Особенности жизненного цикла автоматизированной информационной системы вуза

А. О. Шульгин

Особенности жизненного цикла автоматизированной информационной системы вуза [

ОСОБЕННОСТИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВУЗА

А. О. Шульгин

LIFE CYCLE PECULIARITIES OF AUTOMATED INFORMATION DATA SYSTEM OF HIGHER EDUCATION INSTITUTION

Shulgin A. O.

The problem of projecting an optimal life cycle model for complex multicomponent information systems is considered in the article. The research has been made in the frames of the "Scientific and Scientific-Pedagogical Personnel of Innovational Russia" Federal Program.

Key words: information system, life cycle, a model, projecting.

В статье рассматривается проблема построения оптимальной модели жизненного цикла для сложных многокомпонентных информационных систем. Исследования выполнены в рамках ФЦП «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России».

Ключевые слова: информационная система, жизненный цикл, модель, проектирование.

УДК 004.04

Эффективное управление в динамично изменяющейся среде высшего профессионального образования невозможно без мощной информационной поддержки. Использование современных автоматизированных информационных систем (АИС) для управления вузом позволяет принимать обоснованные и своевременные управленческие решения, координировать действия подразделений, направляя их усилия на достижение общих стратегических задач, повысить эффективность делопроизводства, увеличить точность расчетно-аналитической работы, перейти на новые технологии обработки данных [5]. Поэтому повышение качества и эффективности создаваемых АИС, сокращение сроков и затрат на их разработку и внедрение являются важными научными и практическими задачами.

Любая автоматизированная информационная система в своем развитии проходит несколько стадий, начиная от момента принятия решения о создании до момента полного изъятия из эксплуатации [4]. В соответствии с основными нормативными документами, регламентирующими стадии создания и эксплуатации программных средств [2,6], жизненный цикл (ЖЦ) программного обеспечения содержит процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время его разработки и функционирования. Задача описания ЖЦ разрабатываемой автоматизированной информационной системы весьма актуальна для успешной реализации проекта, так как позволяет оптимально рас-

пределить ресурсы по времени, сформировать квалифицированную рабочую группу, повысить эффективность управления проектом и снизить риски при создании АИС. В статье приводится анализ типовых моделей ЖЦ программных средств и предлагается модель жизненного цикла АИС вуза, учитывающая специфику высшего учебного заведения.

Наиболее известными моделями ЖЦ программного обеспечения являются [4,1]:

- каскадная модель, предусматривающая, что разработка системы является последовательностью строго определенных стадий, причем переход на следующую стадию возможен только после полного окончания работ на текущей стадии;

- инкрементная модель, описывающая процесс создания программного обеспечения как совокупность развивающихся по каскадной схеме версий продукта от функционального макета к рабочему программному средству;

- модель быстрой разработки приложений, принципиально схожая с инкрементной моделью, но оптимизирующая процесс создания системы за счет использования компонентно-ориентированного конструирования программных средств;

- спиральная модель, описывающая ЖЦ программного обеспечения как процесс эволюции версий макета несколькими итерациями с учетом анализа рисков и пожеланий заказчика;

- компонентно-ориентированная модель, являющаяся развитием спиральной модели жизненного цикла, но оптимизированная для использования в современных средах разработки с объектно-ориентированным и компонентным подходами.

Выбор той или иной модели в начале создания автоматизированной информационной системы должен быть произведен с учетом особенностей деятельности организации, анализа предполагаемой сложности проекта и предполагаемых затрат ресурсов на развитие системы.

Специфика деятельности существенным образом определят схему развития АИС ву-

за. Модель ЖЦ АИС вуза отличается от рассмотренных моделей по ряду причин:

- описанные модели ЖЦ адекватно отражают стадии создания однородных, обособленных программных средств, а не комплексной АИС;

- большинство моделей ЖЦ не учитывает возможности заказчика по выделению ресурсов на развитие системы, что весьма актуально ввиду большой сложности АИС вуза и ограниченности в финансировании проекта;

- социальная ориентация деятельности вуза, особенности кадровой политики, длительная временная протяженность и психо-лого-педагогическая сущность основных процессов, интенсивно меняющаяся нормативно-правовая база и реформирование отрасли накладывают существенные ограничения и предъявляют особые требования к разрабатываемой АИС.

Рассмотрим более подробно условия, в которых протекает ЖЦ автоматизированной информационной системы вуза. ЖЦ АИС вуза неоднороден и состоит из нескольких структурно-логических этапов. На каждом этапе жизненного цикла АИС происходит создание определенного функционального блока АИС, состоящего из программных модулей, технических средств, административных регламентов и сопроводительных документов. Каждый функциональный блок АИС обеспечивает автоматизацию ряда процессов, связанных с управлением вузом, и является структурно и функционально завершенным элементом, интегрированным в общую информационную систему.

Необходимость развития АИС вуза в несколько этапов обосновывается рядом обстоятельств и соображений.

Во-первых, высокая сложность и большое количество информационных процессов и потоков системы требуют большой затраты ресурсов на единовременное создание АИС. Для качественной реализации всех стадий жизненного цикла требуется большое количество высококвалифицированных специалистов разных профилей, разнообразные технические и программные средства. В случае единовременного создания АИС необходим глубокий и всесторонний

А. О. Шульгин Особенности жизненного цикла автоматизированной информационной системы вуза

анализ деятельности вуза, моделирование многих информационных потоков и формализация процессов. Анализ, проектирование и реализация системы при этом будет требовать больших материальных и временных затрат.

При поэтапном развитии АИС снижается количество специалистов рабочей группы, распределяются по времени затраты ресурсов, упрощаются процедуры интеграции и взаимодействия.

В ходе одного этапа развития производится создание программных модулей и технологических подсистем, обеспечивающих реализацию одного функционального блока АИС (набора функций, соответствующих одному структурному элементу декомпозиции деятельности вуза).

Во-вторых, сложная организационная структура, разнородный штатный состав, сложившиеся методики управления вузом не позволяют реорганизовать систему управления вузом в целом. При единовременном развитии АИС большое количество информационных процессов, потоков и регламентов подвергаются изменению, что в целом вносит существенные коррективы в деятельность вуза, а это во многих случаях недопустимо.

В-третьих, большое количество разнообразной информации, необходимой для функционирования АИС вуза, требует длительного ввода и обработки. При необходимости подготовки и внесения данных для АИС при единовременном развитии многие службы и подразделения вуза вынуждены будут потратить весьма продолжительное время.

В-четвертых, при реорганизации одних информационных процессов и потоков могут возникать другие информационные процессы и потоки, так как сложность системы определяется количеством взаимосвязей между ее элементами, а при единовременном развитии АИС количество элементов велико. Без стратегии поэтапного развития на этапе анализа деятельности и моделирования невозможно учесть все изменения, которые повлечет за собой внедрение систе-

мы, и поэтому после внедрения АИС окажется не вполне функционально пригодной.

В-пятых, временная протяженность создания АИС ввиду ее большой сложности при единовременном развитии будет достаточно высока. Поэтапный подход позволит ввести в эксплуатацию структурные части системы за меньший период времени.

Отличительной чертой модели ЖЦ АИС вуза является наличие этапа анализа преемственности. В большинстве высших учебных заведений до развития интегрированной АИС использовались разобщенные программные средства для автоматизации определенных задач (например, кадрового учета, учета студенческого состава), и для многих вузов актуальна задача импорта данных из них в создаваемую АИС. Этап анализа преемственности состоит в исследовании форматов данных и процессов их обработки в старых программных средствах для обеспечения оптимального импорта в АИС в случае целесообразности.

Характерной особенностью ЖЦ АИС вуза является наличие стадии утилизации информационных ресурсов, не описанной в стандартах [2,6]. Под утилизацией информационных ресурсов АИС будем понимать процесс вывода системы из эксплуатации с сохранением информации в совместимых форматах, пригодных для импорта.

Обобщив рассмотренные особенности ЖЦ АИС вуза, опишем структуру основных процессов жизненного цикла, как это показано на рисунке 1.

В ходе развития АИС вуза проходит несколько подготовительных стадий (анализ деятельности, анализ преемственности, предварительный анализ требований), в ходе которых формулируются базовые требования к информационной системе, описывается структура этапов развития, производится исследование возможностей импорта данных из существующих программных средств. После этого проводится реализация первого развития АИС, в ходе которого формируется комплекс программных модулей, обеспечивающих автоматизацию процессов одного функционального блока системы. По завершении работ на каждом этапе

Рисунок 1. Структура основных процессов жизненного цикла автоматизированной информационной системы вуза

проводится моделирование АИС методами структурного анализа для обеспечения прозрачности информационных потоков и процессов и облегчения анализа возможности дальнейшего развития. Структура процессов выполнения работ по созданию АИС на одном этапе показана на рис. 2.

Выполнение этапов развития АИС продолжается мере необходимости в соответствии с требуемыми функциями. Жизненный цикл АИС вуза заканчивается утилизацией информационных ресурсов.

На каждом этапе жизненного цикла выполняется комплекс задач для развития АИС, связанных с расширением состава программных модулей, и соответственно функциональных возможностей системы. Каждый этап начинается с системного анализа предметной области - исследуются основные информационные процессы, потоки

и регламенты, формируются структурные или объектно-ориентированные модели (рис. 2). По результатам моделирования реальных процессов, характерных данному этапу, делается заключение о целесообразности автоматизации того или иного процесса, и проводится описание требований к функциональному блоку АИС, реализуемому в ходе этапа. Декомпозиция требований, формирование слабосвязанных функциональных задач и процессов, производимое на стадии предварительного проектирования, позволяет определить состав и структуру программных модулей реализуемого функционального блока. Реализация системы в виде структурно завершенных программных модулей, выполняющих заданные функции системы с требуемой эффективностью, значительно сокращает затраты на разработку, внедрение и модификацию АИС [1].

А. О. Шульгин Особенности жизненного цикла автоматизированной информационной системы вуза

Системный анализ

Анализ требований

Предварительное проектирование

Хранилище компонент

Рисунок 2. Структура процессов этапа развития модели жизненного цикла АИС вуза

Для каждого программного модуля реализуется компонентно-ориентированная модель жизненного цикла [4] (рис. 3), в ходе которой программный модуль как относительно независимая структурно-логическая единица АИС проектируется, конструируется и тестируется. Создание программного модуля проводится итерационно, двигаясь по спирали и, проходя через одни и те же стадии, на каждом витке уточняя характеристики будущего продукта. Каждая итерация соответствует созданию фрагмента или версии модуля, на ней уточняются цели и характеристики продукта, оценивается качество полученных результатов и планируются работы следующей итерации. На каждой итерации проводится тщательная оценка риска превышения сроков и стоимости разработки, чтобы определить необходимость выполнения еще одной итерации, степень полноты и точности понимания функциональных требований к системе, а также целесообразность прекращения работу над программным модулем. На стадии конструирования проводится обработка сведений о компонентах системы - программные компоненты, созданные

в реализованных модулях, хранятся в специализированном хранилище компонентов, туда же заносятся и разработанные в ходе реализации нового модуля компоненты (рис. 3).

В ходе стадии интеграции все разработанные программные модули функционального блока АИС встраиваются в существующую систему, подключаются к общим технологическим подсистемам (подсистеме безопасности, подсистеме хранения данных, аналитическим подсистемам) АИС и тестируются в составе системы в целом.

По завершении тестирования и отладки как отдельных программных модулей, так и функционального блока АИС в целом, проводится внедрение и сопровождение модулей АИС.

Предложенная модель жизненного цикла автоматизированной информационной системы вуза позволяет адекватно описать стадии создания АИС, максимально учитывая особенности деятельности вуза. Сложность системы, особенности информационных процессов и потоков и другие специфические факторы не позволяют использовать стратегию единовременного развития

Содержание стадии конструирования

Идентификация кандидатов в компоненты

Конструирование n-ой итерации системы Поиск компонентов в библиотеке

т 1

Включение новых Извлечение

компонентов в компонентов (если

библиотеку найдены)

Построение компонентов

1 - начальный сбор требований и планирование модуля;

2 - та же работа, но на основе рекомендаций заказчика;

3 - анализ риска на основе начальных требований;

4 - анализ риска на основе реакции заказчика;

5 - переход к комплексной системе;

6 - начальный макет программного модуля;

7 - следующий уровень макета;

8 - сконструированный модуль;

9 - оценивание заказчиком.

Рисунок 3. Компонентно-ориентированная модель жизненного цикла программного

модуля АИС вуза

АИС, однако предлагаемый поэтапный подход позволяет эффективно перераспределить ресурсы, учесть особенности внедрения системы в вузе и в целом сократить риски проекта. Важным преимуществом поэтапного жизненного цикла АИС вуза является и сокращение сроков внедрения определенных функциональных блоков, разработанных на

ранних этапах развития. Основные стадии и этапы жизненного цикла АИС вуза ориентированы на анализ, моделирование и проектирование системы и программных модулей, что весьма актуально вследствие слабой формализации предметной области и высокой сложности разрабатываемой АИС.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вендоров А. М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 352 с.

2. ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Стадии создания - М.: Изд-во стандартов, 1991.

3. Копытов В. В., Шульгин А. О. Основные этапы развития автоматизированной информационной системы Ставропольского государственного университета Информационные технологии в образовании, технике и медицине: материалы Международной конференции: в 3 т. Т. 3 / ВолгГТУ. - Волгоград, 2004. - 314 с.

4. Орлов С. А. Технологии разработки программного обеспечения. - СПб.: Питер, 2004. - 527 с.

5. Шульгин А. О. Моделирование автоматизированной информационной системы вуза на различных этапах жизненного цикла // Информационные и коммуникационные технологии в обучении, управлении и научных исследованиях: материалы 50-й научнометодической конференции «Университетская наука - региону». - Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005. - 117 с.

6. ISO/IEC 12207: 1995 - Information Technology - Software Life Cycle Processes.

Об авторе

Шульгин Андрей Олегович, ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет», кандидат технических наук, заведующий кафедрой информационных технологий. Сфера научных интересов - интеллектуальные информационные системы, проектирование информационных систем, компьютерная безопасность. shulgin@stavsu.ru