренней организации и т.п.
Модульное проектирование предполагает наличие набора конструктивных и функциональных модулей – типоразмерных рядов. При модульном проектировании в основе лежит техническое задание на техническую систему, которая создается путем многочисленных переборов конструктивных модулей (КМ) и функциональных модулей (ФМ). Создание технических систем из уже установленного, экономически обоснованного ряда конструктивных и функциональных модулей позволяет уже на стадии проектирования получить наибольшее снижение стоимости, как проектных работ, так и работ по изготовлению.
Параметр – величина, характеризующая какие-либо свойства технической системы.
Совокупность параметров определяют техническую характеристику системы: производительность, мощность, габаритные размеры и т.п. Последовательность числовых значений такого параметра, в определенном диапазоне его значений, называется параметрическим рядом . Как правило, техническая система характеризуется большим количеством параметров, но можно выделить из них главный параметр (который определяет её функциональное назначение), основные и вспомогательные. Разновидностью параметрического ряда является типоразмерный ряд . Он создается на базе главного параметра, основные параметры которого характеризуют наиболее существенные свойства технической системы, её конструктивно-технологические особенности. Вспомогательные параметры чаще всего носят информационный характер (масса, к.п.д. и т.п.).
Формируя новые технические системы, необходимо исходить из того, что они должны содержать наименьшее число модулей, для обеспечения минимальных затрат на её изготовление и эксплуатацию. Для возможности сборки технической системы необходимо согласовать расположение модуль-узлов как по горизонтали (на одном уровне), так и по вертикали (на других уровнях). Все известные системы согласования параметров базируются на следующих основных принципах: пропорциональности, аддитивности, мультипликативности.
Принцип пропорциональности заключается в том, что основные параметры технической системы пропорциональны одному, считающемуся главным.
Принцип аддитивности (от лат. additivus – прибавляемый, полученный путем сложения) базируется на следующем – параметры Т-системы укладываются в ряд чисел, образуемых путем последовательного сложения.
Принцип мультипликативности (от лат. multiplicus – умножаемый, получаемый путем умножения) заключается в том, что параметры изделия укладываются в ряды чисел, образуемых путем умножения на постоянный множитель.
Метод пропорциональности основан на предположении, что все размеры технической системы связаны друг с другом несколькими функциональными зависимостями. Отсюда – возможность выражать все размеры через главный параметр. Например, для бульдозера можно записать следующие соотношения тягового усилия, веса, параметров отвала через мощность двигателя; для экскаватора - параметры базы, ковша, длины рабочего оборудования и др. через емкость ковша.
Метод относительных размеров применяется в различных вариантах и в различных отраслях. Его недостатком является недостаточная точность и условность применяемых размеров. В настоящее время метод пропорциональности находит широкое применение при выборе параметров простейших технических систем: (болтов, гаек, резцов и т.п.).
Аддитивные системы согласования в конечном итоге используют определенные ряды чисел, наиболее распространенными из которых являются: числа Фибоначчи, золотого сечения, модульные и предпочтительные числа. Теория чисел Фибоначчи (итальянский математик Леонардо Пизанский) была разработана еще в 1202 году. Ряд Фибоначчи – это последовательность чисел, в которой каждый последующий член ряда равен сумме двух предыдущих:
Ряды и их свойства весьма разнообразны и зависят от вида первых двух членов. Наиболее широко используются цельно числовой ряд Фибоначчи: 1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89; 144 и т.д. Как видно, значения членов ряда вначале растут медленно, а затем их рост становится стремительным. Например, двенадцатый член ряда а 12 = 377, т.е. во много раз превышает значение первого члена а 1 = 1.
Ряд золотого сечения (золотой ряд) представляет собой последовательность чисел, которая подчиняется закону
Золотое сечение - это такое пропорциональное деление отрезка (рис. 2.1) на неравные части, при котором весь отрезок так относится к большей части, как сама большая часть относится к меньшей; или другими словами, меньший отрезок так относится к большему, как больший ко всему
a: b = b: c или с: b = b: а.
Рисунок 2.1 - Схема разбиения отрезка по методу золотого сечения
Прямоугольник с таким отношением сторон стали называть золотым прямоугольником. Он также обладает интересными свойствами. Если от него отрезать квадрат, то останется вновь золотой прямоугольник. Этот процесс можно продолжать до бесконечности. А если провести диагональ первого и второго прямоугольника, то точка их пересечения будет принадлежать всем получаемым золотым прямоугольникам.
При создании технических систем в строительстве широко используются модульные системы. В простейшем виде ряд , построенный по модульной системе, представляет ряд, построенный по арифметической прогрессии
где - линейный модуль; - член ряда.
Ряды, построенные на основе зависимости арифметической прогрессии, имеют несколько больше расхождений в числах первых членов ряда и сгущенность в зоне больших величин. Иногда значение линейного модуля .
Чтобы уменьшить количество членов больших значений ряда, могут быть использованы модульные системы ступенчато-арифметической прогрессии: одно-, двух- и даже трехмодульные.
Мультипликационные ряды в основном основаны на использовании закономерностей геометрических прогрессий
где - знаменатель прогрессии; - номер -го члена ряда.
Изменяя значения первого члена ряда и знаменателя прогрессии , можно создать бесчисленное количество числовых рядов. В настоящее время рекомендуются к использованию численные ряды, у которых в качестве знаменателя ряда используется число равное или .
При создании технических систем на протяжении ряда веков используются численные ряды, у которых знаменателем является число равное . Рассматривая вопрос о выборе численных рядов для создания разнообразных технических систем, анализу подвергались ряды, в которых применялись различные значения у корня .
В 1953 году многими странами было принято к использованию международную систему построения числовых рядов. Эти численные ряды получили название рядов предпочтительных чисел (табл. 2.1).
Ряды предпочтительных чисел (РПЧ) представляют собой десятичные ряды геометрической прогрессии вида , т.е. знаменатель ряда , где - номер ряда = 5; 10; 20; 40 и .
Таблица 2.1 - Основные ряды предпочтительных чисел
| Основные ряды | Номер предпочтительного числа | Разность меж-ду числами и расчетными величинами, % | |||
| 1,00 1,60 2,50 4,00 6,30 10,00 | 1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 3,15 4,00 5,00 6,30 8,00 10,00 | 1,00 1,25 1,40 1,60 2,00 2,12 2,24 2,50 2,80 3,15 3,55 4,00 4,50 5,00 5,60 6,30 7,10 8,00 9,00 10,00 | 1,00 1,06 1,12 1,18 1,25 1,32 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,12 2,24 2,36 2,50 2,65 2,80 3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 4,00 4,25 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 8,00 8,60 9,00 9,50 10,00 | +0,07 -1,18 -0,71 -0,71 -1,01 -0,88 +0,25 +0,95 +1,26 +1,22 +0,87 +0,42 +0,31 +0,06 -0,48 -0,47 -0,49 -0,65 +0,49 -0,39 +0,01 +0,05 -0,22 +0,47 +0,78 +0,74 +0,39 +0,24 -0,17 -0,42 +0,73 -0,15 +0,25 +0,29 +0,01 +0,71 +1,02 +0,98 +0,63 |
Примечание. Расчетные величины чисел, указанные в таблице, представляют собой величины, вычисленные с точностью до 5-й значащей цифры; при этом погрешность по сравнению с теоретической величиной составляет менее 0,00005
В зависимости от согласования параметров Т-систем необходимо применять тот или иной номер ряда. Например, для назначения главного параметра – емкости ковша одноковшового экскаватора применяется ряд R5, соответственно знаменатель ряда равен и ряд по емкости ковша (м 3) представляет 0,15; 0,25; 0,4; 0,65; 1,1; 1,6; 2,5.
При назначении главного параметра самоходных стреловых кранов (грузоподъемности) также принят ряд R5 и грузоподъемность крана (т) представляет ряд 4; 6; 10; 16; 25; 40; 64; 100; 160; 250 и т.д.
Во многих странах существуют национальные стандарты на ряды предпочтительных чисел (РПЧ). В них внесены замечания по степени округления чисел по тем или иным членам ряда, по соединению некоторых положительных качеств ряда с положительными качествами рядов на основе арифметической прогрессии и др.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Студент выбирает вариант задания по последним двум цифрам зачетной книжки (табл. 2.2 и 2.3).
Таблица 2.2 - Варианты заданий для ряда Фибоначчи и модульного ряда
| № зачетной книжки | Фибоначчи | модульного | № зачетной книжки | Фибоначчи | модульного | ||||
Таблица 2.3 - Варианты заданий для мультипликационного и
(MSF). Включает 4 фазы: анализ, проектирование, разработка, стабилизация, предполагает использование объектно-ориентированного моделирования.
Стандарт ГОСТ 34 .601-90
Стандарт ISO/IEC 12207/ и его применение
Стандарт ISO/IEC 12207:1995 «Information Technology - Software Life Cycle Processes» является основным нормативным документом, регламентирующим состав процессов жизненного цикла ИС. Он определяет структуру жизненного цикла, содержащую процессы , действия и задачи , которые должны быть выполнены во время создания ИС.
Каждый процесс разделен на набор действий, каждое действие - на набор задач. Каждый процесс, действие или задача инициируется и выполняется другим процессом по мере необходимости, причем не существует заранее определенных последовательностей выполнения. Связи по входным данным при этом сохраняются.
Процессы жизненного цикла ИС
- Основные:
- Приобретение (действия и задачи заказчика, приобретающего ИС)
- Поставка (действия и задачи поставщика, который снабжает заказчика программным продуктом или услугой)
- Разработка (действия и задачи, выполняемые разработчиком: создание ПО, оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовка тестовых и учебных материалов и т. д.)
- Эксплуатация (действия и задачи оператора - организации, эксплуатирующей систему)
- Сопровождение (действия и задачи, выполняемые сопровождающей организацией, то есть службой сопровождения). Сопровождение - внесений изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или требованиям.
- Вспомогательные
- Документирование (формализованное описание информации, созданной в течение ЖЦ ИС)
- Управление конфигурацией (применение административных и технических процедур на всем протяжении ЖЦ ИС для определения состояния компонентов ИС, управления ее модификациями).
- Обеспечение качества (обеспечение гарантий того, что ИС и процессы ее ЖЦ соответствуют заданным требованиям и утвержденным планам)
- Верификация (определение того, что программные продукты, являющиеся результатами некоторого действия, полностью удовлетворяют требованиям или условиям, обусловленным предшествующими действиями)
- Аттестация (определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы их конкретному функциональному назначению)
- Совместная оценка (оценка состояния работ по проекту: контроль планирования и управления ресурсами, персоналом, аппаратурой, инструментальными средствами)
- Аудит (определение соответствия требованиям, планам и условиям договора)
- Разрешение проблем (анализ и решение проблем, независимо от их происхождения или источника, которые обнаружены в ходе разработки, эксплуатации, сопровождения или других процессов)
- Организационные
- Управление (действия и задачи, которые могут выполняться любой стороной, управляющей своими процессами)
- Создание инфраструктуры (выбор и сопровождение технологии, стандартов и инструментальных средств, выбор и установка аппаратных и программных средств, используемых для разработки, эксплуатации или сопровождения ПО)
- Усовершенствование (оценка, измерение, контроль и усовершенствование процессов ЖЦ)
- Обучение (первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала)
Каждый процесс включает ряд действий. Например, процесс приобретения охватывает следующие действия:
- Инициирование приобретения
- Подготовка заявочных предложений
- Подготовка и корректировка договора
- Надзор за деятельностью поставщика
- Приемка и завершение работ
Каждое действие включает ряд задач. Например, подготовка заявочных предложений должна предусматривать:
- Формирование требований к системе
- Формирование списка программных продуктов
- Установление условий и соглашений
- Описание технических ограничений (среда функционирования системы и т. д.)
Стадии жизненного цикла ИС, взаимосвязь между процессами и стадиями
Модель жизненного цикла ИС - структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.
Модели жизненного цикла ИС
Каскадная модель
Каскадная модель жизненного цикла («модель водопада» , англ. waterfall model ) была предложена в 1970 г. Уинстоном Ройсом. Она предусматривает последовательное выполнение всех этапов проекта в строго фиксированном порядке. Переход на следующий этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе. Требования, определенные на стадии формирования требований, строго документируются в виде технического задания и фиксируются на все время разработки проекта. Каждая стадия завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.
Этапы проекта в соответствии с каскадной моделью:
- Формирование требований
- Проектирование
- Реализация
- Тестирование
- Ввод в действие
- Эксплуатация и сопровождение
Спиральная модель
Итерационная модель
Естественное развитие каскадной и спиральной моделей привело к их сближению и появлению современного итерационного подхода, который представляет рациональное сочетание этих моделей. Различные варианты итерационного подхода реализованы в большинстве современных технологий и методов: RUP , MSF , .
Литература
- Братищенко В.В. Проектирование информационных систем. - Иркутск: Изд-во БГУЭП, 2004. - 84 с.
- Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 2000.
- Грекул В.И., Денищенко Г.Н., Коровкина Н.Л. Проектирование информационных систем. - М.: Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2005.
- Мишенин А.И. Теория экономических информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 240 с.
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
- «Исследования новейшей русской истории»
- Дробница
Смотреть что такое "Жизненный цикл информационной системы" в других словарях:
Жизненный цикл информационных систем - Жизненный цикл информационной системы это процесс ее построения и развития. Жизненный цикл информационной системы период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в… … Википедия
Жизненный цикл - Термин «Жизненный цикл» используется в различных областях знаний. Содержание 1 В биологии 2 В информатике 3 В астрономии … Википедия
Жизненный цикл базы данных - Необходимо перенести содержимое этой статьи в статью «Жизненный цикл информационной системы». Вы можете помочь проекту, объединив статьи. В случае необходимости обсуждения целесообразности объединения, замените этот шаблон на шаблон {{к об … Википедия
жизненный цикл - 4.16 жизненный цикл (life cycle): Развитие системы, продукта, услуги, проекта или других изготовленных человеком объектов, начиная со стадии разработки концепции и заканчивая прекращением применения. Источник …
Жизненный цикл изделия - (продукции) это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта. Жизненный цикл продукции (ЖЦП) включает период от… … Википедия
жизненный цикл продукции - 3.11 жизненный цикл продукции (life cycle): Последовательные и взаимосвязанные стадии системы жизненного цикла продукции от приобретения или производства из природных ресурсов сырья до конечного размещения в окружающей среде (в виде отходов,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
жизненный цикл продукции (ЖЦП) - 3.5 жизненный цикл продукции (ЖЦП): Совокупность взаимосвязанных процессов (этапов) создания и последовательного изменения состояния продукции, обеспечивающей потребности заказчика. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Информационные системы - Информационная система (ИС) это система, реализующая информационную модель предметной области, чаще всего какой либо области человеческой деятельности. ИС должна обеспечивать: получение (ввод или сбор), хранение, поиск, передачу и обработку… … Википедия
ГОСТ 34.003-90: Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения - Терминология ГОСТ 34.003 90: Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения оригинал документа: 1.1 автоматизированная система; АС: Система, состоящая из персонала и … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 52611-2006: Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Средства информационной поддержки жизненного цикла продукции. Безопасность информации. Основные положения и общие требования - Терминология ГОСТ Р 52611 2006: Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Средства информационной поддержки жизненного цикла продукции. Безопасность информации. Основные положения и общие требования оригинал документа: 3.14 владелец… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации , В. В. Кеворков, Д. В. Кеворков. Рассматриваются процессы разработки стратегии и миссии компании, создания единой информационной среды, методика анализа конъюнктуры рынка товаров (услуг) и его сегментирование. Изложены…
Подобно живому организму, всякий продукт (товар или услуга) имеет свой жизненный цикл , который начинается с момента его «рождения» (или, возможно, с момента зарождения идеи) и заканчивается его «смертью», или изъятием из употребления.
Жизненный цикл ЭИС – совокупность этапов, которые проходит ЭИС в своем развитии от момента принятия решения о ее создании до прекращения функционирования.
Жизненный цикл экономической информационной системы включает следующие этапы:
1) предпроектный;
2) проектирование логическое и техническое;
3) проектирование рабочее (физическое);
4) внедрение;
5) эксплуатацию;
6) изъятие.
Предпроектный этап включает в себя исследование и анализ системы управления компанией, выявляющие имеющихся информационных потребителей. Целью данного этапа является формирование требований к ИС, корректно и точно отражающих цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в требования к разработке проекта ИС так, чтобы обеспечить соответствие будущей ИС целям и задачам организации.
Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки.
Современные инструментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям. Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочисленных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа.
На этом этапе должны решаться проблемы, связанные с разработкой технического задания, плана мероприятий по подготовке объекта, включая подготовку персонала и финансирования. На данном этапе также осуществляется анализ осуществимости ИС, а именно рассматривается:
· эксплуатационная осуществимость – возможно ли создание данной ИС, насколько она будет удобно в эксплуатации и отвечать заданным требованиям;
· экономическая осуществимость – стоимость, эффективность с точки зрения пользователя;
Проектирование логическое и техническое – это разработка в соответствии со сформулированными требованиями и выявленными информационными потребностями системной и функциональной архитектуры ЭИС.
На этапе проектирования, прежде всего, формируются модели данных. Проектировщики в качестве исходной информации получают результаты анализа. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования базы данных. Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных.
Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, чтобы получить спецификации (описания) всех модулей ИС. Оба эти процесса проектирования тесно связаны, поскольку часть бизнес-логики обычно реализуется в базе данных (ограничения, триггеры, хранимые процедуры). Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню, вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы.
Кроме того, на этапе проектирования осуществляется также разработка архитектуры ИС, включающая в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем). В неоднородной ИС могут работать несколько компьютеров на разных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем.
Кроме выбора платформы, на этапе проектирования определяются виды архитектуры:
· архитектура «файл-сервер» или «клиент-сервер»;
· база данных централизованная или распределенная. Если база данных будет распределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться;
· серверы, параллельные или одиночные для баз данных (в целях достижения необходимой производительности) и т.д.
Этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС.
Проектирование рабочее (физическое) включает создание и настройку программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала. Проектирование заканчивается созданием рабочего проекта.
Рабочий проект – это техническая документация, утвержденная в установленном порядке, содержащая уточненные данные и детализированные общесистемные проектные решения, программы и инструкции по решению задач, а также уточненную оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и уточненный перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.
В ходе опытного и промышленного внедрения
осуществляется комплексная отводка системы и обучение персонала.
Внедрение системы – это процесс постепенного перехода от существующей ЭИС к новой, предусмотренной документацией рабочего проекта на всю систему. Внедрение отдельных задач и подсистем может проводиться параллельно с разработкой рабочего проекта на всю систему.
Основными этапами внедрения системы являются:
· подготовка объекта к внедрению системы;
· сдача задач и подсистем в опытную эксплуатацию;
· проведение опытной эксплуатации;
· сдача задач, подсистем, системы в целом в промышленную эксплуатацию.
Опытная эксплуатация ИС заключается в проверке алгоритмов, программ и звеньев технологического процесса обработки данных в реальных условиях. Она проводится для следующего:
· окончательной отладки программ и отработки технологического процесса решения задач;
· проверки подготовленности информационной базы;
· отработки взаимосвязи задач системы;
· приобретения навыков работы персоналом предприятия;
· настройки всей системы в целом и устранения выявленных недочетов.
После окончания опытной эксплуатации системы составляется отчет о внедрении. При положительных результатах опытной эксплуатации система сдается в промышленную эксплуатацию.
Эксплуатация ЭИС – ее использование в реальных условиях. В ходе эксплуатации также осуществляется сопровождение, анализ работы системы, исправление ошибок и недоработок, оформление требований и разработка планов по модернизации и расширению системы.
Изъятием ЭИС из эксплуатации называется полное изъятие ЭИС из эксплуатации или существенная модернизация, позволяющая говорить о создании принципиально новой информационной системы.
Существующие модели жизненного цикла определяют порядок исполнения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распространение получили три следующие модели жизненного цикла:
1) каскадная модель, предполагающая переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу;
2) поэтапная модель с промежуточным контролем, т.е. итерационная модель разработки с циклами обратной связи между этапами. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью, однако время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки;
3) спиральная модель делает упор на начальные этапы ЖЦ: анализ требований, проектирование спецификаций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии программного изделия, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.
На всех этапах жизненного цикла ЭИС большую роль играют специалисты экономического профиля, которые:
· формируют требования к будущей информационной системе или плану ее модернизации;
· осуществляют обоснование и расчет экономической эффективности отдельных решений, используемых в составе ИС и системы в целом;
· участвуют непосредственно в процессе создания ЭИС, помогая моделировать бизнес-процессы и соответствующие им информационные процессы, в том числе и работники предприятия, для которого создается ИС, в соответствии с одним из принципов создания ИС.
· участвуют в отладке системы при передаче ее в эксплуатацию;
· (эксперты) используют свои знания и опыт для наполнения баз данных и знаний;
· на этапе внедрения разрабатывают инструкции и обучают персонал, применяя свои знания и практический опыт.
Исследования последних лет показали, что повышение производительности за счет использования информационных технологий достигается очень редко. Главная причина в том, что новые информационные технологии часто являются зеркальным отображением предыдущих методов и процессов. Осознание этого привело к
появлению нового направления в области управления – реинжиниринга бизнес-процессов, под которым понимается улучшение или совершенствование уже существующего бизнес-процесса за счет использования информационных технологий с параллельным фундаментальным переосмыслением и радикальной переориентацией деловых процессов для достижения резких улучшений важных показателей (повышения производительности, улучшения качества, снижения себестоимости).
Понятие жизненного цикла является одним из базовых понятий методологии проектирования информационных систем. Жизненный цикл информационной системы представляет собой непрерывный процесс, начинающийся! с момента принятия решения о создании информационной системы и заканчивается в момент полного изъятия ее из эксплуатации.
Стандарт ISO/IEC 12207 определяет структуру жизненного цикла, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания информационной системы. Согласно данному стандарту структура жизненного цикла основывается на трех группах процессов:
1. основные процессы жизненного цикла (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
2. вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, разрешение проблем);
3. организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла, обучение).
Среди основных процессов жизненного цикла наибольшую важность разработка, эксплуатация и сопровождение. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными; полученными на предыдущем этапе, и результатами.
1. Разработка
Разработка информационной системы включает в себя все работы по разработке информационного программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями. Разработка информационного программного обеспечения также включает:
1. оформление проектной и эксплуатационной документации;
2. подготовку материалов, необходимых для проведения тестирования тайных программных продуктов;
3. разработку материалов, необходимых для организации обучения персонала.
Разработка является одним из важнейших процессов жизненного цикла информационной системы и, как правило, включает в себя стратегическое планирование, анализ, проектирование и реализацию (программирование).
2. Эксплуатация
Эксплуатационные работы можно подразделить на подготовительные и основные. К подготовительным относятся:
1. конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей;
2. обеспечение пользователей эксплуатационной документацией;
3. обучение персонала.
Основные эксплуатационные работы включают;
1. непосредственно эксплуатацию;
2. локализацию проблем и устранение причин их возникновения;
3. модификацию программного обеспечения;
4. подготовку предложений по совершенствованию системы;
5. развитие и модернизацию системы.
3. Сопровождение
Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в жизни любой корпоративной информационной системы. Наличие квалифицированного технического обслуживания на этапе эксплуатации информационной системы является необходимым условием для решения поставленных перед ней задач. Причем ошибки обслуживающего персонала могут приводить к явным или скрытым финансовым потерям сопоставимым со стоимостью самой информационной системы.
Модели жизненного цикла
Под моделью жизненного цикла понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении жизненного цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики информационной системы и специфики условий, в которых последняя создается и функционирует
К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие основные модели жизненного цикла:
1. задачная модель;
2. каскадная модель (или системная) (70-85 г.г.);
3. спиральная модель (настоящее время).
Задачная модель
При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе (задачная модель) единый поход к разработке неизбежно теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов. Как правило, по мере увеличения количества задач трудности нарастают, приходится постоянно изменять уже существующие программы и структуры данных. Скорость развития системы замедляется, что тормозит и развитие самой организации. Однако в отдельных случаях такая технология может оказаться целесообразной:
Крайняя срочность (надо чтобы хоть как-то задачи решались; потом придется все сделать заново);
Эксперимент и адаптация заказчика (не ясны алгоритмы, решения нащупываются методом проб и ошибок).
Общий вывод: достаточно большую эффективную информационной системы таким способом создать невозможно.
Каскадная модель
В ранних не очень больших по объему однородных информационных систем каждое приложение представляло собой единое целое. Для разработки такого типа приложений применялся каскадный способ. Его основной характеристикой является разбиение всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем (рис. 2). Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.
Положительные стороны применения каскадного подхода заключаются в следующем:
на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности;
выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.
Рис. . Каскадная схема разработки
Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении информационных систем, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования, с тем, чтобы предоставить разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с технической точки зрения. В эту категорию попадают сложные расчетные системы, системы реального времени и другие подобные задачи. Однако в процессе использования этого подхода обнаружился ряд его недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания систем никогда полностью не укладывался в такую жесткую схему. В процессе создания постоянно возникала потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания программного обеспечения принимал следующий вид (рис. 3):
Рис. 3. Реальный процесс разработки ПО по каскадной схеме
Основным недостатком каскадного подхода является существенное запаздывание с получением результатов. Согласование результатов с пользователями производится только в точках, планируемых после завершения каждого этапа работ, требования к информационным системам "заморожены" в виде технического задания на все время ее создания. Таким образом, пользователи могут внести свои замечания только после того, как работа над системой будет полностью завершена. В случае неточного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания программного обеспечения, пользователи получают систему, не удовлетворяющую их потребностям. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением. Сущность системного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. Таким образом, данная модель основным достоинством имеет системность разработки, а основные недостатки - медленно и дорого.
Спиральная модель
Для преодоления перечисленных проблем была предложена спиральная модель жизненного цикла (рис. 4), делающая упор на начальные этапы жизненного цикла: анализ и проектирование. На этих этапах реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии программного обеспечения, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.
Разработка итерациями отражает объективно существующий спиральный цикл создания системы. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. При итеративном способе разработки недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача - как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым, активизируя процесс уточнения и дополнения требований.
Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.
Рис 4. Спиральная модель ЖЦ ИС
Одним из возможных подходов к разработке программного обеспечения в рамках спиральной модели жизненного цикла является получившая в последнее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки программного обеспечения, содержащий 3 элемента:
небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);
короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 мес.);
повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные через взаимодействие с заказчиком.
Жизненный цикл программного обеспечения по методологии RAD состоит из четырех фаз:
1. фаза определения требований и анализа;
2. фаза проектирования;
3. фаза реализации;
4. фаза внедрения.
Лекция 6. Классификация информационных систем
Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели
Классификация по масштабу
По масштабу информационные системы подразделяются на следующие группы:
1. одиночные;
2. групповые;
3. корпоративные.
Одиночные информационные системы реализуются, как правило, на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения создайся с помощью так называемых настольных или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Microsoft Access.
Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (Называемые также SQL-серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL-серверов, как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, InterBase, Sybase, Informix.
Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. Однако в крупных информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Microsoft SQL Server.
Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз.
Классификация по сфере применения
По сфере применения информационные системы обычно подразделяются на четыре группы:
1. системы обработки транзакций;
2. системы принятия решений;
3. информационно-справочные системы;
4. офисные информационные системы.
Системы обработки транзакций , в свою очередь, по оперативности обработки данных, разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы. В информационных системах организационного управлений преобладает режим оперативной обработки транзакций, для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть.
Системы поддержки принятия решений - DSS (Decision Support Systeq) - представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических и по другим показателям.
Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные системы получили в сети Интернет.
Класс офисных информационных систем нацелен на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.
Классификация по способу организации
По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы:
1. системы на основе архитектуры файл-сервер;
2. системы на основе архитектуры клиент-сервер;
3. системы на основе многоуровневой архитектуры;
4. системы на основе Интернет/интранет - технологий.
В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты, которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем.
Архитектура файл-сервер только извлекает данные из файлов так, что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети.
Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL (Structured Query Language) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации.
В настоящее время архитектура клиент-сервер получила признание и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и информационных систем корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования возможностей сервера БД, разгрузки сети и обеспечения контроля целостности данных.
Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех уровней:
1. нижний уровень представляет собой приложения клиентов, имеющие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;
2. средний уровень представляет собой сервер приложений;
3. верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных.
Трехуровневая архитектура позволяет еще больше сбалансировать нагрузку на разные узлы и сеть, а также способствует специализации инструментов для разработки приложений и устраняет недостатки двухуровневой модели клиент-сервер.
В развитии технологии Интернет/интранет основной акцент пока что делается на разработке инструментальных программных средств. В то же время наблюдается отсутствие развитых средств разработки приложений, работающих с базами данных. Компромиссным решением для создания удобных и простых в использовании и сопровождении информационных систем, эффективно работающих с базами данных, стало объединение Интернет/интранет-технологии с многоуровневой архитектурой. При этом структура информационного приложения приобретает следующий вид: браузер - сервер приложений - сервер баз данных - сервер динамических страниц - web-сервер.
По характеру хранимой информации БД делятся на фактографические и документальные . Если проводить аналогию с описанными выше примерами информационных хранилищ, то фактографические БД - это картотеки, а документальные - это архивы. В фактографических БД хранится краткая информация в строго определенном формате. В документальных БД - всевозможные документы. Причем это могут быть не только текстовые документы, но и графика, видео и звук (мультимедиа).
Автоматизированная система управления (АСУ) - это комплекс технических и программных средств, совместно с организационными структурами (отдельными людьми пли коллективом), обеспечивающий управление объектом (комплексом) в производственной, научной или общественной среде.
Выделяют информационные системы управления образования (Например, кадры, абитуриент, студент, библиотечные программы). Автоматизированные системы для научных исследований (АСНИ), представляющие собой программно-аппаратные комплексы, обрабатывающие данные, поступающие от различного рода экспериментальных установок и измерительных приборов, и на основе их анализа облегчающие обнаружение новых эффектов и закономерностей.Системы автоматизированного проектирования и геоинформационные системы.
Систему искусственного интеллекта, построенную на основе высококачественных специальных знании о некоторой предметной области (полученных от экспертов - специалистов этой области), называют экспертной системой. Экспертные системы - один из немногих видов систем искусственного интеллекта - получили широкое распространение, и нашли практическое применение. Существуют экспертные системы по военному делу, геологии, инженерному делу, информатике, космической технике, математике, медицине, метеорологии, промышленности, сельскому хозяйству, управлению, физике, химии, электронике, юриспруденции и т.д. И только то, что экспертные системы остаются весьма сложными, дорогими, а главное, узкоспециализированными программами, сдерживает их еще более широкое распространение.
Экспертные системы (ЭС) - это компьютерные программы, созданные для выполнения тех видов деятельности, которые под силу человеку-эксперту. Они работают таким образом, что имитируют образ действий человека-эксперта, и существенно отличаются от точных, хорошо аргументированных алгоритмов и не похожи на математические процедуры большинства традиционных разработок.
Жизненный цикл информационной системы -- период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации.
Понятие жизненного цикла является одним из базовых понятий методологии проектирования информационных систем.
Методология проектирования информационных систем описывает процесс создания и сопровождения систем в виде жизненного цикла (ЖЦ) ИС, представляя его как некоторую последовательность стадий и выполняемых на них процессов. Для каждого этапа определяются состав и последовательность выполняемых работ, получаемые результаты, методы и средства, необходимые для выполнения работ, роли и ответственность участников и т.д. Такое формальное описание ЖЦ ИС позволяет спланировать и организовать процесс коллективной разработки и обеспечить управление этим процессом.
Полный жизненный цикл информационной системы включает в себя, как правило, стратегическое планирование, анализ, проектирование, реализацию, внедрение и эксплуатацию. В общем случае жизненный цикл можно в свою очередь разбить на ряд стадий. В принципе, это деление на стадии достаточно произвольно. Мы рассмотрим один из вариантов такого деления, предлагаемый корпорацией Rational Software - одной из ведущих фирм на рынке программного обеспечения средств разработки информационных систем (среди которых большой популярностью заслуженно пользуется универсальное CASE-средство Rational Rose).
Стадии жизненного цикла ИС
Стадия -- часть процесса создания ИС, ограниченная определенными временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта (моделей, программных компонентов, документации), определяемого заданными для данной стадии требованиями. Соотношение между процессами и стадиями также определяется используемой моделью жизненного цикла ИС.
Согласно методологии, предлагаемой Rational Software, жизненный цикл информационной системы подразделяется на четыре стадии.
Границы каждой стадии определены некоторыми моментами времени, в которые необходимо принимать определенные критические решения и, следовательно, достигать определенных ключевых целей.
1) Начальная стадия
На начальной стадии устанавливается область применения системы и определяются граничные условия. Для этого необходимо идентифицировать все внешние объекты, с которыми должна взаимодействовать разрабатываемая система, и определить характер этого взаимодействия на высоком уровне. На начальной стадии идентифицируются все функциональные возможности системы и производится описание наиболее существенных из них.
2) Стадия уточнения
На стадии уточнения проводится анализ прикладной области, разрабатывается архитектурная основа информационной системы.
При принятии любых решений, касающихся архитектуры системы, необходимо принимать во внимание разрабатываемую систему в целом. Это означает, что необходимо описать большинство функциональных возможностей системы и учесть взаимосвязи между отдельными ее составляющими.
В конце стадии уточнения проводится анализ архитектурных решений и способов устранения главных факторов риска в проекте.
3) Стадия конструирования
На стадии конструирования разрабатывается законченное изделие, готовое к передаче пользователю.
По окончании этой стадии определяется работоспособность разработанного программного обеспечения.
4) Стадия передачи в эксплуатацию
На стадии передачи в эксплуатацию разработанное программное обеспечение передается пользователям. При эксплуатации разработанной системы в реальных условиях часто возникают различного рода проблемы, которые требуют дополнительных работ по внесению корректив в разработанный продукт. Это, как правило, связано с обнаружением ошибок и недоработок.
В конце стадии передачи в эксплуатацию необходимо определить, достигнуты цели разработки или нет.
Стандарты жизненного цикла ИС
Современные сети разрабатываются на основе стандартов, что позволяет обеспечить, во-первых, их высокую эффективность и, во-вторых, возможность их взаимодействия между собой.
Среди наиболее известных стандартов можно выделить следующие:
ГОСТ 34.601-90 - распространяется на автоматизированные системы и устанавливает стадии и этапы их создания. Кроме того, в стандарте содержится описание содержания работ на каждом этапе. Стадии и этапы работы, закрепленные в стандарте, в большей степени соответствуют каскадной модели жизненного цикла.
ISO/IEC 12207(International Organization of Standardization /International Electrotechnical Commission)1995 - стандарт на процессы и организацию жизненного цикла. Распространяется на все виды заказного ПО. Стандарт не содержит описания фаз, стадий и этапов.
Rational Unified Process (RUP) предлагает итеративную модель разработки, включающую четыре фазы: начало, исследование, построение и внедрение. Каждая фаза может быть разбита на этапы (итерации), в результате которых выпускается версия для внутреннего или внешнего использования. Прохождение через четыре основные фазы называется циклом разработки, каждый цикл завершается генерацией версии системы. Если после этого работа над проектом не прекращается, то полученный продукт продолжает развиваться и снова минует те же фазы. Суть работы в рамках RUP - это создание и сопровождение моделей на базе UML.
Microsoft Solution Framework (MSF) сходна с RUP, так же включает четыре фазы: анализ, проектирование, разработка, стабилизация, является итерационной, предполагает использование объектно-ориентированного моделирования. MSF в сравнении с RUP в большей степени ориентирована на разработку бизнес-приложений.
Extreme Programming (XP). Экстремальное программирование (самая новая среди рассматриваемых методологий) сформировалось в 1996 году. В основе методологии командная работа, эффективная коммуникация между заказчиком и исполнителем в течение всего проекта по разработке ИС, а разработка ведется с использованием последовательно дорабатываемых прототипов.
спиральный жизненный цикл каскадный