Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор технологии реинжиниринга и стандартов оценки качества информационных систем 15
1.1 Классический и реинжиниринговый подходы к разработке информационной системы 15
1.2 Преимущества реинжиниринговой технологии 20
1.3 Проблемы реинжиниринга информационных систем 21
1.4 Анализ показателей оценки качества информационных систем 25
1.5 Выводы 31
Глава 2. Добротность унаследованной информационной системы .33
2.1 Определение понятия «добротность информационной системы» 33
2.2 Вычисление добротности информационной системы 36
2.2.1 Расчет функциональной добротности 36
2.2.2 Расчет прикладной добротности 38
2.2.3 Расчет интеграционной добротности 41
2.2.4 Расчет добротности информационного обеспечения 42
2.2.5 Расчет технической добротности 44
2.3 Оценка результатов реинжиниринга 49
2.4 Варианты и стоимость реинжиниринга 51
2.5 Выводы 61
Глава 3. Формальное описание представлений унаследованной информационной системы ...63
3.1 Выбор подхода к определению состава представлений 63
3.2 Требования к представлениям унаследованной информационной системы 65
3.3 Состав представлений унаследованной информационной системы 66
3.4 Функциональные представления 68
3.5 Представления программных комплексов 70
3.5.1 Паспорт программного комплекса 70
3.5.2 Формальная модель объектного приложения 71
3.5.3 Построение спецификаций программных комплексов на основе модели объектного приложения 77
3.6 Представления внутреннего и внешнего взаимодействия 81
3.7 Представления информационного обеспечения 82
3.8 Представления компонентов инфраструктуры 84
3.9 Выводы 87
Глава 4. Методика построения представлений унаследованной информационной системы 88
4.1 Цели методики, направления работ и методы построения представлений 88
4.2 Последовательность работ для построения представлений 89
4.2.1 Формализация функциональных требований 89
4.2.2 Анализ прикладного программного обеспечения 91
4.2.3 Построение представлений уровня интеграции программных комплексов 93
4.2.4 Построение представлений информационного обеспечения 94
4.2.5 Построение представлений инфраструктуры 95
4.2.6 Расчет значения добротности НС 98
4.3 Преимущества разработанной методики 99
4.4 Апробация разработанной методики 100
4.5 Выводы 101
Глава 5. Программный комплекс построения представлений унаследованной информационной системы в процессе реинжиниринга 102
5.1 Назначение и структура комплекса 102
5.2 Функциональные требования 104
5.3 Состав подсистем 107
5.4 Реализация модуля автоматизированного анализа программных приложений 109
5.4.1 Методы анализа приложений 109
5.4.2 Выбор подхода к встраиванию инструментального кода в исходный код анализируемого приложения 112
5.4.3 Алгоритм встраивания и спецификация инструментального кода 114
5.4.4 Обоснование корректности инструментального кода 129
5.5 Реализация репозитория данных реинжиниринга 131
5.6 Выводы 132
Заключение ... 134
Список литературы ...137
Приложение
- Проблемы реинжиниринга информационных систем
- Расчет добротности информационного обеспечения
- Требования к представлениям унаследованной информационной системы
- Построение представлений уровня интеграции программных комплексов
Введение к работе
Актуальность работы. В последние десятилетия во всем мире наблюдается бурное развитие информационных технологий. Создано огромное количество информационных систем (ИС), которые играют жизненно-важную роль в обеспечении процессов, происходящих и в мелких частных фирмах, и в крупных корпорациях. Разработка современных информационных систем базируется на применении объектно-ориентирован но го подхода, предполагающего описание информационной системы в виде совокупности объектных моделей и реализующего принцип повторного использования аппаратно-программных компонентов.
Непрерывное развитие информационных технологий и изменение функциональных задач организаций приводит к появлению унаследованных информационных систем, которые по тем или иным причинам перестают удовлетворять предъявляемым к ним требованиям, но продолжают использоваться ввиду больших затруднений, возникающих при попытке их замены. Такие системы используют морально устаревшие технологии, архитектуры, платформы, а также программное, информационное и аппаратное обеспечение. Поэтому актуальной является задача разработки и применения на практике эффективных, с точки зрения финансовых затрат и объемов требуемых ресурсов, методов модернизации или миграции унаследованных систем. Создание новых ИС на основе ранее разработанных и внедренных аппаратно-программных компонентов базируется на технологии реинжиниринга информационных систем.
Необходимость реинжиниринга возникает в случае невыполнения информационной системой требований, которые предъявляются к ней, или изменения этих требований, перевода унаследованной ИС на новые информационные технологии и аппаратно-программные средства, планового пересмотра состояния и модернизации ИС.
Начальным этапом реинжиниринга является создание представлений компонентов архитектуры унаследованной ИС (формальные модели, структурированные текстовые описания, количественные показатели состояния
системы), используемых на последующих этапах реинжиниринга. Опубликовано большое количество работ, посвященных подходам и технологиям реинжиниринга [16-30]. Однако существует ряд проблем и факторов, сдерживающих развитие и повсеместное применение технологии реинжиниринга:
Сложность решаемых задач, вызванная тем, что ИС представляет собой единый комплекс тесно связанных и взаимодействующих разноплановых аппаратно-программных компонентов, а причины неэффективной работы системы зачастую неясны и требуют глубокого анализа.
Недостаточность интегрированных и частных показателей, характеризующих компоненты архитектуры ИС не позволяет провести комплексный анализ состояния унаследованной ИС, выявить ее недостатки, определить направления реинжиниринга и оценить результаты его реализации.
Отсутствие формального описания представлений унаследованной' информационной системы, отражающих характеристики всех компонентов системы, приводит к невозможности использования результатов и спецификаций, полученных на начальных этапах реинжиниринга для проектирования и реализации модернизированной ИС.
Отсутствие комплексных методик построения представлений унаследованной информационной системы приводит к увеличению сложности, трудоемкости и сроков выполнения работ на всех этапах реинжиниринга унаследованной ИС и не гарантирует достижение целей и решение задач реинжиниринга.
Недостаточность автоматизированных средств построения представлений унаследованной ИС не позволяет ускорить и сократить трудоемкость работ, выполняемых в процессе реинжиниринга, начиная с начальных этапов и заканчивая реализацией и внедрением модернизированной ИС.
Перечисленные факторы определяют актуальные направления исследований в области реинжиниринга унаследованных ИС;
1. Формализация процесса анализа состояния унаследованной ИС на основе количественных показателей, позволяющих выявить недостатки системы, определить направления реинжиниринга и оценить его результаты.
Формальное описание процесса построения представлений унаследованной ИС на основе системного подхода с применением современных объектно-ориентированных технологий и средств автоматизации.
Разработка методов и средств автоматизации работ, выполняемых в процессе реинжиниринга, в частности, на этапе построения представлений унаследованной ИС.
Цель работы. Разработка методологической базы и автоматизированных средств построения представлений унаследованной ИС в процессе реинжиниринга. Основные задачи исследования.
Формирование системы количественных интегрированных и частных показателей и метрик для оценки состояния унаследованной ИС и функционирующих в ней аппаратно-программных компонентов.
Определение состава и формальное описание представлений унаследованной ИС, содержащих данные для оценки ее состояния, а также являющихся начальными спецификациями для проектирования и реализации модернизированной системы.
Разработка методики построения представлений унаследованной ИС, учитывающей характеристики всех ее компонентов в контексте функционирующих и будущих программных приложений, и обеспечивающей создание спецификаций системы, используемых на следующих этапах реинжиниринга.
Разработка архитектуры и ядра программного комплекса построения представлений ИС, поддерживающего автоматизированный анализ прикладных приложений, расчет метрик состояния системы и определение направлений реинжиниринга системы по заданным критериям.
Предмет исследования. Предметом исследования является технология реинжиниринга информационных систем, в частности, его начальный этап -построение представлений унаследованной ИС.
Объект исследования. Объектами исследования являются технологии, методы и средства построения представлений унаследованной ИС, применяемые в процессе реинжиниринга информационных систем.
Методы исследования. Решение задач исследования осуществляется с
использованием методов проектирования программного обеспечения, теории множеств, теории надежности, векторной алгебры, методов построения трансляторов и компиляторов программ, технологий программирования.
Научная новизна работы состоит в том, что предложен новый подход к решению проблем реинжиниринга ИС, основанный на формализации процесса построения представлений унаследованной ИС, использовании показателей добротности системы для характеристики ее состояния, определения направлений и оценки результатов реинжиниринга, а также применении объектно-ориентированного подхода к описанию ИС на основе представлений, полученных с помощью автоматизированных средств сбора и обработки данных о компонентах ИС.
Практическая ценность и значимость результатов работы заключается в том, что предложена формализованная методика построения представлений унаследованной ИС в процессе реинжиниринга, которая поддерживается средствами автоматизации, включая готовые аппаратно-программные решения и специально разработанные программные средства сбора, обработки и отображения данных об унаследованной ИС. Полученные в работе результаты могут найти широкое практическое применение при реализации проектов по аудиту и модернизации ИС, а также на этапах жизненного цикла программного обеспечения в процессе тестирования, отладки и сопровождения.
Достоверность. При построении системы показателей добротности ИС использованы современные концепции представления архитектуры и подходы к реинжинирингу информационных систем. Полученные показатели и формулы их расчета не противоречат положениям российских стандартов и стандартов международных организаций в области разработки и сопровождения ИС. Предложенная методика построения представлений унаследованной ИС, методы расчета добротности ИС, а также средства автоматизации были экспериментально проверены при модернизации государственных автоматизированных систем различного типа.
Апробация работы. Основные положення работы докладывались на следующих конференциях:
Седьмая международная конференция "Современные технологии обучения "СТО-200Г, Санкт-Петербург, 2001.
Всероссийская научно-практическая конференция "Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров", Пенза, 2002.
Десятая международная научно-методическая конференция «Высокие интеллектуальные технологии образования и науки», Санкт-Петербург, 2003.
Межвузовский конкур с-конференция студентов и молодых ученых Северо-Запада «Технология Microsoft в теории и практике программирования», Санкт-Петербург, 2004.
Предложенные методы и средства использовались в следующих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах:
Научно-исследовательская работа «Информационное обследование и разработка системотехнического облика автоматизированной подсистемы таможенных органов регионального уровня» (шифр «ПОИСК-99»), выполненная для Государственного таможенного комитета Российской Федерации в 1999-2002 годах.
Опытно-конструкторская работа «Разработка подсистемы обеспечения эксплуатации и сервисного обслуживания Государственной автоматизированной системы «Выборы», выполненная для Федерального центра информатизации при Центральной избирательной комиссии Российской Федерации в 2002-2003 годах.
Научно-исследовательская работа «Проведение диагностического обследования системы информационного обеспечения деятельности Счетной палаты Российской Федерации в целях разработки концепции и программы развития информационно-телекоммуникационной системы Счетной палаты Российской Федерации «Контроль» и разработки технических предложений по ее реализации», выполненная для Счетной палаты Российской Федерации в 2003 году.
Опытно-конструкторская работа «Комплекс работ по составной части опытно-конструкторской работы «Меркурий» по теме: «Создание автоматизированной системы управления Космическими войсками», выполненная для Министерства обороны Российской Федерации в 2003 году.
Материалы работы использовались в образовательном проекте «Учебно-
научный центр университета информатики, электроники и управления» регистрационный номер АО 1500150 Федеральной целевой программы (ФЦП) «Интеграция»: «Интегрированная система подготовки кадров и фундаментальных научных исследований в области информатики» (Регистрационный номер 142, книга 2) в 2001 году. Материалы работы и разработанный прототип автоматизированного средства анализа программных приложений использовались, соответственно, при чтении лекций и в курсовом проектировании курса «Объектно-ориентированные технологии разработки программного обеспечения» для направления 552800 - Информатика и вычислительная техника и специальности 2204 - Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем.
Публикации. По теме диссертации и опубликовано 9 печатных работ, из них: 4 статьи и тезисы к 4 докладам на международных и всероссийских научно-технических конференциях, издано 1 учебное пособие.
Обзор технологам реинжиниринга ш стандартов опенка качества информационных систем
/./ Классический и ртажанирингоёый подходы к рпзработке щавиной системы
В классической постановке решение задачи разработки ИС„ или ее инжиниринг, представляет собой спиральный цикл, основанный на итеративном чередовании эталон анализа, проектирования и реализации (Рисунок 1. Ї). Инжиниринг предполагает построение моделей МО, которые отражают различные взгляды на нее и служат основой для реализации и сопровождения. Система создается как последовательность законченных версий (очередей), каждая из которых все более полно отвечает предъявляемым к ней требованиям.
лассическим
Реинжиниринговый
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ИРОЕЖТНРОЯАННБ
w«p«»«b««e№
щгедрЕник
РЕАЛИЗАЦИЯ
ВНВДПШНК
Рисунок і. 1 Классический: в реинжиниринговый процессы разработки информационной
C-ЙСТЄМЬї
В реальной жизни разработка ИС редко начинается "с нуля". Обычно она имеет некоторую предысторию в виде совокупности аппаратно-программных компонентов, реализующих - частично или полностью - требования к системе. аш примером таких систем являются унаследованные информационные
системы [10-12,14,15, 52] - это системы, по тем или иным причинам переставшие удовлетворять изменившимся потребностям применения, которые продолжают использоваться ввиду больших затруднений, возникающих при попытке их замены. Сопровождение таких систем стоит дорого, поэтому требуется технология поэтапной их модернизации. Разработка новых ИС на основе ранее созданных и внедренных аппаратно-программных компонентов базируется на технологии реинжиниринга информационных систем. Основное различие между проектированием и реализацией ИС в процессе реинжиниринга и в классическом подходе к разработке новой ИС связано со стартовой точкой начала работы. При реинжиниринге вместо написания системной спецификации "с нуля" используются представления унаследованной ИС, а компоненты унаследованной ИС служат основой для разработки новой системы.
Термин «реинжиниринг» рассматривается в большом количестве работ [16-27]. В данной работе под реинжинирингом унаследованной информационной системы понимается процесс ее модернизации с целью улучшения характеристик системы, поддерживаемой ею функциональности, понижения трудоемкости и стоимости ее сопровождения, вероятности возникновения значимых для заказчика рисков, уменьшения сроков работ по реализации и внедрению новой версии системы.
Необходимость реинжиниринга ИС возникает в следующих случаях:
Невыполнение информационной системой требований, которые предъявлялись к ней на момент создания. Такая ситуация может возникнуть, например, в результате изменения условий функционирования системы: увеличение количества пользователей, накопления большого объема исторических и оперативных данных, устаревания оборудования и/или общего программного обеспечения, увеличения затрат на сопровождение и др.
Изменение требований к ИС в процессе ее использования. Изменения могут касаться как функциональных (расширение функциональных задач и бизнес процессов организации, появление новых типов пользователей, расширение состава обрабатываемой информации и др.), так и нефункциональных требований (устойчивость, надежность, безопасность, время реакции и др.).
3. Переход на новые информационные технологии и аппаратно-
программные средства, вызванный моральным устареванием используемого
общесистемного обеспечения.
4. Плановый пересмотр состояния и модернизация ИС.
Главными целями реинжиниринга ИС являются:
Упрощение процесса модернизации унаследованной ИС за счет повторного использования проверенных решений и компонентов.
Создание архитектуры модернизированной ИС, обеспечивающей достижение новых целей и удовлетворение требований.
Добавление или получение нового качества в каждом компоненте в отдельности и, в конечном итоге, на выходе всей ИС в целом, с переходом на новые (современные) информационные технологии.
Оптимизация существующей ИС для достижения максимальной гибкости, настраиваемости и эффективности.
В результате реинжиниринга, ИС должна быть построена так, чтобы произвольные ее составляющие могли быть реконструированы и повторно использованы в будущем при сохранении целостности системы.
Основными задачами реинжиниринга ИС являются:
Восстановление представлений существующей ИС в различных формах, сбор данных о текущем состоянии системы и характеристиках ее функционирования.
Определение направлений развития и модернизации существующей ИС.
Реструктуризация ИС, модернизация архитектуры ИС, реализация и внедрение новых аппаратно-программных компонентов.
Сокращение затрат на сопровождение ИС и повышение эффективности ее работы за счет перехода на современные информационные технологии и аппаратно-программные платформы.
В настоящее время существует несколько моделей жизненного цикла ИС, включающего реинжиниринг [17,21,23,28-30]. Различия предлагаемых моделей заключаются в наборе и последовательности выполнения этапов реинжиниринга. В общем случае, проект по реинжинирингу ИС состоит из следующих основных
этапов (Рисунок 1.2):
Построение представлений унаследованной ИС.
Проектирование (прямой инжиниринг) модернизированной ИС.
Реализация модернизированной ИС.
Внедрение модернизированной ИС.
Унаследованная , „ ИС
Представления
модернизированной
Построение
представлений
унаследованной ИС
Проектирование
модернизированной
Реализация
модернизированной
Представления
унаследованной
Аппаратно-программные комплексы модернизированной ИС
Модернизированная ИС
Внедрение
модернизированной
Рисунок 1.2. Этапы проекта по реинжинирингу информационной системы
Начальной стадией процесса реинжиниринга унаследованной ИС является построение ее представлений, которые разделяются на два основных вида:
1. Формальные модели - совокупность формализованных взаимосвязанных данных с определенными диапазонами значений, отражающих характеристики компонентов ИС, которые могут быть представлены в графическом, текстовом или табличном виде. Данные формальных моделей могут быть получены автоматизированными средствами.
2. Структурированные текстовые документы - набор описаний компонентов ИС, представленных в виде структурированного текста или таблицы. Структурированные текстовые документы создаются вручную на основе опросов пользователей и экспертных оценок.
Главная цель построения представлений унаследованной ИС - получение совокупности данных о системе, представленных в различных формах. Полученные данные используются для оценки состояния системы и принятия решений на этапах проектирования и реализации модернизированной ИС о работах, которые необходимо провести в процессе реинжиниринга. Для построения представлений унаследованной ИС используются различные методы сбора информации о структуре системы и характеристиках ее функционирования. Источниками данных для построения представлений унаследованной ИС являются:
предварительные технические требования к ИС и цели ее развития;
результаты анкетирования, опроса и интервьюирования пользователей ИС;
доступная проектная и эксплуатационная документация;
статистика работы ИС;
исходный код и варианты выполнения (тестовые наборы) программных комплексов, функционирующих в ИС;
документы, регламентирующие деятельность организации, описания бизнес процессов организации.
В процессе построения представлений воспроизводится вся информация, необходимая для понимания того, что делает ИС, как она делает это, почему она делает так, а не иначе, и т.д. Этап построения представлений является наиболее трудоемким и важным, так как ошибки, допущенные на нем, могут привести к срыву сроков, не достижению целей и не выполнению задач реинжиниринга ИС. Форма представлений ИС должна быть максимально приближена к спецификациям, используемым в процессе проектирования и реализации модернизированной ИС. Такой подход обеспечивает возможность использования данных, полученных на начальной стадии проекта по реинжинирингу, на последующих этапах без существенной переработки, а также позволяет уменьшить
трудоемкость и сократить время реинжиниринга в целом.
При проектировании и реализации модернизированной ИС используются
методы и средства, принятые в индустрии разработки ИС. В настоящее время
наиболее полным описанием процесса проектирования и реализации ИС, является
Rational Unified Process (RUP) компании Rational
Software [31,47,83]. Уникальность данного процесса заключается в том, что это стандартизованный процесс разработки программного обеспечения, используемый многими крупными компаниями по всему миру. В качестве графической нотации в RUP используется Unified Modeling Language (UML), являющийся стандартом для представления объектных моделей [32,48,57,68]. В UML представления ИС отображаются в виде диаграмм, описывающих структуру ИС и ее поведение. Поэтому результаты обследования существующей ИС целесообразно также представлять в виде моделей UML.
1.2 Преимущества реинжиниринговой технологии
По сравнению с более радикальными подходами к модернизации ИС реинжиниринг имеет несколько основных преимуществ:
Снижение рисков. При создании новой ИС «с нуля» существуют большие риски — высока вероятность ошибок в системной спецификации и возникновения проблем во время разработки системы. Реинжиниринг снижает эти риски [ 14,16,17,24].
Сниоісение затрат. Себестоимость реинжиниринга значительно ниже, чем разработка новой ИС. В [53] приводится пример системы эксплуатируемой в коммерческой структуре, повторная разработка которой оценивалась в 50 млн. долларов. Для этой системы был успешно выполнен реинжиниринг стоимостью всего 12 млн. долларов. Приведенные цифры типичны: считается, что реинжиниринг в четыре раза дешевле, чем повторная разработка системы. Стоимость реинжиниринга обычно определяется объемом выполненных работ.
Снижение временных затрат на адаптацию к изменениям.
Использование в модернизированной системе компонентов унаследованной ИС облегчает процесс перехода на новые аппаратно-программные комплексы, обучения и адаптации пользователей. При этом возможен один из следующих сценариев (сценарии перечислены в порядке увеличения временных затрат на адаптацию) [119]:
приспособление ИС к новым бизнес процессам путем изменений средствами обычного сопровождения ИС (настройка унаследованной ИС под новые бизнес процессы и требования);
реинжиниринг ИС с модификацией существующих компонентов;
реинжиниринг ИС с добавлением новых компонентов и/или изменением архитектуры системы;
разработка или приобретение новых аппаратно-программных комплексов и их интеграция с существующей системой.
4. Поддержка инструментальными средствами. Современные CASE-средства поддерживают как процесс инжиниринга программного обеспечения, так и процесс автоматизированного реинжиниринга на основе кругового принципа, согласно которому не только изменения в проектных моделях отражаются в программной реализации, но и наоборот [36,40].
1.3 Проблемы реинжиниринга информационных систем
Исследование проблем реинжиниринговой технологии разработки ИС выполнено в большом количестве работ [9,13,16-19,21-23,28,30,34-47,49,50-52]. Проблемы реинжиниринга связаны, прежде всего, с построением представлений унаследованной информационной системы. Основными проблемами являются:
1. Сложность решаемых задач. Реинжиниринг ИС является очень объемной и сложной задачей. Это вызвано тем, что сама ИС представляет собой единый комплекс тесно связанных и взаимодействующих разноплановых аппаратно-программных компонентов, а причины неэффективной работы системы зачастую неясны и требуют глубокого анализа. Актуальной представляется задача автоматизации работ, выполняемых в процессе реинжиниринга, начиная с
начальных этапов и заканчивая реализацией и внедрением модернизированной ИС.
Недостаточность формализованных обобщенных и частных показателей состояния ИС и методов их расчета. Для принятия решений о направлениях реинжиниринга ИС и определения перечня работ на этапах проектирования и реализации модернизированной системы, необходимы показатели состояния системы в целом и отдельных ее компонентов. Необходим интегрированный показатель ИС, учитывающий характеристики компонентов каждого уровня ИС, позволяющий определить состояние ИС, выявить ее недостатки, оценить результаты реинжиниринга.
Отсутствие формального описания представлений унаследованной информационной системы. Одним из факторов, сдерживающих развитие реинжиниринговой технологии, является отсутствие перечня и формального описания представлений ИС, которые должны быть построены в процессе реинжиниринга. В частности, отсутствует модель программного приложения, что не позволяет автоматизировать процесс сбора данных и построения представления программных комплексов.
В настоящее время существуют спецификации, позволяющие описать компоненты ИС [55,56,48,57]. Однако данные спецификации являются лишь инструментом и предоставляемые ими возможности не позволяют представить все аспекты и характеристики ИС, необходимые для выполнения реинжиниринга.
Актуальной является задача разработки формальных описаний представлений унаследованной ИС, которые должны отражать характеристики всех компонентов системы, содержать исходные данные для расчета показателей ее состояния и являться начальными спецификациями для разработки модернизированной ИС.
4. Отсутствие комплексных методик построения представлений
унаследованной информационной системы. От степени формализации процесса
построения представлений ИС во многом зависит эффективность и
технологичность всех дальнейших этапов реинжиниринга. В большинстве случаев
процесс построения представлений унаследованной ИС затягивается по времени,
либо сводится к "искусству ради искусства", не давая никаких реальных
результатов для дальнейших этапов реинжиниринга [54]. Чтобы избежать этого, необходимо четко сформулировать ответы на следующие вопросы:
какие данные необходимо собрать в процессе обследования;
как их получить;
в какой форме их представить и документировать;
как и для чего их использовать на следующих этапах реинжиниринга. Полная и достоверная информация о существующей ИС уже сама по себе
является весомым результатом, не говоря уже о том, что без адекватного описания унаследованной ИС невозможно провести ее реинжиниринг.
Основной задачей при проведении реинжиниринга является определение направлений изменения ИС, выявление тех компонентов, которые нуждаются в модификации. Для этого необходимо провести глубокий и всесторонний анализ ИС, охватывающий все аспекты ее организации и работы от оценки степени выполнения системой функциональных требований, до автоматизированного анализа работы приложений и характеристик функционирования аппаратного обеспечения. В настоящее время существует большое количество методик описания информационных систем на этапе их проектирования (например, SADT (Structured Analysis and Design Technique), DFD (Data Flow Diagrams), ERD (Entity-Relationship Diagrams)), но ни одна из них не подходит для анализа уже существующей системы.
5. Недостаточность автоматизированных средств построения представлений унаследованной информационной системы. Наличие только формализованной методики построения представлений унаследованной ИС недостаточно. Необходимы инструментальные средства, позволяющие максимально ускорить и сократить трудоемкость процесса построения представлений за счет автоматизации процессов сбора и анализа данных.
Для описания функциональных требований к ИС (первый уровень пятиуровневого представления) и взаимодействий между ее компонентами (уровень интеграции) используются современные средства проектирования и разработки программного обеспечения, поддерживающие процесс построения моделей ИС. Примерами таких средств являются BPWin компании Computer
Associates [126], Rational Rose компании Rational Software Corporation и Together компании Object International [67,68].
Описание структуры базы данных и составление номенклатуры объектов хранения (уровень информационного обеспечения) выполняется с использованием, например, инструментального средства ERWin компании Computer Associates, которое позволяет по имеющейся базе данных восстановить ее физическую модель и составить различные отчеты по ней.
Автоматизированный анализ общесистемного аппаратного и программного обеспечения выполняется с использованием систем управления вычислительными ресурсами, которые с помощью устанавливаемых на компонентах инфраструктуры агентов производят инвентаризацию, сбор и анализ характеристик функционирования оборудования и программного обеспечения ИС. Примерами таких систем управления являются семейство продуктов Unicenter TND компании Computer Associates, а также система управления Open View компании Hewlett Packard.
Сдерживающим фактором развития технологии реинжиниринга является практическое отсутствие эффективных средств автоматизированного анализа и построения представлений программных приложений. Миллионы строк программного кода, отсутствие спецификаций решаемых задач и комментариев, неструктурированность программ, вызванная как особенностями языка программирования, так и многочисленными поправками к исходному коду программистов сопровождения, множество разнородных компонентов и неявных связей между ними - всё это приводит к неоправданно высоким затратам времени на понимание структуры, алгоритмов и внутренних связей приложения. Процесс понимания программы определяется как построение высокоуровневых моделей приложения и расчета его метрик, на основе относительно низкоуровневых знаний о программе, например таких, как исходный код программы и варианты ее выполнения. Современные CASE-средства, поддерживающие разработку программного обеспечения, не могут быть использованы в полной мере для представления представлений приложения, так как в них отсутствуют средства динамического анализа программ во время выполнения. Отладчики и профайлеры,
позволяют получить некоторые динамические характеристики работы приложения. Однако, применение их возможно только для отдельного запуска программы и отсутствуют средства получения визуальных статических и динамических представлений системы на различных уровнях абстракции.
Известны ряд проектов, предназначенных для получения отдельных представлений программы на основе динамической информации. Информацию о них можно получить в [69-74]. Специфика средств, разрабатываемых в рамках этих проектов, заключается в том, что все они предназначены для решения узкой специализированной задачи (например, получение диаграммы состояний объектов в процессе выполнения программы, обнаружение аномалий потоков данных и др.) и не позволяют получить полной информации о структуре и поведении приложения.
Актуальной представляется задача разработки средств автоматизированного сбора и комплексного анализа данных о структуре и работе программных приложений. Такие средства должны обеспечивать прозрачную и эффективную технологию сбора статической и динамической информации об исследуемой программе, сохранение и сопоставление результатов анализа между различными запусками приложения, предоставлять возможность получения представлений об анализируемой программе без повторных запусков, включать в себя средства диагностирования и выявления аномалий в организации и работе приложений.
1.4 Анализ показателей оценки качества информационных систем
В процессе эксплуатации и сопровождения информационной системы, а также на начальной стадии ее реинжиниринга, возникает необходимость оценки качества (состояния) системы. Актуальность и практическая значимость этой задачи подтверждается тем, что к настоящему времени появилось большое число российских компаний, основным видом деятельности которых является аудит информационных систем. К таким кампаниям относятся: «Сибинтек», «IBS», «АйТи», «ЛАНИТ», «Инфосистемы Jet», «Открытые технологии», «Etops consulting», «AIM», «Современные бизнес-технологии», «Эн Ви Консалтинг» и др.
На российском рынке представлены также компании крупные зарубежные компании; «PricewaterhouseCoopers», «Ernst & Young», «Deloitte& Touche Tohmatsu», «KPMG», «Arhtur Andersen Worldwide».
Одной из важнейших проблем аудита ИС является формализация показателей качества и методологии их расчета, на основе которых должна быть получена оценка состояния ИС в целом и отдельных ее компонентов, В настоящее время существуют различные стандарты оценки качества ИС и процесса ее разработки, включая [19,46,54,61,65,75,77,78,84,86,99,114,115,117,118,127-129]:
российские стандарты ГОСТы серии З4.ххх, «ГОСТ РВ Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Типовые требования и показатели качества функционирования ИС. Общие положения» и принятые Госстандартом международные стандарты ГОСТ Р ИСО 9001 -96, ГОСТ Р ИСО 9002-96, ГОСТ Р ИСО 9003-96;
технические стандарты различных международных организаций, например ISO, EDIFACT и др.;
Кодексы и стандарты управления и аудита, выпущенные Советом Европы, Организацией Экономического Сотрудничества и Развития, ISACA и др.;
критерии оценки ИС и процессов: ITSEC, TCSEC, ISO 9000, ISO 9126, SPICE, TickIT и др.;
специализированные требования промышленности, например: требования банковского сектора, электронной торговли и производства ИС и др.
Современные стандарты определяют совокупность черт и характеристик, которые влияют на способность ИС удовлетворять заданные потребности пользователей, основными из которых являются [128,129].
функциональность - это способность ИС выполнять набор функций, удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей;
надежность - это способность ИС безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с достаточно большой вероятностью;
удобство - это характеристики ИС, которые позволяют минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, применению ИС и оценке
полученных результатов, а также вызывать положительные эмоции определенного или подразумеваемого пользователя;
эффективность - это отношение уровня услуг, предоставляемых ИС пользователю при заданных условиях, к объему используемых ресурсов;
сопровождаемое^ - это характеристики ИС, позволяющие минимизировать усилия по внесению изменений для устранения ошибок и для модификации в соответствии с изменяющимися потребностями пользователей;
переносимость - это способность ИС быть перенесенным из одной среды в другую, в частности, с одной аппаратной архитектуры на другую;
Анализ существующих стандартов и показателей оценки качества ИС выявил проблемы, препятствующие эффективному их применению на практике для оценки состояния унаследованной ИС в процессе реинжиниринга, основными из которых являются:
1, Функциональная направленность и специфическая область применения
стандартов, отсутствие комплексного показателя качества (состояния)
информационной системы. Современные стандарты в области качества
ориентированы на описание и анализ состояния какой-либо одной составляющей
ИС. Разработаны стандарты и методики оценки качества программного
обеспечения, существуют также методологии сбора и анализа характеристик
функционирования вычислительной сети, критерии оценки уровня
информационной безопасности ИС и т.д. Стандарты, ориентированные на анализ
ИС, не определяют комплексного показателя, позволяющего, с одной стороны,
оценить качество ИС в целом, а, с другой стороны, характеризующего качество
отдельных компонентов ИС. Без дополнительной доработки и адаптации
существующие стандарты не могут быть использованы для оценки состояния
унаследованной ИС в процессе реинжиниринга.
2. Качественный характер показателей состояния компонентов ИС,
отсутствие формальных метрик и методик их расчета. В российских и
международных стандартах, определяется перечень характеристик и требований к
ИС. Однако они обычно носят общий качественный характер. Например,
международный стандарт ISO 9126:1991 [129] определяет универсальный для
любого класса программного обеспечения набор факторов качества. Однако набор дополнительных характеристик более низкого уровня иерархии в стандарте не конкретизирован в силу их зависимости от специфики конкретного класса программного обеспечения. Поэтому специалисты в области качества, отмечая, что «строгое формализованное решение этих задач в большинстве случаев невозможно» [127], рекомендуют, ориентируясь на номенклатуру характеристик качества общепринятых стандартов, детализировать и уточнять их, определяя при этом метрики, диапазоны их значений и способы оценки или измерения [131,132]. Отсутствие количественных показателей качества ИС не позволяет сравнить состояние унаследованной ИС и состояние ИС после реинжиниринга, а, следовательно, отсутствует формальный способ оценки результатов реинжиниринга
3. Несоответствие существующих показателей качества целям реинжиниринга. Одной из основных задач реинжиниринга унаследованной ИС является пересмотр и модернизация компонентов архитектуры системы. Показатели качества ИС, используемые в реинжиниринге, должны характеризовать состояние компонентов архитектуры ИС и иметь однозначное с ними соответствие. Предлагаемые в существующих стандартах характеристики ИС никак не связаны с элементами ее архитектуры. Установка соответствия между показателями качества ИС и элементами ее архитектуры возлагается на экспертов и аудиторов.
Перечисленные недостатки приводят к тому, что различными организациями ведутся разработки новых показателей и методик оценки качества ИС, уточняющих и конкретизирующих общие стандарты. Наибольший международный авторитет в области разработки стандартов оценки качества ИС имеет Ассоциация Аудита и Контроля Информационных Систем - ISACA, разработавшая и продвигающая открытые стандарты СОВІТ. COBIT - Контрольные ОБъекты для Информационной и смежных Технологий - масштабная научно-исследовательская работа, результаты которой опубликованы Фондом Аудита и Контроля Информационных Систем (ISACF) [130]. Цели создания COBIT - разработать согласованный набор международных стандартов для управления, контроля и аудита ИС, которые могут быть применены для ИС масштаба предприятия: от
уровня локальных вычислительных сетей до крупных распределенных вычислительных комплексов. Структурно, COBIT состоит из пяти книг, охватывающих вопросы управления, сопровождения и оценки ИС. В настоящее время стандарт COBIT создается ISACF, но продвигается и поддерживается ассоциацией ISACA, переживая свое третье издание.
Информационные ресурсы в COBIT описаны пятью составляющими:
Данные — объекты в широком смысле (то есть внутренние и внешние), структурированные и неструктурированные, а также графика, звук и др.
Приложения — совокупность автоматизированных и выполняемых вручную процедур.
Технология — аппаратное обеспечение, программное обеспечение, операционные системы, системы управления базами данных, сетью и мультимедиа.
Оборудование — все ресурсы, создающие и поддерживающие информационные технологии.
Люди — персонал, его навыки; умение планировать и организовывать, комплектовать, обслуживать и контролировать информационные системы и услуги.
Информационные ресурсы в COBIT описываются с использованием следующих качественных показателей:
Эффективность — актуальность информации, соответствующего бизнес-процесса, гарантия своевременного и регулярного получения правильной информации.
Продуктивность — обеспечение доступности информации с помощью оптимального (наиболее продуктивного и экономичного) использования ресурсов.
Конфиденциальность — обеспечение защиты информации от неавторизованного ознакомления.
Целостность — точность, полнота и достоверность информации в соответствии с требованиями бизнеса.
Пригодность — предоставление информации по требованию бизнес-процессов.
Согласованность — соответствие законам, правилам и договорным
обязательствам.
7. Надежность — доступ руководства организации к соответствующей информации для текущей деятельности, для создания финансовых отчетов и оценки степени соответствия.
При этом стандарт COBIT не определяет формальных правил расчета характеристик информационных ресурсов, а каждый предложенный показатель применим для оценки качества только части информационных ресурсов. Результатом применения стандарта COBIT для оценки качества ИС является текстовое описание компонентов ИС с отметками их соответствия перечисленным характеристикам. Все характеристики являются качественными, результаты анализа ИС носят экспертный характер и определяются на основе заключений пользователей ИС. Стандарт COBIT охватывает не только процессы аудита ИС, но также и вопросы управления и сопровождения ИС. Поэтому максимальная эффективность применения COBIT достигается только в том случае, если все процессы, связанные с информационными ресурсами организации, поддерживают стандарт COBIT.
Применение стандарта COBIT в реинжиниринге ИС нецелесообразно, так как он не предлагает интегрированного показатели качества ИС, не позволяет оценить состояние унаследованной ИС и ее компонентов, выявить недостатки существующей системы, определить направления реинжиниринга и оценить результаты его реализации.
Попытка определения обобщенного показатели качества, на примере программного обеспечения, выполнена в работах [62-64]. В них автор предлагает понятие «добротность программного обеспечения», под которым понимает, что «программа разумно, рационально реализована, с достаточно продуманной организацией потоков управления и информационных потоков, не слишком переусложнена». Автор предлагает также группы критериев, с помощью которых можно оценить добротность программы:
количественные - критерии оценки сложности исходного кода;
генетические - критерии оценки качества технологии и процесса разработки программы;
структурные - критерии качества организации потоков управления программы;
прагматические - критерии, позволяющие оценить, насколько программа реализует цели, для которых она создавалась.
Таким образом, каждая группа предложенных критериев добротности связана с определенным аспектом программы. Однако эти критерии являются специфическими для программного обеспечения и не могут быть применены для оценки состояния всех компонентов информационной системы.
Целесообразно обобщить понятие «добротность» и определить перечень и формулы расчеты формальных показателей добротности компонентов архитектуры ИС, а также способ расчета добротности ИС в целом. Разработка таких показателей должна базироваться на комплексном подходе, ориентированном на цели реинжиниринга и охватывающем все аспекты ИС - от функциональных и технических требований, предъявляемых к ней, до аппаратно-программных комплексов, реализующих функции системы. Значения добротности ИС в целом и ее показателей должны использоваться для оценки состояния унаследованной ИС, определения направлений ее реинжиниринга и оценки результатов реинжиниринга.
1.5 Выводы
Наличие большого числа унаследованных ИС и быстрое развитие информационных технологий обуславливают актуальность реинжиниринга как основной технологии разработки и модернизации информационных систем.
Анализ существующих стандартов качества ИС, а также ведущихся в настоящее время разработок в области аудита ИС, показывает, что необходима система количественных показателей качества ИС. Такая система показателей должна базироваться на общепринятых стандартах качества ИС и комплексной модели ИС, отражающей все элементы ее архитектуры, позволять оценивать состояние унаследованной ИС в целом и отдельных ее компонентов. В качестве интегрированного показатели состояния ИС целесообразно использовать понятие «добротность информационной системы», определив перечень показателей
добротности компонентов ИС и формулы для их расчета.
Большая трудоемкость работ в процессе реинжиниринга приводит к необходимости применения средств автоматизации, в частности для построения представлений унаследованной ИС. Недостаточность существующих средств автоматизации не позволяет сократить время выполнения реинжиниринга, а также обеспечить преемственность и использование результатов, полученных на начальной стадии реинжиниринга, на этапах проектирования и реализации модернизированной системы.
Важность этапа построения представлений и проблемы реинжиниринговой технологии и определяют актуальные направления исследований:
разработка и описание алгоритмов расчета показателей унаследованной информационной системы, позволяющих охарактеризовать состояние всех уровней системы, определить направления и оценить результаты ее реинжиниринга;
формализация процесса построения представлений унаследованной информационной системы на основе комплексного системного подхода с применением современных объектно-ориентированных технологий и средств автоматизации;
разработка средства автоматизации работ, выполняемых в процессе реинжиниринга на этапе построения представлений унаследованной информационной системы
Следующие главы посвящены описанию разработанных методов и средств решения задач в рамках перечисленных направлений.
Проблемы реинжиниринга информационных систем
Исследование проблем реинжиниринговой технологии разработки ИС выполнено в большом количестве работ [9,13,16-19,21-23,28,30,34-47,49,50-52]. Проблемы реинжиниринга связаны, прежде всего, с построением представлений унаследованной информационной системы. Основными проблемами являются:
Сложность решаемых задач. Реинжиниринг ИС является очень объемной и сложной задачей. Это вызвано тем, что сама ИС представляет собой единый комплекс тесно связанных и взаимодействующих разноплановых аппаратно-программных компонентов, а причины неэффективной работы системы зачастую неясны и требуют глубокого анализа. Актуальной представляется задача автоматизации работ, выполняемых в процессе реинжиниринга, начиная с начальных этапов и заканчивая реализацией и внедрением модернизированной ИС. 2. Недостаточность формализованных обобщенных и частных показателей состояния ИС и методов их расчета. Для принятия решений о направлениях реинжиниринга ИС и определения перечня работ на этапах проектирования и реализации модернизированной системы, необходимы показатели состояния системы в целом и отдельных ее компонентов. Необходим интегрированный показатель ИС, учитывающий характеристики компонентов каждого уровня ИС, позволяющий определить состояние ИС, выявить ее недостатки, оценить результаты реинжиниринга. 3. Отсутствие формального описания представлений унаследованной информационной системы. Одним из факторов, сдерживающих развитие реинжиниринговой технологии, является отсутствие перечня и формального описания представлений ИС, которые должны быть построены в процессе реинжиниринга.
В частности, отсутствует модель программного приложения, что не позволяет автоматизировать процесс сбора данных и построения представления программных комплексов. В настоящее время существуют спецификации, позволяющие описать компоненты ИС [55,56,48,57]. Однако данные спецификации являются лишь инструментом и предоставляемые ими возможности не позволяют представить все аспекты и характеристики ИС, необходимые для выполнения реинжиниринга. Актуальной является задача разработки формальных описаний представлений унаследованной ИС, которые должны отражать характеристики всех компонентов системы, содержать исходные данные для расчета показателей ее состояния и являться начальными спецификациями для разработки модернизированной ИС. 4. Отсутствие комплексных методик построения представлений унаследованной информационной системы. От степени формализации процесса построения представлений ИС во многом зависит эффективность и технологичность всех дальнейших этапов реинжиниринга. В большинстве случаев процесс построения представлений унаследованной ИС затягивается по времени, либо сводится к "искусству ради искусства", не давая никаких реальных результатов для дальнейших этапов реинжиниринга [54]. Чтобы избежать этого, необходимо четко сформулировать ответы на следующие вопросы: - какие данные необходимо собрать в процессе обследования; - как их получить; - в какой форме их представить и документировать; - как и для чего их использовать на следующих этапах реинжиниринга. Полная и достоверная информация о существующей ИС уже сама по себе является весомым результатом, не говоря уже о том, что без адекватного описания унаследованной ИС невозможно провести ее реинжиниринг.
Основной задачей при проведении реинжиниринга является определение направлений изменения ИС, выявление тех компонентов, которые нуждаются в модификации. Для этого необходимо провести глубокий и всесторонний анализ ИС, охватывающий все аспекты ее организации и работы от оценки степени выполнения системой функциональных требований, до автоматизированного анализа работы приложений и характеристик функционирования аппаратного обеспечения. В настоящее время существует большое количество методик описания информационных систем на этапе их проектирования (например, SADT (Structured Analysis and Design Technique), DFD (Data Flow Diagrams), ERD (Entity-Relationship Diagrams)), но ни одна из них не подходит для анализа уже существующей системы.
Недостаточность автоматизированных средств построения представлений унаследованной информационной системы. Наличие только формализованной методики построения представлений унаследованной ИС недостаточно. Необходимы инструментальные средства, позволяющие максимально ускорить и сократить трудоемкость процесса построения представлений за счет автоматизации процессов сбора и анализа данных.
Для описания функциональных требований к ИС (первый уровень пятиуровневого представления) и взаимодействий между ее компонентами (уровень интеграции) используются современные средства проектирования и разработки программного обеспечения, поддерживающие процесс построения моделей ИС. Примерами таких средств являются BPWin компании Computer Associates [126], Rational Rose компании Rational Software Corporation и Together компании Object International [67,68].
Расчет добротности информационного обеспечения
Необходимость автоматизированного обмена между программными комплексами определяется функциональными задачами, выполнение которых они автоматизируют. Если одна функциональная задача использует результаты выполнения другой функциональной задачи, то между реализующими их программными комплексами должен быть автоматизированный обмен (интеграция).
Если значение интеграционной добротности, не равно максимальному значению 1, то в процессе реинжиниринга ИС необходимо разработать спецификацию и реализовать интерфейс внутреннего и/или внешнего взаимодействия между программными комплексами. Интерфейс взаимодействия включает в себя формальное описание передаваемых данных и описание регламента взаимодействия (технические средства, протоколы, интенсивность передачи).
2.2.4 Расчет добротности информационного обеспечения Современные корпоративные ИС характеризуются большими объемами разнородных данных, которые они получают, сохраняют, обрабатывают и вырабатывают. Автоматизация хранения данных осуществляется с использованием систем управления базами данных. Поэтому под информационным обеспечением ИС будем понимать совокупность баз данных ИС. Основными составляющими базы данных являются его структура и наполнение. Структура задает правила хранения элементов данных и взаимосвязи между ними. Наполнение базы данных влияет на функциональные возможности прикладных программных комплексов. Добротность информационного обеспечения ИС определяется качеством структуры и полнотой наполнения информационного обеспечения ИС.
Совершенствование структуры информационного обеспечения ИС обеспечивается путем ее нормализации [79]. Степень нормализации структуры базы данных выражается номером нормальной формы, которой она соответствует. Структура информационного обеспечения (базы данных), при которой исключаются аномалии дублирования, вставки, удаления данных и транзитивных зависимостей неключевых атрибутов от ключевых атрибутов, должна соответствовать третьей нормальной форме и выше [80].
Определение. Пусть / - информационная система, НФ(1) - номер нормальной формы, которой соответствует структура информационного обеспечения системы /. Показатель щ{1), вычисляемый по формуле будем называть нормалюованностъю информационного обеспечения ИС.
Показатель 77,(/) особенно эффективен для оценки качества структуры информационного обеспечения крупной ИС, в которой функционирует большое число программных комплексов, создаваемых различными разработчиками. Значение 7і(Л не равное 1, может быть следствием того, что отсутствует единая система ведения базы данных, учитывающая потребности всех программных комплексов, что в свою очередь, приводит к различным аномалиям работы с данными, которые усложняют процесс сопровождения и синхронизации данных, а также увеличивают затраты на поддержание их в актуальном состоянии.
Наполнение информационного обеспечения ИС включает в себя данные двух типов: нормативно-справочная информация и оперативные данные. Нормативно-справочная информация - это постоянно хранящиеся данные, обновление которых выполняется по регламенту, и которые представляют собой совокупность справочников, классификаторов, кодификаторов и др. Оперативные данные формируются внутри ИС, в результате ввода или обработки. Под объектом данных будем понимать логически объединенную совокупность данных, используемых или создаваемых в процессе решения функциональных задач. В качестве объектов данных могут рассматриваться справочники, документы, сущности предметной области, отчеты и др.
Определение, Полнотой информационного обеспечения информационной системы / будем называть показатель TJ2 (/), вычисляемый по формуле где / - общее число объектов данных (оперативных и НСИ), автоматизированное хранение которых должно быть реализовано в ИС; со(х,)- коэффициент автоматизации хранения объекта данных х,, который вычисляется по следующему правилу:
Частичная автоматизация хранения объекта данных означает, что в базе данных он присутствует, но не все необходимые атрибуты хранятся. Если не существует экспериментального способа определения точного значения коэффициента со{х-) для частично хранимого объекта данных, можно использовать среднее значение, равное 0,5, предполагая, что значение коэффициента автоматизации хранения объекта данных распределено по равномерному закону.
Требования к представлениям унаследованной информационной системы
Представления унаследованной информационной системы на каждом уровне должны удовлетворять следующим требованиям: 1. Полнота. Невозможно определить общий критерий полноты представления для всех случаев реинжиниринга. Поэтому необходимо установить нижний предел достаточности. В данной работе таким пределом является достаточность представлений для расчета показателей добротности соответствующего уровня информационной системы, а также построения спецификаций, необходимых на этапе проектирования модернизированной информационной системы. 2. Расширяемость. Представления должны допускать расширение сущностями и свойствами, например, специфичными для конкретной информационной системы, так как для каждой информационной системы могут быть определены специальные дополнительные показатели, влияющие на ее добротность и/или необходимые для ее модернизации. Реализуемость. Представления должны содержать только те данные, которые могут быть получены непосредственно от пользователей системы или путем анализа, вручную или автоматизированным способом, характеристик компонентов информационной системы, проектной или эксплутационной документации. 3.
Пригодность для реинжиниринга. Основное назначение представлений унаследованной информационной системы в процессе реинжиниринга -представление данных о системы, необходимых для расчета показателей добротности системы и ее модернизации. Представления должны содержать данные, отражающие требования к ИС, особенности структуры и характеристики функционирования отдельных компонентов системы. 4. Возможность автоматизированной обработки. Представления информационной системы должны допускать обработку данных различными автоматизированными инструментальными средствами. Представления должны быть построены таким образом, чтобы они обеспечивала достаточно простой и быстрый способ поиска и отбора данных. 5. Поддержка промышленных стандартов и средств. Представления информационной системы должна допускать взаимное конвертирование данных с промышленными стандартами моделирования (UML, ОМТ, DFD, IDEF, и др.) и средствами разработки (Rational Rose, Together и др.). Конвертирование может выполняться через такие промышленные форматы, как CDIF и XMI [55]. Каждый уровень ИС характеризуется совокупностью представлений двух видов: структурированные текстовые документы и формальные модели (Рисунок 3.1). Структурированные документы содержат данные для расчета показателей добротности ИС, а формальные модели являются начальными спецификациями этапов проектирования и реализации модернизированной ИС. Далее приводится формальное описание для каждого представления ИС. Примеры представлений приведены в Приложении 1. Функции автоматизированной системы описываются следующими представл е ниями: 1. Номенклатура пользователей информационной системы и внешних систем (таблица). 2. Паспорта функциональных задач (структурированный текст). 3. Модель вариантов использования информационной системы (диаграмма вариантов использования в нотации UML). Номенклатура пользователей ИС представляется таблицей со следующими столбцами: 1. Название типа пользователей или внешней системы. 2. Подразделение организации (для пользователей). 3.
Общее число пользователей данного типа (реальных и потенциальных). 4. Число пользователей, для которых в существующей ИС имеются автоматизированные рабочие места (для внешних систем указывается 1, если внешняя система подключена к ИС, О-в других случаях). Строки таблицы представляют типы пользователей ИС и названия внешних систем, а в ячейках содержатся их характеристики. Паспорт функциональной задачи имеет следующую структуру: 1. Название задачи. 2. Краткое описание задачи. 3. Перечень функций (действий), выполняемых при решении задачи. 4. Типы пользователей (внешних систем), связанные с выполнением задачи (из таблицы типов пользователей и внешних систем). 5. Тип задачи - внутренняя или взаимодействие с внешней системой. 6. Трудоемкость решения задачи без автоматизации. 7. Трудоемкость решения задачи после автоматизации (реальная, если задача автоматизирована или требуемая (прогнозируемая), если задача не автоматизирована).
Построение представлений уровня интеграции программных комплексов
В данном направлении производится описание взаимодействия программных комплексов внутри ИС (внутренняя интеграция) и с внешними автоматизированными системами (внешняя интеграция) (Рисунок 4.1).
Представлением внутренней интеграции программных комплексов является модель взаимодействия компонентов ИС, которой является диаграмма последовательности и/или сотрудничества в нотации UML. Исходными данными для построения модели взаимодействия являются Паспорта программных комплексов и Паспорта функциональных задач, в которых определяются входные и выходные данные для каждой задачи и автоматизирующего ее программного комплекса. Анализ этих данных позволяет выявить связи по данным между функциональными задачами и соответствующими программными комплексами, что является основным элементов модели взаимодействия.
Внешняя интеграция определяется набором спецификаций интерфейсов внешнего взаимодействия, которые представляются в виде таблицы. Каждая спецификация определяет состав данных и регламент обмена. Исходными данными для построения спецификаций интерфейсов внешнего взаимодействия являются Паспорта функциональных задач, которые определяют задачи внешнего взаимодействия.
Результатом описания внутренней и внешней интеграции являются: 1. Модель взаимодействия компонентов ИС. 2. Спецификации интерфейсов внешнего взаимодействия. Целью описания информационного обеспечения унаследованной ИС является построение физической модели базы данных и определение перечня объектов данных (оперативных и НСИ), автоматизированное хранение которых поддерживается и/или должно поддерживаться в ИС. Объектами данных являются: документы, сущности предметной области, классификаторы, справочники, словари, кодификаторы. При определении объектов используются данные паспортов функциональных задач, в которых отражаются входные данные и результаты решения каждой функциональной задачи (Рисунок 4.1). Для определения поддерживается автоматизированное хранение объекта данных в существующей ИС или нет, используется диаграмма структуры базы данных ИС. Методом построения ER-диаграммы, представляющей физическую структуру баз данных, является автоматизированный обратный инжиниринг баз данных, который поддерживается, например, средством ERWin компании Computer Associates. Номенклатура оперативных объектов данных и объектов НСИ может быть также получена автоматизированным способом путем анализа данных Паспортов функциональных задач. Однако в настоящее время таких средств не существует. Результатами анализа информационного обеспечения ИС являются: 1. ER-диаграмма физической структуры базы данных 2. Таблица, определяющая номенклатуру оперативных объектов данных. 3. Таблица, определяющая номенклатуру объектов НСИ. Построение представлений инфраструктуры унаследованной ИС проводится параллельно с построением представлений других уровней ИС и включает в себя выполнение следующих работ (Рисунок 4.2): 1. Инвентаризация компонентов технической инфраструктуры. 2. Построение модели размещения компонентов технической инфраструктуры. 3. Сбор характеристик функционирования компонентов технической инфраструктуры. 4. Оценка уровня информационной безопасности.
Отличительной особенностью работ данного направления является то, что все они выполняются с помощью автоматизированных средств, которые в настоящее время имеются в большом количестве различных фирм-производителей. Примерами таких средств являются системы управления вычислительными сетями OpenView компании Hewliet Packard и Unicenter TND компании Computer Associates.
Инвентаризация аппаратного и общего программного обеспечения заключается в составлении номенклатуры программно-технических средств серверов, рабочих станций и сетевого оборудования ИС. Инвентаризация выполняется автоматизированным способом с использованием специализированных программ (примером такой программы является модуль Asset Management системы управления Unicenter TND фирмы Computer Associates). Результатом инвентаризации является карта сети существующей ИС, которая может быть представлена диаграммой развертывания UML, перечень сетевого оборудования, серверов, рабочих станций пользователей с указанием установленного на них аппаратно-программного обеспечения, а также перечень периферийного оборудования (принтеры, сканеры, внешние модемы и др.).
