• архитектура программных систем;
• информационная архитектура;
• технологическая (инфраструктурная) архитектура.
Информационная архитектура представляет собой логическую организацию данных, с которыми работает АИС, т.е. практически структуры баз данных и баз знаний, а также принципы их взаимодействия.
Под архитектурой программных систем понимают совокупность следующих технических решений:
• общий архитектурный стиль и общую организацию программной части АИС;
• деление программного комплекса на функциональные подсистемы и модули;
• свойства модулей, методы их взаимодействия и объединения, используемые интерфейсы.
Архитектура программной системы охватывает не только структурные и поведенческие аспекты, но и правила ее использования и интеграции с другими системами, функциональность, производительность, гибкость, надежность, эргономичность, технологические ограничения.
Технологическая архитектура описывает инфраструктуру, используемую для передачи данных. На этом уровне решаются вопросы сетевой структуры, применяемых каналов связи и т.д.
По мере развития программных систем все большее значение приобретает их комплексная интеграция для построения единого информационного пространства предприятия. Обеспечение такой интеграции является важнейшим элементом архитектуры, в противном случае АИС окажется неэффективной.
Жизненный цикл АИС. Одним из базовых понятий методологии проектирования АИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО - это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации.
По аналогии правомерно будет утверждать, что жизненный цикл АИС есть непрерывный процесс с момента принятия решения о необходимости ее создания до полного завершения ее эксплуатации. Продолжительность жизненного цикла современных АИС составляет около 10 лет, что значительно превышает сроки морального и физического старения технических и системных программных средств, используемых при реализации АИС. Поэтому, как правило, в течение ЖЦ системы проводится ее модернизация, после чего все функции системы должны выполняться с не меньшей эффективностью.
Добиться этого на протяжении всего ЖЦ АИС - довольно сложная по ряду объективных и субъективных причин задача, в результате подавляющее большинство проектов АИС внедряется с нарушениями качества, сроков или сметы; почти треть проектов прекращают свое существование незавершенными.
Из мировой практики известно, что затраты на сопровождение прикладного программного обеспечения АИС составляют не менее 70% его совокупной стоимости на протяжении ЖЦ, поэтому крайне важно еще на проектной стадии предусмотреть необходимые методы и средства сопровождения, включая методы конфигурационного управления.
Среди основных процессов жизненного цикла самыми важными являются разработка, эксплуатация и сопровождение. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами.
Разработка АИС включает все работы по созданию программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями. Этот процесс также предусматривает:
• оформление проектной и эксплуатационной документации;
• подготовку материалов, необходимых для тестирования разработанных программных продуктов;
• разработку материалов, необходимых для обучения персонала.
Как правило, составляющими процесса разработки являются стратегическое планирование, анализ, проектирование и реализация (программирование).
К процессу эксплуатации относятся:
• конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей;
• обеспечение пользователей эксплуатационной документацией;
• обучение персонала.
Основные эксплуатационные работы включают:
• непосредственно эксплуатацию;
• локализацию проблем и устранение причин их возникновения;
• модификацию программного обеспечения;
• подготовку предложений по совершенствованию системы;
• развитие и модернизацию системы.
Профессиональное, грамотное сопровождение - необходимое условие решения задач, выполняемых АИС. Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в жизни любой АИС. Ошибки на этом этапе могут привести к явным или скрытым финансовым потерям, сопоставимым со стоимостью самой системы.
К предварительным действиям при организации технического обслуживания АИС относятся:
• выделение наиболее ответственных узлов системы и определение для них критичности простоя (это позволит выделить наиболее критичные составляющие АИС и оптимизировать распределение ресурсов для технического обслуживания);
• определение задач технического обслуживания и их разделение на внутренние, решаемые силами обслуживающего подразделения, и внешние, решаемые специализированными сервисными организациями (таким образом четко ограничивается круг исполняемых функций и производится распределение ответственности);
• проведение анализа имеющихся внутренних и внешних ресурсов, необходимых для организации технического обслуживания в рамках описанных задач и разделения компетенции (основные критерии для анализа: наличие гарантии на оборудование, состояние ремонтного фонда, квалификация персонала);
• подготовка плана организации технического обслуживания с определением этапов исполняемых действий, сроков их исполнения, затрат на этапах, ответственности исполнителей.
Обеспечение качественного технического обслуживания АИС требует привлечения специалистов высокой квалификации, которые в состоянии решать не только ежедневные задачи администрирования, но и быстро восстанавливать работоспособность системы при сбоях и авариях.
Среди вспомогательных процессов одним из главных является управление конфигурацией, которое поддерживает основные процессы жизненного цикла АИС, прежде всего процессы разработки и сопровождения.
Разработка сложных АИС предполагает независимую разработку компонентов системы, что приводит к появлению многих вариантов и версий реализации как отдельных компонентов, так и системы в целом. Таким образом, возникает проблема обеспечения сохранения единой структуры в ходе разработки и модернизации АИС. Управление конфигурацией позволяет организовывать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в различные компоненты АИС на всех стадиях ее ЖЦ.
Организационные процессы имеют очень большое значение, так как современные АИС - это большие комплексы, в создании и обслуживании которых занято много людей разных специальностей.
Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков, контроля сроков и качества выполнения работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает:
• выбор методов и инструментальных средств реализации проекта;
• определение методов описания состояния процесса разработки;
• разработку методов и средств испытаний созданного программного обеспечения;
• обучение персонала.
Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования компонентов АИС.
Верификация - процесс определения соответствия текущего состояния разработки, достигнутого на данном этапе, требованиям этого этапа.
Проверка - процесс определения соответствия параметров разработки исходным требованиям. Проверка отчасти совпадает с тестированием, которое проводится для определения различий между действительными и ожидаемыми результатами, а также для оценки соответствия характеристик АИС исходным требованиям.
Модели жизненного цикла АИС. Рассмотренные выше процессы характеризуются определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. При этом ЖЦ ПО носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах. Известные модели ЖЦ ПО (каскадная, итерационная, спиральная) определяют порядок исполнения этапов в ходе разработки, а также критерии перехода от этапа к этапу.
По аналогии с известным определением модели ЖЦ ПО и в соответствии с устоявшейся среди специалистов терминологией, приведем определение модели ЖЦ АИС.
Модель жизненного цикла АИС - это структура, описывающая процессы, действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, функционирования и сопровождения в течение всего жизненного цикла системы.
Модель ЖЦ АИС отражает состояние системы с момента осознания необходимости создания данной АИС до полной ее утилизации. Выбор модели жизненного цикла зависит от специфики, масштаба, сложности проекта и набора условий, в которых АИС создается и функционирует. Модель ЖЦ АИС включает:
• стадии;
• результаты выполнения работ на каждой стадии;
• ключевые события или точки завершения работ и принятия решений.
В соответствии с известными моделями ЖЦ ПО определяют модели ЖЦ АИС - каскадную, итерационную, спиральную. Ниже подробно рассмотрена каждая из них.
Каскадная модель описывает классический подход к разработке систем в любых предметных областях; широко использовалась в 1970-80-х гг. Организация работ по каскадной схеме официально рекомендовалась и широко применялась в различных отраслях в связи с наличием теоретического обоснования, промышленных методик и стандартов, а также успешного использования модели в течение десятилетий.