Жизненный цикл информационных систем

Жизненный цикл информационных систем

 

Под жизненным циклом информационных систем понимается период их создания и использования, охватывающий различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в такой системе и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления у пользователей.

Жизненный цикл ИС охватывает все этапы и стадии её создания, сопровождения и развития. Под стадией понимается часть процесса создания ИС, ограниченная определенными временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта (моделей, программных компонентов, документации), определяемого заданными для данной стадии требованиями.

От качества проектировочных работ зависит  эффективность функционирования системы, поэтому каждая стадия разделяется  на ряд этапов и предусматривает  составление документации, отражающей результаты работ.

СТАДИИ:

• На предпроектной стадии можно выделить следующие этапы:

1) Сбор материалов для проектирования. Данный этап предусматривает разработку и выбор варианта концепции системы, выявление всех характеристик объекта и управленческой деятельности, потоков внутренних и внешних информационных связей, состава задач и специалистов, которые будут работать в новых технологических условиях, уровень их подготовки, как будущих пользователей системы.

2) Анализ материалов и формирование документации – составление задания на проектирование, утверждение технико-экономического обоснования.

Для успешного  создания управленческой информационной системы всесторонне изучаются  пути прохождения информационных потоков, как внутри предприятия, так и  во внешней среде.

• Стадия проектирования делится на:

1) Этап технического проектирования, т.е., на этом этапе формируются проектные решения по обеспечивающей и функциональной частям информационной системы; моделирование производственных, хозяйственных, финансовых ситуаций; осуществляется постановка задачи и блок-схемы и их решение.

2) Этап рабочего проектирования – осуществляется разработка и доводка системы, корректировка структуры, создание различной документации: на поставку, на установку технических средств, инструкции по эксплуатации, должностные инструкции.

• Стадия внедрения информационной системы предполагает:

1) Подготовку к вводу в эксплуатацию – на этом этапе производится установка технически средств, настройка системы, обучение персонала, пробное использование.

2) Проведение опытных испытаний всех компонентов системы перед запуском.

3) Сдача в промышленную эксплуатацию, которая оформляется актом сдачи-приемки работ.

 

На этапе функционирования информационной системы в рабочем режиме не исключается корректировка функций и управляющих параметров. Также осуществляется оперативное обслуживание и администрирование.

 

Продолжительность жизненного цикла современных информационных систем составляет от 3 до 7 лет, что значительно превышает сроки морального и физического старения технических и системных программных средств, используемых при построении системы. Поэтому в течение жизненного цикла системы проводится модернизация ее технико-программной базы. При этом прикладное программное обеспечение системы должно быть сохранено и перенесено на обновляемые аппаратно-программные платформы.

 

Эти проблемы привели к тому, что подавляющее  большинство проектов информационных систем внедряется с нарушениями  качества, сроков или сметы.

 

В России создание и испытания автоматизированных систем, к которым относятся и  информационные системы, регламентированы рядом ГОСТов, прежде всего серии 34. Однако отдельные положения этих ГОСТов уже устарели, а ряд этапов жизненного цикла информационных систем предоставлены недостаточно полно. Поэтому более целесообразно  рассматривать в качестве определяющего  документа международный стандарт ISO/IEC 12207. Данный стандарт определяет структуру  жизненного цикла, содержащую процессы, которые должны быть выполнены во время создания программного обеспечения  информационной системы.

 

Эти процессы подразделяются на три  группы:

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)

 

Соотношение между процессами и стадиями определяется используемой моделью жизненного цикла  ИС.

 

Под моделью жизненного цикла ИС понимается 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.

 

Модель ЖЦ ИС включает в себя:

• Стадии
• Результаты выполнения работ на каждой стадии
• Ключевые события — точки завершения работ и принятия решений.

 

Из существующих в настоящее время моделей  наиболее распространены две: каскадная  и спиральная. Они принципиально  различаются самим подходом к  информационной системе и ее программному обеспечению. Суть различий в том, что  в каскадной модели информационная система является однородной и ее программное обеспечение определяется как единое (с ней) целое. 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. Соответственно на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой группой разработчиков. Другим положительным моментом каскадной модели является возможность планирования сроков завершения работ и затрат на их выполнение. Данный подход характерен для более ранних информационных систем (каскадный метод применяется с 1970 года), а также для систем, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. При выполнении этих условий каскадный метод позволяет достичь хороших результатов. Однако у каскадной модели есть один существенный недостаток - очень сложно уложить реальный процесс создания программного обеспечения в такую жесткую схему и поэтому постоянно возникает необходимость возврата к предыдущим этапам с целью уточнения и пересмотра ранее принятых решений. Результатом такого конфликта стало появление модели с промежуточным контролем (рис. 2), которую представляют или как самостоятельную модель, или как вариант каскадной модели. Эта модель характеризуется межэтапными корректировками, удлиняющими период разработки изделия, но повышающими надежность.

Однако и каскадная модель, и  модель с промежуточным контролем  обладают серьезным недостатком - запаздыванием  с получением результатов. Данное обстоятельство объясняется тем, что согласование результатов возможно только после  завершения каждого этапа работ. На время же проведения каждого этапа  требования жестко задаются в виде технического задания. Так что существует опасность, что из-за неточного изложения  требований или их изменения за длительное время создания программного обеспечения  конечный продукт окажется невостребованным.

Для преодоления этого недостатка и была создана спиральная модель, ориентированная на активную работу с пользователями и представляющая разрабатываемую информационную систему  как постоянно корректируемую во время разработки. Спиральная модель (англ. spiral model) была разработана в середине 1980-х годов Барри Боэмом. Она основана на классическом цикле Деминга PDCA (plan-do-check-act). В спиральной модели (рис. 3) основной упор делается на этапы анализа и проектирования, на которых реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов. Прототип — действующий компонент ИС, реализующий отдельные функции и внешние интерфейсы. Спиральная модель позволяет начинать работу над следующим этапом, не дожидаясь завершения предыдущего. Спиральная модель имеет целью как можно раньше ознакомить пользователей с работоспособным продуктом, корректируя при необходимости требования к разрабатываемому продукту и каждый "виток" спирали означает создание фрагмента или версии. Каждая итерация соответствует созданию фрагмента или версии ИС, на ней уточняются цели и характеристики проекта, оценивается качество полученных результатов и планируются работы следующей итерации.

На каждой итерации оцениваются:

• Риск превышения сроков и стоимости проекта
• Необходимость выполнения еще одной итерации
• Степень полноты и точности понимания требований к системе
• Целесообразность прекращения проекта.

Основная  проблема спирального цикла - определение  момента перехода на следующий этап, и возможным ее решением является принудительное ограничение по времени  для каждого из этапа жизненного цикла. Наиболее полно достоинства  такой модели проявляются при  обслуживании программных средств.

Один из примеров реализации спиральной модели — RAD (англ. Rapid Application Development, метод быстрой разработки приложений).

 

Сравнивая эти  модели, можно сказать, что каскадная  модель более универсальна, т. е. она  применима к производству разных изделий, будь то отбойный молоток или  графический редактор. Для разных изделий просто будут изменяться количество и название этапов модели. Спиральная же модель более ориентирована именно на информационные системы, особенно на программные продукты, поэтому при разработке информационных систем и их программного обеспечения она предпочтительнее каскадной.

 

Итерационная модель

Естественное  развитие каскадной и спиральной моделей привело к их сближению  и появлению современного итерационного подхода, который представляет рациональной сочетание этих моделей. Различные варианты итерационного подхода реализованы в большинстве современных технологий и методов: RUP, MSF, XP.

 

Следующим шагом  в вопросе поддержания жизненного цикла информационной системы, как, впрочем, и любого другого изделия, является его автоматизация. Однако автоматизация различных процессов, связанных с разработкой, производством  и эксплуатацией как изделий  промышленности, так и информационных систем наиболее эффективна в том  случае, когда она охватывает все  этапы жизненного цикла изделия.

 

 

 

Наиболее типичной и простой  формой изменения компании является автоматизация. Более глубокая форма  изменения организации – получившая свое развитие из автоматизации –  это рационализация процедур. Более  глубоким изменением компании является реинжиниринг бизнес - процессов. Его  суть состоит в анализе, упрощении  и модернизации бизнес процессов. Новые  информационные системы могут в  корне изменить структуру всей организации, изменяя способы функционирования компании, или даже направления ее деятельности. Такая более радикальная  форма изменения деятельности компании называется сменой парадигмы. Смена  парадигмы подразумевает пересмотр  характера деятельности не отдельных  процедур и процессов, а самой  компании.