Введение к работе
Актуальность темы диссертационного исследования. Последние десятилетия развития человеческой цивилизации ознаменовались прорывом в области информационных технологий, который невозможно было представить всего пятьдесят лет назад. При этом затраты на разработку того или иного изделия, той или иной информационной системы (ИС) оказываются несопоставимо больше стоимости изготовления одного экземпляра типового узла. Это выдвигает особые требования к унификации и стандартизации процедур разработки и проектирования новых ИС.
Вопросам проектирования информационных систем посвящено много работ. Укажем на труды таких известных ученых и специалистов, как Ю.В. Крючков, В.Ф. Уткин, Г.Н. Охотников, А.В. Ильичев, В.Д. Волков, В.А. Грущанский, В.И. Николаев, В.М. Брук и др., которые заложили основы теории разработки и проектирования сложных систем, опираясь на достижения системолотии и схемотехники.
Огромную работу по сбору, систематизации и обобщению общепризнанных международных стандартов в области жизненного цикла и программных средств (ПС) для сложных информационных систем и крупных информационных систем провел В.В. Липаев.
Что касается разработки самих информационных систем в рамках комплекса средств автоматизации (КСА) информационных систем, которые включают и программную и аппаратную части, то тут положение несколько иное. Существует множество разрозненных публикаций и стандартов. Большинство разработчиков КСА используют в своей работе основополагающие, не потерявшие свою актуальность (М. Острогорский) ГОСТы серии 19 и 34, а также средства сопровождения проектов, такие как CASE-программы, язык UML, различные процедуры, связанные с необходимостью обеспечения качества. Нельзя не отметить большой вклад, внесенный в теорию разработки информационных систем такими учеными, как Ю.В. Бородакий, Ю.Г. Лободинский, Е.Н. Хохлачев, Б.И. Глазов, А.В. Сухов, А.В. Бойченко, М.И. Ломакин, В.В. Бе-танов и др.
Вместе с тем, изучая труды этих ученых и опираясь на них при создании КСА, в современных условиях нужно учитывать следующие важные факторы.
В последние годы в практику работы различных коллективов разработчиков вошло понятие «системный проект», причем в разных организациях и ведомствах в это понятие вкладывается различный смысл. Прежде всего, это относится к отрасли электросвязи, телекоммуникаций, для которых имеются соответствующие приказы и рекомендации руководства.
Одна из особенностей развития крупных информационных систем (КИС) состоит в том, что время разработки систем оказывается соизмеримым с интервалом времени между появлением новых информационных и коммуникационных технологий, ИКТ (information and communication technologies, ICTs). При этом новые ИКТ становятся «зрелыми» вскоре после их появления.
За последние десятилетия было разработано много различных моделей, которые могут эффективно использоваться при проектировании КСА (в частности, модель Захмана). Кроме того, имеющиеся на рынке программные средства поддержки проектирования (прежде всего, CASE-средства) позволяют моделировать функциональность КСА еще на предпроектной стадии.
КСА все чаще используется для коренной перестройки, существенного повышения эффективности работы (реинжиниринга) предприятий, в связи с чем даже появился термин «новое системное проектирование» (Е. Зиндер).
На любых стадиях разработки и проектирования КСА необходимо учитывать международные стандарты качестве серии ISO 9000 (для обеспечения конкурентоспособности создаваемых информационных систем).
Все эти факторы привели к необходимости переосмысления как понятия «системный проект информационной системы», так и в значительной степени -процедуры создания ИС и КСА для крупных ИС на начальных стадиях проектирования.
Это и определило цель работы - повышение эффективности системных и последующих проектов создания и развития крупных информационных систем при наличии потоков новых задач и новых информационно-коммуникационных технологий.
Для достижения поставленной цели в работе решена актуальная научная задача разработки путей совершенствования методов системного и последующего проектирования новых и развития существующих крупных информационных систем при наличии потоков новых задач и новых информационно-коммуникационных технологий.
Указанная задача может быть декомпозирована на следующий набор частных задач:
-
разработка методических основ системного проектирования крупных информационных систем (КИС) в условиях потока новых информационных технологий;
-
разработка математических моделей анализа потоков новых информационных технологий, поставок и замены компьютеров в организации;
-
системное проектирование и разработка натурных моделей информационных систем разных классов на основе использования методических основ системного проектирования;
-
анализ существенных факторов и выработка методических рекомендаций по улучшению преподавания информационных технологий как элемента жизненного цикла информационных систем.
Решение указанных частных задач позволило получить следующие научные результаты, которые выносятся на защиту:
-
методические основы системного проектирования крупных информационных систем (КИС) в условиях потока новых информационных технологий;
-
математические модели анализа потоков новых информационных технологий, поставок и замены компьютеров в организации;
-
системные проекты и натурные модели информационных систем разных классов, разработанные с использованием методических основ системного проектирования;
-
система существенных факторов и методические рекомендации по улучшению преподавания информационных технологий как элемента жизненного цикла информационных систем.
Тема и содержание диссертационной работы соответствуют следующим пунктам паспорта специальности 05.25.05 - Информационные системы и процессы:
-
Организационное обеспечение информационных систем и процессов, в том числе новые принципы разработки и организации функционирования информационных систем и процессов, применения информационных технологий и систем в принятии решений на различных уровнях управления. Общие принципы и основы организации информационных служб и электронных библиотек. Стандартизация информационного и лингвистического обеспечения.
-
Сетевые информационные ресурсы и технологии, в том числе разработка и исследование принципов организации и функционирования распределенных информационных систем и баз данных, прикладных протоколов информационных сетей, форматов представления данных и языков информационного поиска в распределенных информационных ресурсах.
Объектом исследования является методология создания крупных информационных систем.
Предметом исследования являются методы разработки, оценки эффективности и оптимизации развития крупных информационных систем.
Методологическую основу исследования составили приложения методологии научного познания и системного анализа в прикладных направлениях цифровой теории связи, функциональной стандартизации и стандартизации жизненного цикла информационных систем, системологии, теории эффективности и исследования операций, математической статистики и математической теории приближений.
Информационная и правовая база исследования. В работе использовались действующие законы и проекты законов, ГОСТы, рекомендации и стандарты международных организаций (в частности, Международной организации по стандартизации (МОС, ISO)), материалы научно-технических конференций, книги и иные публикации в профессиональных математических и научно-технических изданиях, ресурсы в сети Интернет.
Теоретической основной исследования явились труды зарубежных и отечественных ученых, указанные в перечне использованной литературы.
В работе использованы программные средства Microsoft Excel, MathCAD, Mathematica, Smartdraw, PTGui, Photoshop, Advanced JPEG compressor, Illustrator, Tourwaver, KRPano, Flash, Cisco IOS, SCAN и другие.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
-
на основе теории проектирования информационных систем выработан универсальный подход к написанию системных проектов КИС с учетом потока новых информационных технологий;
-
с использованием методов математической статистики и математической теории приближений определены статистические характеристики потока новых информационных технологий;
-
на основе теории исследования операций построены математические модели анализа поставок техники и обновления компьютерного парка;
-
методами математической статистики определены факторы, существенные для улучшения методики преподавания информационных технологий.
Практическая значимость исследования состоит в том, что выработаны практические рекомендации по:
- составу системного проекта крупной информационной системы;
созданию нескольких вариантов информационно-
телекоммуникационных систем;
- улучшению методики обучения информационным технологиям, которое
можно условно считать одним из этапов жизненного цикла информационно-
телекоммуникационных систем.
Апробация. Основные положения и результаты докладывались: на следующих конференциях: VIII-ой Международной конференции молодых ученых «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе «IT + S&E'2010», г. Ялта-Гурзуф, 20-30 мая 2010 г.; П-ой Всероссийской межвузовской научной конференции «Зворыкинские чтения. Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России» - г. Муром, 5 февраля 2010 г.; Ш-ей Международной научно-практическаой конференции «Современные информационные технологии в экономической деятельности» - г. Ростов-на-Дону, 15 декабря 2009 — 30 января 2010 г.; VIII-ой Международной научной конференции «Наука и образование» - г. Белово Кемеровской области, 1 февраля - 12 марта 2010 г.; Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Перспективные информационные технологии для авиации и космоса» (ПИТ-2010) - г. Самара, 29 сентября - 1 октября 2010 г.
Кроме того, они неоднократно докладывались и обсуждались на научных семинарах ФГУП ГНИВЦ ФНС РФ, г. Москва, в 2006-2009 гг., и ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» в 2008-2011 гг.
Достоверность результатов исследования была обеспечена:
использованием системного подхода и достижений теории систем (во всей работе), современных математических методов и методов теории эффективности операций;
личным опытом участия в выполнении системных проектов различных крупных информационных систем, КИС (в ФГУП ГНИВЦ ФНС РФ, ФГУП «Системпром», компании «Степ Лоджик»);
актуальными источниками государственной, научно-технической и экономической информации;
целесообразным сочетанием комплекса теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его объекту и предмету;
подтверждением логической непротиворечивости использования методов, соответствующих задачам и специфики этапа исследовательской работы; здравым смыслом.
Обоснованность научных результатов и выводов исследования обеспечивается исходными методологическими позициями, комплексом методов исследования, адекватных целям и задачам, опорой на достоверные данные, которые были взяты из личной практики разработки КИС и преподавания основ работы КИС.
Основные результаты работы опубликованы в 18 печатных трудах (личный объем 2,9 печатных листа), из которых 8 (личный объем 0,85 печатных листа) - в реферируемых научных журналах, входящих в соответствующий Перечень ВАК.
Внедрение результатов: результаты работы использованы при разработке и совершенствовании крупных информационных систем на предприятиях промышленности и в учебном процессе в вузах г. Москвы.
Струїсгура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Она включает 160 страниц основного машинописного текста и 46 страниц приложений, содержит 59 рисунков, 12 таблиц и 63 формулы. Список литературы включает 124 наименования.
