Особенности проектирования ИС
Эволюция информационных систем от пакетной, массовой технологии обработки данных к системам, использующим базы данных, выявила три класса наиболее перспективных методологий проектирования. Первый из них ориентирован на концептуальное моделирование предметной области и технологию баз данных, второй — на выявление требований и спецификацию информационной системы через ее макетирование, третий — на системную архитектуру программных средств, поддерживаемую инструментальными средствами CASE (Computer Aided System Engineering) — технологии.
Методология проектирования информационных систем на основе концептуального (понятийного) моделирования предметной области (ПО) — одна из наиболее часто используемых. Она представляет собой структурированный процесс создания систем, который обычно разбивается на следующие шаги: анализ, проектирование, программирование, тестирование и внедрение.
При концептуальном моделировании ПО и применении технологии БД наиболее сложной задачей является выявление информационных и функциональных (динамических) связей между объектами реального мира.
|
|
Информационная структура ПО содержит все объекты и их связи, которые необходимы для построения ИС, а функциональная структура определяет, каким образом используются и обрабатываются эти объекты. Информационная и функциональная структуры совместно обеспечивают полную спецификацию информационной системы.
Концептуальный подход к проектированию предполагает четыре этапа проектирования:
- сбор и анализ информационных потребностей пользователей, системный анализ предметной области;
- построение концептуальной (понятийной) модели предметной области;
- создание концептуальной модели базы данных;
- разработку системы с помощью инструментальных средств выбранной СУБД.
Первый очень важный этап разработки системы — анализ требований может быть определен как этап понимания задач приложений. Именно здесь пользователи будущей системы должны сформулировать, а разработчики понять, что должна делать система, какие у нее особенности, какие понятия используются в задачах, какие ситуации предметной области должны моделироваться в базе данных.
На втором этапе разработчики системы должны определить устойчивые свойства данных и описать информационные и технологические процессы, использующие данные, их взаимосвязь и характеристики. Иногда эту работу определяют как построение концептуальной (инфологической) модели предметной области, содержащей описание понятий, не ориентированное ни на какую конкретную даталогическую модель.
|
|
Концептуальная модель предметной области ориентирована на восприятие человека (пользователя и разработчика), а не на обработку данных в ЭВМ. Именно с помощью этой модели разработчики ИС (да и сами пользователи) достигают высокого уровня понимания существа информационных потребностей пользователей. В настоящее время для построения концептуальной модели предметной области обычно используют два подхода. При первом подходе модель ПО строится на основе интеграции спецификаций информационных потребностей, а при втором — на основе непосредственного анализа самой ПО.
В первом случае более широко применяются инструментальные средства системных программных продуктов, которые интегрируются в единую программную систему, обеспечивающую обработку доступной информации, как на этапе анализа, так и на этапе проектирования прикладной системы.
В проектировании, основанном на непосредственном создании концептуальной модели предметной области, главной задачей является получение формального (независимого от СУБД) описания предметной области, которая должна моделироваться в БД. При этом система проектирования и методология проектирования должны поддерживать как получение от пользователей знаний о свойствах предметной области, так и отображение этих упорядоченных и организованных знаний в набор предварительных описаний, составляющих собственно концептуальную модель предметной области.
Концептуальная модель включает описание понятий предметной области и информационных процессов, протекающих в ней, т. е. содержит всю необходимую для проектирования системы информацию. Информации должно быть достаточно, чтобы принимать правильные решения при проектировании не только БД, но и программной реализации задач.
Заключительный этап проектирования тесно связан с возможностями инструментальных средств конкретных СУБД.
Данный этап в свою очередь разбивают на следующие шаги:
- логическое проектирование БД;
- физическое проектирование БД;
- реализация приложений.
В соответствии с вышеизложенным методология проектирования ИС на основе концептуального моделирования ПО может быть представлена в виде последовательности этапов, изображенных на рис. 1.10.
Такая стратегия проектирования обычно гарантирует разработку удовлетворительной системы при условии, что требования к системе фиксируются и их изменение не допускается до тех пор, пока система не предъявляется пользователям. Однако в этом случае ошибки проектирования могут быть обнаружены только на последних стадиях проектирования (либо при тестировании системы, либо во время проведения ее испытаний), что требует пересмотра всех спецификаций проекта и ведет к значительным трудозатратам.
Однако возможность повышения производительности проектирования ИС при данном подходе остается ограниченной, так как на этапе внедрения часто выясняется, что важные требования к ИС остались неучтенными в созданной системе, а исправление допущенных ошибок требует больших трудозатрат.
Рис. 1.10. Этапы проектирования ИС на основе концептуального моделирования ПО.
Структурные свойства описываются с помощью абстракций типизации, агрегации, обобщения и ассоциации, а для описания поведенческих аспектов чаще всего употребляется концепция события.
Абстракции обеспечивают четкое, структурированное представление об объектах предметной области, их классах и взаимосвязях между объектами и классами объектов.
События, отражая факт изменения происшедшего в одном или нескольких объектах, позволяют адекватно учесть динамические процессы, происходящие в ПО.