Подходы к анализу и проектированию информационных систем

На протяжении всей истории развития теории систем предлагались и применялись различные подходы к представлению (отображению), анализу и проектированию систем.

Традиционный подход, применяющийся в математических исследованиях: определить элементы-переменные и связать их соответствующим соотношением (формулой, уравнением, системой уравнений), отображающим принцип взаимодействия элементов.

Когда задачи усложнились, и такое соотношение не удавалось сразу найти, то предлагалось формировать «пространство состояний» элементов и вводить «меры близости» между элементами этого пространства. Такой подход вначале пытались применить для исследования сложных систем.

Предлагалось обследовать систему, выявить все элементы и связи между ними. Этот подход называли иногда «перечислением» системы. При обследовании применялись разные способы: 1) архивный (изучение документов и архивов предприятия); 2) опросный или анкетный (опрос сотрудников, в том числе с помощью специально разработанных вопросников - анкет).

Однако первые же попытки применить такой подход к исследованию систем управления предприятиями и организациями показали, что «перечислить» сложную систему практически невозможно. В истории разработки автоматизированных систем управления был такой случай. Разработчики написали несколько десятков томов обследования системы, а так и не могли приступить к созданию АСУ, поскольку не могли гарантировать полноты описания. Руководитель разработки вынужден был уволиться, и в последствии стал изучать системный подход и популяризировать его.

Учитывая трудности «перечисления» системы, с самого начала возникновения системных теорий исследователи искали подходы к ее анализу и созданию.

Приведем основные подходы к анализу систем, предлагавшихся разными исследователями:

  • • в начальный период развития теории систем развивался бихевиористский подход, основанный на исследовании поведения (behaviour - поведение) систем; однако этот подход весьма грудоемок и не всегда реализуем;
  • • американский ученый М. Месарович 1 предложил подходы, которые назвал целенаправленным и терминальным (от терм - элементарная частица, интересующая исследователя);
  • • польский ученый Р. Куликовски " предложил называть аналогичные подходы декомпозицией и композицией системы;
  • • швейцарский астроном, вешр по происхождению Ф. Цвикки 1 предложил и развил морфологический подход), который помогает искать полезные объединения элементов путем их комбинаций;
  • • американская корпорация RAND " предложила подход к созданию сложных программ и проектов, названный «деревом целей»',
  • • в практике проектирования сложных технических комплексов возникли термины язык моделирования, язык автоматизации проектирования, применяющиеся для отображения взаимосвязей между компонентами проекта; при разработке языков моделирования применяют математическую логику и математическую лингвистику’, в которой есть удобный термин для описания структуры языка - тезаурус (см. гл. 4), и подход называют иногда лингвистический или тезаурусным;
  • • при исследовании и формировании структур были предложены следующие подходы: путем поиска связей между элементами; или, напротив, путем устранения лишних связей (см. в [4, 15]).

С учетом рассмотренных подходов в настоящее время на основе обобщения предшествующего опыта сформировалось два основных подхода к отображению систем, первоначально предложенных для формирования структур целей

  • а) «сверху» - методы структуризации или декомпозиции, целевой или целенаправленный подход;
  • б) «снизу» - подход, кот орый называю т морфологическим (в широком смысле), лингвистическим, тезаурусным, терминальным, методом «языка» системы. С помощью этого подхода оноеделяется «нространст- [1] [2]

во состояний» системы и реализуется поиск взаимосвязей (мер близости) между элементами.

Подход «снизу» можно реализовать, применяя не только комбинаторные приемы (морфологический и т.п.), но и бехивиористский подход, вариант которого при автоматизации моделирования поведения объектов в настоящее время иногда называют процессным.

Подходы «сверху» и «снизу» называют также аксиологическим и каузальным, соответственно 4.

Аксиологическое представление системы - отображение системы в терминах целей и целевых функционалов. Этот термин используют в тех случаях, когда необходимо выбрать подход к отображению системы на начальном этапе моделирования и противопоставить это отображение описанию системы в терминах «перечисления» элементов системы и их непосредственного влияния друг на друга, т.е. каузального представления.

Каузальное представление системы - описание системы в терминах влияния одних переменных на другие, без употребления понятий цели и средств достижения целей. Эгот термин происходит от понятия «cause» - причина, т.е. подразумевает причинно-следственные отношения. При каузальном представлении будущее состояние системы определяется предыдущими состояниями и воздействиями среды. Такое представление является развитием отображения системы в виде «пространства состояний», характерного для большинства математических методов моделирования. Применяют каузальное представление в случае предварительного описания системы, когда цель сразу не может быть сформулирована, и для отображения системы или проблемной ситуации не может быть применено аксиологическое представление.

На практике обычно эти подходы сочетают

В 1970-1980-е годы при проектировании организационных структур были предложены три подхода к решению этой проблемы '.

  • Нормативно-функциональный подход направлен на унификацию организационных форм управления в рамках отрасли. Разработка и внедрение типовых организационных структур явилось первым шагом на пути внедрения принципов их научно обоснованного построения. Однако ориентация на типовую номенклатуру функций управления и структурных управленческих подразделений не позволяет учесть особенности конкретных предприятий и условия их деятельности.
  • Функционально-технологический подход основан на рационализации потоков информации и технологии ее обработки, на формировании и анализе организационно-технологических процедур подготовки [3]

и реализации управленческих решений. Этот подход обеспечивает возможность достаточно полно учесть особенности конкретного предприятия (организации), отличается гибкостью и универсальностью. Вместе с тем, он характеризуется высокой трудоемкостью, использованием стабильной номенклатуры сложившихся функций управления, подчинением оргструктуры схеме документооборота.

Системно-целевой подход заключается в построении структуры целей, определении на ее основе функций управления и их организационным оформлением. Преимущества этого подхода заключаются в возможности учитывать особенности объекта управления и условия его деятельности, изменять и расширять состав функций, проектировать разнообразные организационно-правовые формы предприятий. Трудности в использовании подхода связаны с проблемой перехода от совокупности целей и функций к составу и подчиненности структурных звеньев, обеспечивающих их реализацию.

Проанализируем возможность применения этих подходов при разработке информационных систем.

Обобщающий подход «сверху», называемый целевым, целенаправленным, системно-целевым, основан на структуризации или декомпозиции системы в пространстве. Этот подход позволяет расчленить исходную большую неопределенность на более обозримые и выбрать методы их анализа и проектирования, сохраняя целостность представления об исследуемой системе или решаемой проблеме на основе иерархической структуры (древовидной, стратифицированной). Подход применялся при разработке АИС и АСУ для крупных предприятий, при реструктуризации систем организационного управления.

Подход «снизу», основанный на анализе пространства состояний, поиске «мер близости» между компонентами с помощью различных, в том числе статистических методов, морфологического моделирования (подход «снизу») отличается большой трудоемкостью. В настоящее время для анализа пространства состояний в экономике разработаны методы бизнес-аналитики (Data-Mining, Deductor и т.п.).

В настоящее время для проектировании информационных систем широкое применение нашел подход, основанный на анализе бизнес- процессов, кратко называемый процессным.

Процессный подход (который можно считать развитием функционально-технологического подхода) основан на структуризации во времени. на представлении процессов в форме графов. При несомненной привлекательности его применение долгое время было практически нереализуемым из-за большой трудоемкости, отсутствия правил и средств автоматизации формирования графов, отображающих процессы в системах.

В 1990 гг. были разработаны и стали широко применяться функционально-ориентированные и объектно-ориентированные CASE- и RAD- технологии, на основе которых созданы стандарты IDEFO и DFD, ориентированные на анализ процессов (в том числе бизнес-процессов), и средства их автоматизации (BPWin и др.), что позволило создать теорию проектирования экономических информационных систем [37,39].

Популярность CASE-методологии и RAD-технологий базируется на разработке принципов и автоматизации формирования процессов, на развитии методов их формирования (на основе анализа «жизненного цикла» производства, обслуживания или других процессов, причинно-следственных связей и т.н.). Преимущества этого подхода заключаются в возможности учитывать особенности конкретного объекта и условия его деятельности.

Па основе анализа методик проектирования документальных, фактографических и документально-фактографических информационных систем, приведенных в гл. 5, с точки зрения рассмогренных подходов можно сделать следующие выводы.

1. Проектирование АИС и АСУ разных уровней в 1970-е гг. осуществлялась на основе системно-целевого подхода, т.е. на основе структуризации целей и функций системы управления (целевой или целенаправленный подход, подход «сверху»), формирования на ее основе сэру туры функциональной части АСУ (АИС) и определения средств для ее реализации - обеспечивающей части, г.е. информационного, технического, ирофаммного, организационного и других видов обеспечения.

Для управления разработками АСУ были подготовлены и изданы соответствующие общеотраслевые руководящие методические материалы, в которых отражались теория и основная терминология, обязательная для использования при представлении отчетных материалов но разработке и внедрению АИС и АСУ [31-33].

  • 2. При разработке ГАСНТИ также вначале был применен системно-целевой подход, разработана классификация АС НТИ для разных уровней управления - общегосударственном, отраслевом, региональном, предприятий и организаций, и соответствующие нормативные документы [22, 41]. Однако в настоящее время ГАСНТИ развивается в основном только на общегосударственном уровгге.
  • 3. Разработка документальных информационно-поисковых систем обычно проводится в виде следующих этапов: а) анализ совокупности документов, представляющих соответствующую научно-техническую область, для которой создастся ИПС; б) вьгбор ключевых слов, характеризующих содержание каждог о документа; в) формирование из юпочевых слов словаря (первой стадии разработки информационно- поисковою языка); г) индексирование документов с использованием словаря; г) поиск; д) проверка релевантности выдачи) отладка ИПС.

Постепенно ИПЯ развиваются, вначале на основе формирования дескринторного словаря, затем - тезауруса, а при необходимости - с разработки грамматики. Существующие ДИПС (в том числе поисковых систем Интернет) редко развиты до уровня наличия в них многоуровневою тезауруса и грамматики. В них обычно используются простейшие правила грамматики - конъюнкция и дизъюнкция (названные упрощенно «AND». «OR» и т.и.), а термин «тезаурус» используется в упрощенном варианте, в лучшем случае - это двухуровневый словарь.

С использованием терминологии рассмотренных подходов, можно считать, что разработка ДИПС начинается с анализа «пространства состояния», г.е. квалифицировать подход в упрощенном названии как подход «снизу», лингвистический, тезаурусный, терминальный, метод «языка» системы.

По мере развития ДИПС нри разработке систем, реализующих режимы избирательного распределения информации и дифференцированного обслуживания руководителей, применяют системно-целевой подход, т.е. начинают разработку с исследования потребностей научных подразделений и руководителей.

4. Для разработки экономических информационных систем разработана теория проектирования [37, 39], основанная на применении процессного подхода, анализе бизнес-процессов, представляемых специальными графами.

Идею применения графического представления и анализа информационных потоков (функционально-технологический подход) при проектировании информационных систем начинали применить в 1970-е гг. '. Был разработан язык моделирования информационных потоков, реализованы средствами языка логического программирования РЕФАЛ ". [4]

Однако его применение долгое время было практически нереализуемым из-за большой трудоемкости и отсутствия стандартных автоматизированных процедур (проведенные исследования с применением языка РЕФАЛ были экспериментальными).

Разработка CASE- и RAD-технологий, стандартов IDEFO и DFD, ориентированных на анализ процессов (в том числе бизнес-нроцсссов и соответствующих им информационных потоков) и средств их автоматизации позволила создать широко применяющуюся в настоящее время теорию проектирования информационных систем [24, 37. 39,43].

5. При автоматизации управленческой деятельности предприятий малого и среднего бизнеса, которые, как правило, не имеют средств для внедрения единой автоматизированной системы, существует практика выбора имеющихся на рынке программных продуктов, автоматизирующих соответствующие области управления (бухгалтерский учет, материально-техническое обеспечение и т.н.) с последующей интеграцией в единую систему. Для выбора этих программных продуктов разрабатывают соответствующие методики (пример приведен в разделе 5.3), основанные на применении системно-целевого подхода, т.е. разработке структуры целей и функций организации и выбора программных продуктов, функциональные возможности которых обеспечивают реализацию функций и задач организации.

  • [1] 1 Месарович М. Общая теория систем и ее математически основы / Мю Месарович // Исследования по общей теории систем: Сб. переводов / Под ред. В. Н.Садовского и Э.Г. Юдина. М.: Прогресс, 1969.-520 с. 2 Куликовски Р. Оптимальные и адаптивные процессы в системе автоматического регулирования / Р. Куликовски. -. М.: Наука, 1967.
  • [2] Zwicky F. Morfological astronomy. - Berlil: Springer-Verlag, 1957. - 299 p. 'Лопухин M.M. ПАТТЕРН - метод планирования и прогнозирования научныхработ / М.М. Лопухин. - М.: Сов. радио, 1971.160с. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / ВолковаВ.Н., Воронков В.А., Денисов А.А. и др. М.: Радио и связь, 1983. 248 с.
  • [3] Мильнер Б.З. Системный подход к организации управления / Б.З. Мильнер,Л.И. Евенко, В.С. Рапопорт. -М.: Экономика, 1983. - 224 с.
  • [4] Волковы В.Н. Некоторые вопросы автоматизации проектирования АИС: авто-реф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук по специальности 05.13.01-Техническая кибернетика и теория информации / В.Н. Волкова. - М, 1973. - 24с.; Волкова В.Н. К методике проектирования автоматизированных информационных систем / В.Н. Волкова // В кн.: Автоматизация управления и вычислительнаятехника. - Вып. 11. — М.: Машиностроение, 1975. —С. 189-300. 2 Волкова В.Н. Автоматизация проекгных работ при создании автомат изированных информационных систем / В.Н. Волкова //Типизация и автоматизация процессов проектирования АСУ: матер. Всесоюзн. Семинара. - Душанбе: Изд-воДониш, 17-19 апреля 1972. - С. 79-87.; Волкова В.Н Исследование возможностей сокращения перебора при семиотическом моделировании проекгных задачАСУ / В.Н. Волкова, А.Г. Красовский // АСУ и синтез оптимальных систем: со.тезис, докл. науч.-техн. конф. — М.: НТОРЭС, 1974. — С. 18-20.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >