В жизненном цикле ЭИС можно укрупненно выделить несколько этапов, относящихся к ее разработке, и период эксплуатации системы. Разработкой (проектированием) ЭИС называется процесс составления описания еще не существующей системы на разных языках и с различной степенью детализации, в ходе которого осуществляется оптимизация проектных решений. В процессе детализации описаний наступает момент,
когда имеющиеся описания позволяют создать действующую систему (изготовление изделия по имеющимся чертежам) и наступает период эксплуатации ЭИС. Проектирование разделяется на проектные операции. Проектная операция включает выбор проектных решений и позволяет определить значения параметров, характеризующих БД, вычислительную систему и программное обеспечение. Этапами проектирования являются: обоснование создания ЭИС, разработка технического задания, техническое и рабочее проектирование, ввод ЭИС в действие. Процесс эксплуатации обычно через некоторые периоды времени прерывается стадиями модификации системы.
Стадию эксплуатации можно охарактеризовать как период стабильного функционирования ЭИС, не требующий изменения ранее принятых проектных решений. Под стадией модификации будем понимать процесс корректировки проектных решений по отдельным компонентам ЭИС.
Более детальное описание' работ на стадии проектирования включает в себя следующие действия.
1. Обследование предметной области:
• границы предметной области и возможности ее расширения,
• перечень объектов предметной области,
• информационные потребности пользователей,
• необходимые процессы обработки данных с указанием их периодичности,
• ЭВМ, на которой предполагается реализовать ЭИС,
• требования к функционированию ЭИС, частота поступления и корректировки информации, методы обеспечения ее достоверности.
Результатом обследования предметной области должно быть техническое задание на разработку системы.
2. Определение объектов и их атрибутов.
Для каждого объекта и процесса необходимо:
• выделить идентифицирующие свойства и провести нормализацию,
• определить количество экземпляров каждого объекта и рост этой величины во времени,
• определить методы вычислений производных показателей на основе значений исходных показателей.
3. Установление всех структурных связей между объектами и процессами и вычислимости на этой основе всех запросов. Разработка структуры базы данных, проверка ее корректности и полноты.
4. Определение технологии работы ЭИС, т.е. определение порядка сбора, контроля и хранения данных, определение форматов ввода-вывода информации, установление объемных и временных характеристик выдачи информации, установление правил работы всех групп пользователей.
5. Выбор ЭВМ и программных средств для реализации ЭИС. Среди программных средств в первую очередь необходимо выбрать операционную систему и СУБД. Оценка требуемых объемов памяти и трудоемкости разработки программ.
6. Проверка корректности проекта и определение сроков его реализации.
Итогом перечисленных выше действий становится технический проект ЭИС.
7. На стадии рабочего проектирования необходимо:
• создать описания всех компонентов базы данных,
• разработать экранные формы и системы меню для всех групп пользователей,
• разработать программы для всех приложений,
• заполнить ЭИС отладочными данными и оттестировать ее,
• составить инструкции по работе с ЭИС и обучить пользователей.
С точки зрения реализации перечисленных аспектов в технологиях проектирования ЭИС модели жизненного цикла, определяющие порядок выполнения стадий и этапов, претерпевали существенные изменения. Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:
— каскадная модель (до 70-х гг.) ─ последовательный переход наследующий этап после завершения предыдущего;
— итерационная модель (70-80 гг.) ─ с итерационными возвратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа;
— спиральная модель (80-90 гг.) ─ прототипная модель, предполагающая постепенное расширение прототипа ЭИС.
Каскадная модель. Для этой модели жизненного цикла характерна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель жизненного цикла по срокам разработки и надежности оправдывала себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приводит к их практической нереализуемости.
Итерационная модель. Создание комплексных ЭИС предполагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию "снизу-вверх " обусловливает необходимость таких итерационных возвратов, когда проектные решения по отдельным задачам комплексируются в общие системные решения и при этом возникает потребность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассогласования выполненных проектных решений и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданной ЭИС, трудность в использовании проектной документации вызывает на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходимость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки ЭИС заканчивается этапом внедрения, за которым начинается жизненный цикл создания новой ЭИС.
Спиральная модель. Используется подход к организации проектирования ЭИС «сверху-вниз», когда сначала определяется состав функциональных подсистем, а затем постановка отдельных задач. Соответственно сначала разрабатываются такие общесистемные вопросы как организация интегрированной базы данных, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов задач программирование осуществляется по направлению от головных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы организации интерфейсов программных модулей между собой и с базой данных, а на второй план ─ реализация алгоритмов.
В основе спиральной модели жизненного цикла лежит применение прототипной технологии или RAD-технологии (rapid application development ─ технологии быстрой разработки приложений) ─ J. Martin. Rapid Application Development. New York: Macmillan, 1991. Согласно этой технологии ЭИС разрабатывается путём расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода. Естественно, что при прототипной технологии сокращается число итераций и меньше возникает ошибок и несоответствий, которые необходимо исправлять на последующих итерациях, а само проектирование ЭИС осуществляется более быстрыми темпами, упрощается создание проектной документации. Для более точного соответствия проектной документации разработанной ЭИС все большее значение придается ведению общесистемного репозитория и использованию CASE-технологий.