39
большим количеством библиотек, тогда как для языка Java необходимо
импортировать модули из стандартной библиотеки.
Важным критерием является время, которое необходимо затратить для
создания рабочей версии программы. Значение этого критерия зависит от размера
кода. Относительно этого критерия язык программирования C# теоретически
изучить легче, чем язык Java, соответственно объем кода на нем будет меньше за
одинаковое время.
На основании вышеперечисленных факторов, языком программирования
проекта был выбран язык программирования C#, который обладает:
большей безопасностью по сравнению с другими языками;
возможностью писать обобщенный код с помощью шаблонов;
возможностью использования объектно-ориентированного подхода;
управления ресурсами с помощью RAII;
упрощение программного кода за счет перегрузки функций и
операторов;
более простой обработки ошибок за счет исключений.
Разработка информационной системы будет осуществляться в среде
программирования MS Visual Studio, которая является бесплатным
инструментом, поддерживающим выбранный язык программирования.
Проектируемая система должна функционировать в среде операционной
системы Windows 10, поскольку эта операционная система используется для
работы сотрудников организации.
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому обеспечению
Рассмотрим характеристики серверного оборудования, которыми оно
должно обладать для обеспечения надежной и бесперебойной работы. Сервер
должен обеспечить производительность системы и надежность хранения данных.
Характеристики сервера представлены в таблице 5.
Таблица 5
Характеристика компонентов сервера
Наименование
Спецификация
Процессор
Intel Xeon 3330
40
Материнская плата
SuperMicro X7SBi
Чипсет
Intel® 3200/ICH9R chipset
Оперативная память
Kingston 2x2GB DDR2-667 ECC
Жесткий диск
Seagate Barracuda ES.2, 1000GB, SATA-2
Сетевые карты
2x Intel 82573V Gigabit Ethernet 10/100/1000Mbps
Персональные компьютеры (ПК) пользователей разрабатываемого
программного обеспечения представляют собой пользовательские ПК, с которых
будет осуществляться доступ к разрабатываемой информационной системе.
Характеристики пользовательских ПО представлены в таблице 6.
Таблица 6
Характеристика пользовательских компьютеров
Наименование
Спецификация
Процессор
Intel Core i3
Частота процессора
4 ГГц
Оперативная память
4 ГБ RAM
Объем жесткого диска
500 ГБ HDD
Средства организации локально-вычислительной сети (ЛВС) компании, к
которым относятся маршрутизаторы, коммутаторы, сегменты ЛВС,
коммутационные розетки и т.д.
Рассмотрим критерии выбора каждого из компонентов технического
обеспечения. Поскольку на сервере хранится и обрабатывается вся информация
информационных систем, для этого вида оборудования характерна
преднамеренная избыточность основных компонентов. Основным критерием при
выборе платформы сервера является специфика поставленных и количество
автоматизированных рабочих мест, которые объединяются в сеть. После этого
остается только выбрать производителя.
Основным критерием при выборе сервера СУБД является
отказоустойчивость и пропускная способность сетевого интерфейса. Поскольку
разрабатываемый программный продукт будет использоваться ежедневно в
рабочее время, а работать с ней будут 10 сотрудников, загруженность сетевой
инфраструктуры будет равна 30%. При этом загруженность сервера баз данных
будет составлять 25%. Поэтому отсутствует необходимость в покупке
высокопроизводительного сервер с сетевым адаптером скоростью в 1Gbps,
достаточно ограничиться интерфейсом в 100Mbps.
41
В результате анализа критериев выбора серверного оборудования можно
заключиться, что сервер, используемый в организации, обладает необходимой
мощностью для того, чтобы обеспечить оперативное и отказоустойчивое
функционирование проектируемой информационной системы. В качестве сервера
баз данных будет использован сервер, построенный на платформе HP ProLiant
DL365 G5, обладающий характеристиками, перечисленными в таблице 7.
Таблица 7
Характеристика сервера баз данных
Наименование
Спецификация
Процессор
Двуядерный Intel® Xeon® X5260 с тактовой
частотой 3,3 Гц.
Количество процессоров
2
Оперативная память
16 Гб (расширяемая до 64Гб)
Жесткий диск
Тип «SAS» 4 диска 147 Гб и 2 диска 73 Гб
Количество жестких
дисков
6 (расширяемо до 8)
Питание
Дополнительно резервный блок питания 800Вт с
горячей заменой
Приведем обоснование выбора представленной платформы Использование
двух процессоров позволят при использовании SQL-сервера осуществить
эффективное распараллеливание задач, которые будут выполняться на сервере.
Оперативная память объемом 16 Гб будет достаточной для осуществления
обработки больших объемов информации, используемых на данный момент в базе
данных, а также последующего увеличения вычислительной нагрузки, так как на
данный момент пиковый размер занятой оперативной памяти составляет 6 Гб.
Использование 6 жестких дисков применяется для обеспечения надежности
функционирования серверной операционной системы. Также был организован
RAID массив из двух жестких дисков каждый по 73 ГБ (такого объема достаточно
для работы ОС). Операционная система установлена на отдельный от файлов базы
данных жесткий диск для обеспечения безопасности и производительности.
Для того, чтобы обеспечить надежность хранения данных в формате
Structured Query Language (SQL) был организован массив жестких дисков
большего объема – 147 Гб. Жесткого диска такого объема достаточно для
внедрения нового функционала, на данный момент объем занятого пространства
занимает 53Гб, при условии того что в базе данных информация будет храниться
в течении 5 лет.
42
Так же отдельно необходимо хранить данный в форматах mdf (файл базы
данных), а также транзакции в виде файлов ldf (файл транзакций), для чего
необходим еще один массив, аналогичный предыдущему по размеру.
Пользовательские ПК, существующие в организации, имеют достаточный
уровень производительности для функционирования разрабатываемой
информационной системы, в связи с чем не подлежат модернизации.
43
2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Разработка проекта автоматизации
2.1.1. Этапы жизненного цикла проекта автоматизации
Процесс разработки программного обеспечения (ПО) является достаточно
сложным комплексом действий. Поэтому существует несколько стандартов,
которые содержат рекомендации относительно процесса разработки
программного обеспечения. Современные стандарты в области разработки
программного обеспечения не предписывают четких и однозначных схем
построения структуры жизненного цикла ПО. Международные стандарты
регламентируют перечень видов деятельности, из которых должен состоять
процесс разработки, и вводят ту или иную структуру жизненного цикла
разработки ПО.
Существуют стандарты, определяющие различные элементы в структуре
жизненных циклов ПО. Основу таких элементов составляют технологические
процессы – структурированные наборы деятельностей, решающие некоторую
общую задачу или совокупность задач, такие, как процесс определения
требований, процесс разработки, процесс сопровождения ПО, процесс
обеспечения качества, процесс разработки документации, процесс тестирования
и пр.
Рекомендуемый состав стадий жизненного цикла программного
обеспечения регламентируют стандарты ISO, которые описывают
технологические процессы. Стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010
«Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы
жизненного цикла программных средств» определяет общую структуру
жизненного цикла ПО в виде трехуровневой модели, элементами которой
являются процессы, виды деятельности, задачи [2]. Процессы объединены в
четыре группы: основные процессы, поддерживающие процессы,
организационные процессы, адаптация. Процессы состоят из отдельных видов
деятельности.
Отечественной разработкой стал стандарт ГОСТ 34 [1]. Согласно этому
стандарту жизненный цикл процесса разработки АИС делится на следующие
этапы:
44
1. Формирование требований к АС.
2. Разработка концепции АС.
3. Техническое задание.
4. Эскизный проект.
5. Технический проект.
6. Рабочая документация.
7. Ввод в действие.
8. Сопровождение АС.
У этого стандарта есть один недостаток: стандарт является старым. В этом
стандарте заложены устаревшие представления об архитектуре АИС. Примерами
этого являются следующие утверждения:
Программные продукты двухуровневые, включающие клиентскую
программу и сервер СУБД.
Описание структуры таблиц базы данных дает представление о
логической модели данных.
Используется однооконный пользовательский интерфейс.
Система содержит небольшое количество отчетов, они являются
бумажными и печатаются принтере матричного типа.
АИС разрабатывается для решения задач обработки данных, которые
имеют четкий вход и выход и являются узкоспециализированными. Основу
обработки информации составляет алгоритм.
Для разработки системы был выбран стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-
2010, потому его основу составляет классическая модель разработки ПО и все
процессы являются детализированными до уровня шаблонов проектной
документации.
Рассмотрим модели жизненного цикла программного продукта. Когда
программные продукты только начинали разрабатываться, они имели
однородную структуру и каждое приложение являлось единым целым. Поэтому
для разработки программных продуктов такого типа применялась каскадная
модель жизненного цикла программного обеспечения.
Основной характеристикой этой модели является деление всего процесса
разработки программного обеспечения на ряд этапов. При этом переходы между
45
этапами осуществлялись только после полного завершения работ на текущем
этапе. Каждый этап каскадной модели завершался выпуском полного пакета
проектной документации, которой достаточно для продолжения процесса
разработки другой командой разработчиков.
Каскадная модель была разработана в 1970 году, и она являлась первой
моделью, которая формализовала структуру этапов разработки ПО, что придавало
особое значение исходным требованиям к программному обеспечению и этапу
проектирования системы, а также созданию документации на ранних этапах
процесса разработки. Структура каскадной модели представлена на рисунке 8.
Рисунок 8. Структура каскадной модели жизненного цикла программного
обеспечения
На схеме этапов каскадной модели жизненного цикла программного
обеспечения видно, что процесс разработки осуществляется при помощи
упорядоченной последовательности шагов. Каскадная модель предусматривает
начало каждой фазы только тогда, когда полностью завершается выполнение
предыдущей фазы. При этом у каждой фазы есть определенные критерии входа и
выхода: входные и выходные данные.
Требования к проектируемой АИС определяются на стадии анализа и затем
документируются в техническом задании, которое является опорным документом
при создании АИС. Каждая стадия каскадной модели должна завершаться
выпуском полного комплекта проектной документации, которая включает в себя:
46
1. Техническое задание;
2. Эскизный проект;
3. Технический проект;
4. Рабочую программу.
Перечисленный пакет документов является достаточным для продолжения
процесса разработки другой командой разработчиков. Критерий качества при
использовании каскадной модели жизненного цикла программного обеспечения
– точное соответствие спецификациям технического задания на разработку АИС.
При этом особое внимание разработчики уделяют достижению оптимального
значения технических характеристик разрабатываемой АИС:
производительности, объема занимаемой памяти и т.д.
Переход от одного этапа проекта к другому осуществляется с помощью
формального обзора проекта. При этом клиент получает общее представление о
процессе разработки, а также происходит проверка качества программного
продукта. Как правило, стадия обзора проекта указывает на присутствие
договоренности между командами разработчиков и заказчиков о завершении
текущей фазы. Окончание каждого этапа разработки АИС удобно принимать за
стадию в процессе выполнения проекта.
При завершении определенных фаз проекта происходит формировании
базовой линии, которая в данной точке осуществляет фиксацию состояния АИС.
При возникновении потребности во внесении изменения в проект, используется
формальный процесс изменений.
В критических точках каскадной модели жизненного цикла программного
продукта происходит формирование базовых линий, последняя из которых
является базовой линией продукта. После формирования заключительной базовой
линии производится обзор приемки.
С ростом объема коммерческих проектов разработки программных
продуктов было установлено, что детальная проработка проекта разрабатываемой
системы не всегда удается на этапе анализа, потому что многие аспекты
функционирования АИС в динамических сферах деятельности меняются во время
создания информационной системы. В связи с этим потребовалось внесение
изменений в процесс разработки АИС таким образом, чтобы гарантировалось
47
внесение необходимых исправлений после завершения какого-либо этапа
разработки. Это послужило созданию итерационной модели жизненного цикла
программного продукта.
Каскадная модель жизненного цикла разработки АИС являлась идеальной,
поскольку только очень простые проекты проходили все этапы создания ПО без
участия в каких-либо итерациях — возвратов на предыдущие этапы разработки
программных средств. Например, на этапе программирования могло быть
обнаружено, что реализация некоторой функции является очень громоздкой,
неэффективной и вступает в противоречие с требуемой от системы
производительностью. В таких случаях может потребоваться перепроектирование
или переделка спецификаций требований к АИС. При разработке больших АИС
необходимость в итерациях может возникать регулярно на любой стадии
жизненного цикла как из-за допущенных на предыдущих шагах ошибок и
неточностей, так и из-за изменений внешних требований к условиям
эксплуатации системы.
Итерационную модель также называют моделью с промежуточным
контролем или моделью с циклическим повторением фаз. Структура
итерационной модели представлена на рисунке 9.
Рисунок 9. Итерационная модель жизненного цикла программного обеспечения
48
При использовании итерационной модели жизненного цикла разработки
программного обеспечения существует возможность устранения недостатков
проектирования и программирования на более поздних стадиях при частичном
возврате на предыдущие стадии. При этом чем позже будет выявлена ошибка, тем
дороже ее исправление. Если стоимость усилий, необходимых для обнаружения
и устранения ошибок на стадии написания кода, принять за единицу, то стоимость
выявления и устранения ошибки на стадии выработки требований будет в 5-10 раз
меньше, а стоимость выявления и устранения ошибки на стадии сопровождения –
в 20 раз больше.
В такой ситуации важным становится этап формулирования требований в
разрабатываемой АИС, составление спецификаций технического задания и
создание архитектуры системы. Системные аналитики несут личную
ответственность за все последующие изменения в проектных решениях. Важно
учитывать, что объем проектной документации может исчисляться тысячами
страниц, а число согласований документов может быть огромным. В связи с этим
многие проекты так никогда и не покидают этап планирования, впав в «паралич
анализа». Одним из возможных путей исключения подобных ситуаций является
макетирование (прототипирование) программных средств.
Спиральная модель жизненного цикла программного продукта является
классическим примером применения эволюционной стратегии разработки
программных средств. Модель была разработана Б. Боэмом в 1988. Основу
модели составляют лучшие свойства каскадной модели жизненного цикла с
учетом процесса макетирования, к которым был добавлен новый элемент – анализ
риска, который отсутствовал в этих моделях. Спиральная модель состоит из
четырех этапов, которые представлены четырьмя квадрантами спирали.
Структура спиральной модели представлена на рисунке 10.