Проектирование информационных систем

ПРОЕКТИРОВАНИЕ 
ИНФОРМАЦИОННЫХ 
СИСТЕМ

В.В. Коваленко

Рекомендовано Учебно-методическим объединением 
учебных заведений Российской Федерации по образованию 
в области прикладной информатики в качестве учебного пособия 
для студентов (бакалавров и специалистов) высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению 09.03.03 «Прикладная информатика»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва                                        2018

ИНФРА-М

УДК 004(075.8)
ББК 32.973-02я73
 
К56

Коваленко В.В.
К56  
Проектирование информационных систем : учеб. пособие / В.В. Коваленко. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2018. — 320 с. — (Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-00091-628-5 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-014434-4 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-101923-8 (ИНФРА-М, online)

В пособии рассмотрены особенности проектирования ИС, участвующих в реализации CALS-технологий: MRP/MRPII/ERP-систем, систем 
электронной коммерции (В2В), управления цепочками поставок (SCM), 
управления взаимоотношениями с клиентами (CRM), а также систем 
поддержки принятия решений (OLAP). Обсуждены вопросы выбора технологии проектирования, программного инструментария для разработки 
проекта, построения функциональных и информационных моделей в среде пакетов All Fusion Modeling Suite и Oracle Designer 10g, а также разработки технической и эксплуатационной документации. Рассмотрены характеристики CASE-технологий и их реализация в среде Oracle Designer 10. 
Выполнен сравнительный анализ стандартов на организацию жизненного 
цикла создания и использования ИС, даны практические рекомендации 
по разработке профилей стандартов, приведены примеры и разработки 
проекта ИС по каскадной модели жизненного цикла. Подробно обсуждены современные подходы к выбору готовых ИС и их внедрению на автоматизируемых предприятиях.
Учебное пособие предназначено для студентов (бакалавров и специалистов) и магистров высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Прикладная информатика». Рекомендуется преподавателям и специалистам, работающим в области информационных технологий.

УДК 004(075.8)
ББК 32.973-02я73

Р е ц е н з е н т ы:
Пылькин А.Н. — доктор технических наук, профессор, заведующий 
кафедрой вычислительной и прикладной математики Рязанского государственного радиотехнического университета;
Нечаев Г.И. — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автоматизированных систем управления Рязанского государственного радиотехнического университета

ISBN 978-5-00091-628-5 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-014434-4 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-101923-8 (ИНФРА-М, online)
© Коваленко В.В., 2011
© ФОРУМ, 2011

Введение

У вас в руках книга, в которой автор шаг за шагом вводит читателя
в увлекательный мир проектирования современных информационных
систем по технологиям известных российских и зарубежных фирм.
Обычно в учебниках по проектированию приводятся всевозможные
классификации информационных систем, иногда почти вся книга состоит из перечисления классификаций для всевозможных критериев.
С точки зрения автора, это только затрудняет понимание читателями
содержания учебного материала. По этой причине вместо классификации класс изучаемых информационных систем определен, исходя из
тех систем, которые обеспечивают управление ресурсами предприятия
по изготовлению продукции или оказанию услуги на определенных
этапах жизненного цикла изделия в структуре CALSтехнологий.
Наиболее подробно рассмотрены вопросы проектирования и внедрения информационных экономических систем классов MRP/
MRPII/ERP/CSRP. Для систем, которые обеспечивают взаимоотношения с клиентами и поставщиками — системы электронной коммерции (В2В), управления цепочками поставок (SCM), управления
взаимоотношениями с клиентами (CRM), а также систем поддержки
принятия решений (OLAP) — изучается их назначение, функциональность, особенности проектирования и внедрения.
В первой главе описывается стратегия CALS, структура CALSтехнологий и информационные системы, которые эти технологии реализуют на различных этапах жизненного цикла изделий. Из всего
многообразия систем для более подробного изучения выбраны те, которые связаны с управлением производством, снабжением ресурсами
и сбытом продукции (MRP/MRPII/ERPсистемы, электронной коммерции типа В2В, управления взаимоотношениями с клиентами
CRM и другие).
Эти системы имеют одинаковые технологии проектирования,
разработки и сопровождения, а также архитектуру построения —
«клиент—сервер». Для этих видов систем рассмотрены в укрупненном плане этапы проектирования, разработки и внедрения разработанной или адаптации покупной системы.

Во второй главе осуществляется знакомство с наиболее популярными моделями жизненного цикла ИС, описываются технологии
проектирования: Oracle CDM, MSF фирмы Microsoft, экстремальное
программирование и другие.
Наиболее подробно, до уровня выполняемых работ и задач, рассматриваются технология на базе российских стандартов ГОСТ 34 и
технология Oracle CDM. Читатель получает возможность увидеть весь
набор задач, последовательность их выполнения и принципы управления проектом.
В третьей главе дается характеристика CASEтехнологии и
CASEсредств, производится их классификация. Информационные
системы классифицируются по определенному набору характеристик
на малые, средние и крупные. С учетом этой классификации выдаются рекомендации по выбору программных инструментариев для проектирования ИС, которые, в свою очередь, классифицируются на три
группы: малые, средние и крупные интегрированные средства моделирования.
Описывается реализация CASEтехнологии на базе пакета Oracle
Designer/2000. Приводятся типичные признаки CASEтехнологии,
объясняется схема применения утилит этого пакета при автоматизированном проектировании информационных систем.
Здесь же происходит знакомство с уровнями технологической
зрелости предприятияразработчика, которые позволяют оценить
способность разработчика гарантировать успех проекта.
В четвертой главе рассмотрены наиболее популярные методологии описания функциональных и информационных моделей: Swim
Lane diagram, IDEF0, IDEF3, DFD, IDEF1X, Oracle Process Modeler.
Описаны их возможности и особенности применения. Знакомство с
этими методологиями осуществляется на примере пакетов All Fusion
Process Modeler (BPwin), All Fusion ERwin Data Modeler (ERwin) и
Oracle Designer 10g.
Исследованы вопросы интеграции IDEF0и IDEF1Xмоделей,
связывания объектов модели данных с функциональной моделью, а
также генерации базы данных физического уровня в среде СУБД
Access.
В пятой главе проводится сравнительный анализ международного
стандарта ISO/IEC 12207:19950801, ведомственного стандарта
Oracle CDM и российских стандартов ГОСТ 34 с точки зрения их
адаптивности к проектируемой ИС, их общей структуры, степени
ориентации на заказчика и разработчика.

4
Введение

В связи с отсутствием универсального, всеобъемлющего стандарта большое внимание в главе уделено описанию профилей стандартов
и примера создания профиля стандартов для конкретного проекта с
подробным описанием содержания технологической и эксплуатационной документации на всех этапах жизненного цикла создаваемой
системы.
Шестая глава полностью посвящена рассмотрению реальных
действий системных аналитиков и проектировщиков при разработке
проекта на основе программных инструментариев All Fusion Modeling
Suite и Oracle Designer 10g. Рассматриваются вопросы построения моделей «AS IS» и «TO BE» проектируемой системы.
Седьмая глава знакомит читателя с функциональным наполнением систем класса ERP, систем электронной коммерции типа В2В,
управления цепочками поставок SCM, управления взаимоотношениями с клиентами CRM, а также особенностями их проектирования
и внедрения.
В восьмой главе изучаются принципы работы систем поддержки
принятия решений на примере OLAPсистем, определяется их функциональность и особенности построения многомерной базы данных.
Подробно рассматриваются шаги проектирования многомерной базы
данных с использованием программного инструментария Oracle
Express. Приводится классификация OLAPсистем.
Девятая глава посвящена вопросам выбора и внедрения информационных систем. Типовое внедрение ИС рассмотрено на базе пакетированных решений и модельноориентированного проектирования. Также рассмотрено типовое внедрение готовых программных
продуктов на основе настройки их опций под автоматизируемую
предметную область.
В приложении A детально описаны все работы, выполняемые при
проектировании ИС по каскадной модели ЖЦ.
Данное учебное пособие позволит сформировать у студентов знания о системном подходе, технологиях и этапах проектирования ИС,
проектной документации, автоматизированном проектировании информационных систем, практические навыки проектирования.
Оно может быть также полезно аспирантам и специалистам, работающим в сфере проектирования или внедрения ИС.
Для понимания содержания учебного пособия предполагается
наличие у читателя некоторых навыков работы с пакетом All Fusion
Modeling Suite.

Введение
5

Автор приносит благодарность начальнику отдела конструкторского бюро Рябцову Юрию Васильевичу за ценные замечания по вопросам стандартизации и особую признательность инженеру Кузиной Елене Николаевне за помощь при подготовке рукописи.

6
Введение

Глава 1
СТРАТЕГИЯ CALS И КОМПЬЮТЕРНЫЕ
СИСТЕМЫ ДЛЯ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ

1.1. Стратегия CALS как средство повышения
конкурентоспособности предприятий

Несмотря на стремительные изменения в окружающем мире, динамику развития бизнеса, основной задачей любого предприятия остается повышение конкурентоспособности своих изделий и услуг. Условно конкурентоспособность можно представить в виде простой
дроби, в числителе которой находится степень удовлетворения потребностей заказчика изделия, а в знаменателе — издержки предприятия при удовлетворении потребностей заказчика. Таким образом,
повышать конкурентоспособность изделия можно путем увеличения
числителя и/или уменьшения знаменателя этой дроби.
Под повышением степени удовлетворения потребностей заказчика
подразумевается не только создание изделия с требуемыми характеристиками, но и соответствующими потребностями по поставке, эксплуатации, обслуживанию, ремонту и модернизации изделия.
Основными путями снижения издержек производства являются сокращение времени выхода изделия на рынок (сокращение временных
издержек) и сокращение затрат на создание и эксплуатацию изделия
(сокращение материальных издержек).
Главным способом повышения конкурентоспособности изделия
или услуги является повышение эффективности процессов его жизненного цикла (ЖЦ). Согласно международным стандартам качества
продукции серии ISO 9000 ЖЦ изделия представляет собой совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей
общества в определенном продукте до момента удовлетворения этих
потребностей и утилизации продукта. Можно выделить одиннадцать
этапов ЖЦ продукта:
• маркетинг и изучение рынка;
• проектирование и разработка продукта;

• планирование и разработка процессов (технологий производства, эксплуатации и т. п.);
• закупки;
• производство или предоставление услуг;
• упаковка и хранение;
• реализация;
• установка и ввод в эксплуатацию;
• техническая помощь и обслуживание;
• послепродажная деятельность или эксплуатация;
• утилизация и переработка в конце полезного срока службы.
В первую очередь эффективность процессов ЖЦ изделия зависит от
эффективности управления ресурсами, используемыми в течение ЖЦ:
материальными, финансовыми, кадровыми и информационными.
Существует множество всевозможных методик повышения эффективности управления тем или иным видом ресурсов. Наиболее известными из них являются управление потребностью в материалах
(MRPMaterial Requirements Planning), управление производственными ресурсами (MPR II — Manufacturing Resource Planning), управление ресурсами предприятия (ERP — Enterprise Resource Planning).
Основными выгодами, полученными от применения CALS
(Continuous Acquisition and Life Cycle Support), являются не только
сокращение временных и материальных издержек, но и повышение
качества изделия. Пути достижения этих выгод заложены в стратегии CALS: создание единого информационного пространства (ЕИП)
для всех участников ЖЦ изделия, включая и потребителя изделия
(рис. 1.1) [19].
Стратегия CALS предусматривает: однократный ввод данных, их
хранение в стандартных форматах, стандартизацию интерфейсов и
электронный обмен информацией между всеми участниками ЖЦ изделия.
Создание ЕИП позволяет преодолеть информационный хаос и
коммуникационные барьеры между участниками ЖЦ изделия. Это
приводит к повышению эффективности процессов ЖЦ и улучшению
взаимодействия между его участниками. Результатом такого повышения является снижение временных и материальных издержек в течение ЖЦ изделия и повышение степени удовлетворения потребностей
заказчика, а это, в свою очередь, неизбежно принесет повышение
конкурентоспособности изделия.
ЕИП предполагает отказ от прямого взаимодействия и передачи
данных между участниками ЖЦ. Все коммуникации между ними

8
Глава 1. Стратегия CALS и компьютерные системы для ее реализации

должны осуществляться через ЕИП, основными свойствами которого
являются следующие:
• информация представлена в электронном виде, преимущества
которого перед бумажным способом представления информации очевидны: большая эффективность создания, хранения, изменения и
доступа к данным;
• ЕИП охватывает всю информацию об изделии, созданную любым участником ЖЦ на любом этапе ЖЦ;
• ЕИП выступает единственным источником данных для любого
участника ЖЦ, предоставляя (в соответствии с правами доступа) нужную информацию в нужное время в нужном виде (рис. 1.2).
Использование ЕИП дает предприятию следующие преимущества:
• данные, созданные на начальных этапах ЖЦ изделия, не теряются и могут быть использованы на последующих этапах;
• изменения данных видны всем и сразу: если один из участников
ЖЦ изменяет информацию о своей части изделия, то эти изменения
становятся доступными для других участников немедленно, что исключает ситуации, при которых возможна работа над устаревшей информацией;

1.1. Стратегия CALS как средство повышения конкурентоспособности...
9

Рис. 1.1. Концептуальная модель CALSтехнологий

• повышение скорости поиска и доступа к данным — электронное представление данных позволяет значительно сократить время,
затрачиваемое на поиск необходимой информации и доступ к ней, по
сравнению с бумажным документооборотом.
При этом для создания ЕИП используются существующие на
предприятиях программноаппаратные средства, т. е. предприятиям
не нужно отказываться от уже используемых прикладных систем и терять, таким образом, сделанные в них инвестиции. Вопрос стоит
только об адаптации этих систем к работе в рамках ЕИП.

1.2. CALSтехнологии

Стратегии CALS реализуются с помощью набора CALSтехнологий, которые можно представить в виде трех групп:
• технологии реинжиниринга бизнеспроцессов;
• технологии представления данных об изделии в электронном
виде;
• технологии интеграции данных об изделии в рамках ЕИП.
Преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс должно начинаться с перестройки составляющих ЖЦ бизнеспроцессов. Для решения этой задачи необходимо использовать
технологии реинжиниринга бизнеспроцессов, представляющие собой
набор методов реструктуризации функционирования предприятия с
целью повышения его эффективности. В использовании реинжиниринга бизнеспроцессов в CALSтехнологиях выделяют три основных
аспекта.

10
Глава 1. Стратегия CALS и компьютерные системы для ее реализации

Рис. 1.2. Схема потоков данных в ЕИП