Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 9. -
Вып. 4. - 2010. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-28-html/TITL-28.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-28-html/cont.htm
УДК 004.42
СПОСОБ И СРЕДСТВА ВИЗУАЛЬНОГО
КОНСТРУИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Ó 2010 г. Забурдаев А. Г., Сеньков А. В.
Предложен способ визуального конструирования автоматизированных информационных
систем, позволяющий на этапе проектирования с
участием специалистов предметной области создавать формализованные спецификации
модели автоматизированной информационной системы (АИС). Разработана компонентная
модель АИС, позволяющая создавать работоспособную
АИС при описании всех компонентов АИС и их взаимосвязей.
Ключевые
слова: автоматизированная
информационная система, визуальное конструирование.
В настоящее
время активно развивается индустрия по созданию и внедрению автоматизированных
информационных систем (АИС). В программную индустрию вовлечены большие
материальные и человеческие ресурсы. Инвестиции в эту отрасль не прекращаются
даже в условиях мирового финансового кризиса. Практически нет ни одной сферы человеческой
деятельности (промышленность, медицина, экономика, коммерция), где бы не применялись
автоматизированные информационные системы. При этом многие компании, работающие
как в различных областях материального производства так и в бизнесе, начинают
осознавать, что обеспечить более высокие темпы роста, добиться конкурентного
преимущества они могут, только за счёт автоматизации всех направлений своей деятельности.
Между тем, разработка АИС характеризуется большими
рисками [1, 2]. Низка предсказуемость требуемых ресурсов и времени
разработки проектов, существует много проблем с соответствием созданного АИС
требованиям и ожиданиям заказчика. Высок процент неудачных проектов по
сравнению с другими областями. Чем больше и сложнее разрабатываемая АИС, тем
менее она предсказуема.
Сложные предметные области характеризуются большим
количеством взаимосвязанных объектов и сложными процессами обработки
информации. Разработка информационных систем для таких предметных областей
сложна и трудоемка. Это обусловлено, прежде всего, тем, что специалисты предметной
области практически не могут влиять на процесс разработки АИС. До этапа
внедрения системы вся бизнес-логика проекта реализуется ИТ-специалистами,
которые, безусловно, недостаточно хорошо разбираются в особенностях предметной
области и автоматизируемых ими процессов.
Существует большое число
программных средств позволяющих конструировать АИС. Все эти системы рассчитаны
на то, что процесс проектирования с участием специалистов предметной области
уже завершен, поэтому ориентированы на ИТ-специалистов, следовательно, эти
средства и созданные с их помощью диаграммы или программный код не понятны специалистам
предметной области.
Актуальным
является создание способа проектирования АИС, позволяющего в процессе
проектирования АИС создавать достаточно формализованные спецификации, которые
без написания дополнительного программного кода позволили бы создать работоспособную
АИС. Набор этих спецификаций должен полностью описывать АИС и быть одинаково понятным
как ИТ-специалистам, так и специалистам предметной области. Спецификации должны
делать упор на описании бизнес-логики предметных областей. Данные спецификации
должны использовать термины разрабатываемой предметной области. Для реализации
такого способа необходимо разработать средства, позволяющие описывать модель
АИС, создавая спецификации на ее компоненты, средства интерпретации этих моделей
для создания работоспособной АИС.
Если рассматривать АИС с точки зрения конечного
пользователя, можно выделить 5 основных структурных элементов, характерных для
любых АИС (см. рисунок 1). Предоставление специалисту предметной области возможности
вносить корректировки в эти элементы удобным для него способом обеспечит
качественное решение поставленной проблемы. Таким образом, каждый из названных
элементов может быть представлен отдельной моделью или набором моделей,
взаимодействующих друг с другом и имеющими понятную визуальную форму
представления.
Рисунок 1 – Типовая структура АИС
Основными
принципами способа визуального конструирования АИС являются следующие:
·
вся
информация должна быть представляться в наглядном виде, должна оперировать
терминами предметной области;
·
должна быть
возможность создания сложных АИС и описания их бизнес-логики без программного
кода;
·
способ
должен быть этапным, на каждом этапе заполняется определенная информация об
определенных компонентах информационной системы;
·
каждый этап
должен иметь инструмент для его реализации.
Способ
визуального конструирования основан на том, что модели, применяемые в АИС, оперируют
следующими связанными между собой компонентами:
·
«Сущность»;
·
«Форма»;
·
«Отчет»;
·
«Запрос к базе данных (БД)»;
·
«Алгоритм вычислений»;
·
«Поток действий».
Способ состоит
из следующих этапов:
Этап 1. Описание
структуры данных предметной области в терминах предметной области. Целью этого
этапа является описание всех сущностей, связей между сущностями и полей
сущностей, необходимых для функционирования АИС, результатом этого этапа является
описание модели трансляции БД в объекты и структуры самой БД.
Этап 2. Описание базовых форм и форм ввода
АИС. Этот этап направлен на формирование моделей интерфейсов и печатных форм.
Этап 3. Описание способов обработки данных.
Результатом выполнения этого этапа является формирование моделей обработки данных.
Этап 4. Описание процессов, выполняемых в АИС.
Результатом этого этапа должны стать модели процессов, их связь с сущностями,
формами, отчётами и алгоритмами вычислений.
Представленный способ определяет необходимый набор
средств, обеспечивающих создание автоматизированных информационных систем
(далее – Платформа), а также требования к ним. На рисунке 2 представлена схема
требований к Платформе.
Рисунок 2 – Схема требований к Платформе
В
соответствии с представленной схемой, пользователь формирует общие требования к
типовой АИС, например, внесение данных, построение отчетов и т.п.
Требования пользователя определяют функциональные
требования к типовой АИС, которые должны быть реализованы в АИС. Например, добавление/изменение/удаление
записей в таблицах АИС, переходы по формам, реализация бизнес-логики и т.д.
Большая
часть функциональных требований должна выполняться средствами интерпретирующей
среды, состоящей из инструментов интерпретации. Каждый инструмент интерпретации
должен автоматизировать определенную функциональную часть модели предметной
области, с учетом связи с другими функциональными частями модели АИС. Например,
интерпретатор алгоритмов вычислений.
Все интерпретирующие инструменты вместе образуют ядро Платформы АИС, обеспечивая
функционирование платформы на основании модели АИС.
Определив состав и структуру ядра Платформы АИС, можно
выдвинуть требования к составу метаданных – составу компонентов АИС. Состав метаданных
должен обеспечивать возможность с одной стороны хранить модель АИС, а с другой
стороны, быть достаточным для инструментов интерпретации.
Для работы АИС необходимо заполнить метаданные всех
компонентов модели АИС, иметь интерпретирующие инструменты, которые будут эти метаданные
автоматизировать.
Моделирование АИС – это процесс создания модели АИС.
Основные требования к моделированию АИС являются
следствием состава компонентов модели АИС. Например, – создание алгоритмов
вычислений, описание БД, описание форм, и т.д. Основные требования порождают
частные функциональные требования к конструкторам АИС. Все конструкторы АИС
должны реализовывать эти частные функциональные требования.
Конструкторы АИС должны обеспечить возможность
формализованного представления (в терминах предметной области) широкого класса
АИС на основе развитых средств визуального конструирования [3–7].
Эти требования определяют структуру и состав Платформы
(рисунок 3).
1. РМ пользователя –средство, с которым работает конечный пользователь.
2. Интерпретирующая среда – это набор инструментов интерпретации, автоматизирующих
предметную область по ее модели.
3. Модель АИС – это достаточное описание АИС, позволяющее ее интерпретировать
при автоматизации.
Рисунок 3 – Обобщенный состав Платформы АИС
4. Инструментарий (конструкторы АИС)
– это средства, позволяющие редактировать
модель предметной области.
Конечный
пользователь АИС – пользователь, непосредственно работающий в созданной
автоматизированной информационной системе. Конечный пользователь АИС работает с
РМ пользователя АИС, основную функциональность которой обеспечивает Интерпретирующая
среда.
Интерпретирующая среда – набор автоматизированных
функциональных частей типовой АИС, например, интерпретатор вычислений (алгоритмов).
Интерпретирующая среда для своей работы использует модель АИС, в которой
описаны разные компоненты АИС и их взаимосвязи, например, описана БД, формы,
отчеты и т.д.
Пользователь-конструктор создает модель АИС, с помощью
инструментария – конструкторов АИС.
Предложенный способ и средства визуального конструирования
автоматизированных информационных систем является более эффективным по сравнению
с существующими, поскольку обеспечивает возможность доработки АИС на этапе
внедрения специалистами предметной области, что позволит обеспечить
максимальное соответствие автоматизированных процессов их реальным прототипам.
литература
1.
Проектирование
информационных систем / Электронное учебное пособие. – Режим доступа: http://www.intuit.ru/department/se/devis/1/.
2.
Brooks F. No Silver Bullet. // Information Proceeding of the IFIP 10th
World Computing Conference, 1986, p. 1069-1076. (Русский перевод: Ф. Брукс. Мифический человеко-месяц, или как
создаются программные системы. СПб.: Символ, 2000).
3.
Citrin W., Ghiasi S., Zorn B.G VIPR and the Visual Programming Challenge.
// J. Vis. Lang. Comput. 9(2), 1998, p. 241-258.
4.
Авербух В.Л Метафоры
визуализации. // Программирование, 2001, № 5, с. 3-17.
5.
Gracanin D., Matkovic K., Eltoweissy M Software Visualization. Innovation
in Systems and Software Engineering. // A NASA Journal. V. 1, № 2, September
2005, Springer.
6.
Кознов Д.В. Основы
визуального моделирования – М: Интернет-Университет Информационных технологий;
БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.
7.
Забурдаев А.Г.
Визуальный конструктор алгоритмов бизнес-вычислений.: Дисс. … магистра техники
и технологий. Филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске. – Смоленск, 2007.
THE
METHOD AND MEANS OF DESIGNING AUTOMATED INFORMATION SYSTEMS
Zaburdaev A. G., Senkov
A. V.
A
method of visual designing automated information systems (AIS), allowing for
the design phase, with the participation of subject area experts to create
formal specification model of the AIS. A component model of the AIS, allows you
to create a working description of the AIS, with all components of the AIS, and
their interactions.
Keywords:
automated information system,
visual designing.
Забурдаев Алексей Георгиевич,
аспирант,
azaburdaev@etna-it.ru
Сеньков Алексей Викторович,
аспирант,
asenkov@etna-it.ru
Кафедра вычислительной техники,
Филиал ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)»
в г. Смоленске
Smolensk Branch of a Moscow
Power Engineering Institute (Technical University)
Поступила в редакцию 27.11.2010.