Тема 2. Средства информационных технологий в системах обеспечения управленческой деятельности МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Тема 2. Средства информационных
технологий в системах обеспечения
управленческой деятельности
Рассматриваются вопросы стандартизации разработки управляющих
информационных систем. Обращается внимание на основные международные стандарты и, в частности на IDEF- и RUP-технологии моделирования бизнес-процессов.
Цель темы – дать первоначальное знакомство со стандартами моделирования бизнес-процессов и структур данных.
Задачи темы:
 познакомиться с методикой моделирования бизнес-процессов и
структур данных по IDEF0- и IDEF1X-технологии;
 познакомиться с методикой визуального моделирования по RUPтехнологии;
 познакомится с табличной технологией моделирования бизнеспроцессов.
Оглавление
1. Современные стандарты информационных технологий в системах обеспечения
управленческой деятельности ............................................................................ 1
2. Основные информационные технологии моделирования управленческой
деятельности .................................................................................................... 2
3. Использование IDEF-технологии и RUP-технологии в управленческой
деятельности .................................................................................................... 5
3.1. IDEF-технология моделирования бизнес-процессов .................................... 5
3.2. RUP-технология создания представлений информационных систем .............. 9
4. Технология автоматизированных табличных сценариев (ATS-технология) ........ 10
4.1. ATS-технология создания сценариев ....................................................... 10
4.2. Использование ATS-технологии в управленческой деятельности................ 11
5. Выводы ...................................................................................................... 11
6. Вопросы для самопроверки .......................................................................... 12
1. Современные стандарты информационных технологий в системах обеспечения
управленческой деятельности
Сложность и разнообразие задач управленческой деятельности приводят к
необходимости широкого использования информационных технологий. Это значит, что необходимо разрабатывать информационные системы, в которых эти технологии реализуются. Информационная система позволяет по-новому подходить к
решению традиционных задач управления организацией и обращаться к новым
1
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
задачам, которые без применения информационных технологий нельзя было решить.
В настоящее время считается, что бизнес-процессы в организациях должны
модернизироваться, а то и полностью видоизменяться каждые два-три года. Поэтому разработка информационных систем должна осуществляться еще быстрее.
В этом отношении становятся необходимыми стандарты разработки информационных систем. Полезными прежде всего являются стандарты жизненного цикла
информационной системы. К ним относятся:





международный стандарт ISO 12207;
международный стандарт ISO 10303;
комплекс ГОСТ 34;
стандарты IDEF;
стандартный язык UML технологии RUP.
Международный стандарт ISO 12207 ориентирован на любые типы проектов
информационных систем. Он определяет стратегию и общий порядок разработки
системы и охватывает весь жизненный цикл ее, от концептуализации идей до
внедрения системы.
Международный стандарт ISO 10303 предназначен для описания предметных
областей автоматизации в виде моделей объектов и методов обмена данными
между ними. В основе стандарта лежит язык описания данных EXPRESS.
Комплекс ГОСТ 34 был разработан в 1980-х годах как совокупность стандартов
разработки автоматизированных систем для различных объектов автоматизации.
Он рассчитан на взаимодействие заказчика и разработчика. Большое внимание
уделено содержанию проектных документов, распределению обязанностей между
исполнителями и т. д.
Стандарты IDEF отображают и анализируют модели деятельности различных
систем в различных разрезах. Широта и глубина исследования процессов в системе определяется самим разработчиком так, чтобы, с одной стороны, не перегружать модели излишними данными, а с другой стороны, не потерять цели исследования. Популярность IDEF-технологии вызвана продуманностью методологии, хорошей формализуемостью и структурированностью моделей.
Наконец, стандартный язык UML, используемый для визуального моделирования бизнес-процессов в RUP-технологии, предлагает систему обозначений, которую можно использовать при создании систем самого различного назначения. Порядок разработки системы определен в RUP-технологии, где все эти обозначения
приведены в диаграммах соответствующих представлений системы.
Среди множества других стандартов, касающихся информационных технологий, подробно рассмотрим два вида стандартов: IDEF и UML. Они являются международными стандартами и пользуются заслуженной популярностью. Кроме того,
будет рассмотрена методика табличного описания сценариев бизнес-процессов.
Все методологии обеспечены технологиями разработки и соответствующими средствами автоматизации проектирования.
2. Основные информационные технологии
моделирования управленческой
деятельности
2
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Необходимость моделирования бизнес-процессов управленческой деятельности
была понята аналитиками, когда в 1990-х годах рентабельность многих предприятий стала падать. Тогда менеджеры поняли, что трудно оптимизировать затраты
так, чтобы продукция оставалась и прибыльной, и конкурентоспособной.
Моделирование бизнес-процессов стало достаточно простым и наглядным, когда появились соответствующие программные продукты. Они позволили менеджерам быстро и наглядно получать полное представление о деятельности предприятия, обнаружить и устранить «узкие места» и т. д.
Информационные технологии моделирования можно разделить на две большие
группы:
 моделирование для описания процессов;
 математическое моделирование для решения задач управления.
В первой группе информационные технологии моделирования ориентированы
на создание описательных моделей, которые должны решать следующие задачи:
 получить полное представление о производственном процессе;
 изучить все ситуации управления производственным процессом;
 проанализировать
o полноту действий при принятии управленческих решений,
o отсутствие «узких мест»,
o качество выполняемых действий.
К информационным технологиям моделирования первой группы относятся:
 описание предметной области на языке EXPRESS стандарта ISO 10303;
 функциональное моделирование стандарта IDEF;
 визуальное моделирование на языке UML в RUP-технологии.
Вторая группа информационных технологий предназначена для решения отдельных задач, которые хорошо формализуются, структурируются и описываются
математическими методами.
Математические модели
 дают возможность понять процесс управления;
 осуществляют предсказание поведения объекта управления;
 просчитывают всевозможные ситуации при принятии управленческих реше-
ний;
 дают возможность детально изучить нештатные ситуации.
В управленческой деятельности встречаются следующие виды математических
моделей:
 статические модели
o создание заданных функций,
o оптимизация критериев в виде заданных функционалов,
o решение алгебраических уравнений;
 динамические модели
o стационарные,
o динамические.
Технологическими инструментами математического моделирования являются
 табличные процессоры
o встроенные в сложный программный продукт,
o самостоятельные;
 математические пакеты программ,
3
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
 математические системы автоматизированного моделирования.
С табличными процессорами студенты хорошо знакомы в результате изучения
дисциплины «Информатика». К математическим системам автоматизированного
моделирования можно отнести систему MathCAD. Она позволяет не только решить
математическую задачу, но получить математический документ, оформленный
с использованием принятых математических обозначений.
Характерным примером математического пакета программ является MatLab. Его
функции следующие:
 ввод чисел в различных форматах и видах (скалярный, векторный, матрич-
ный);
выполнение операций над векторами и матрицами;
построение и использование стандартных функций;
построение двух- и трехмерных графиков;
исследование процессов во времени и пространстве.
Структура MatLab показана на рис.1.




Рис. 1. Структура MatLab
Ядро составляет основу пакета. Оно поддерживает работу во время сеанса моделирования и решает следующие задачи:
запуск пакета на исполнение;
оформление рабочих окон;
управление процессом моделирования;
вызов необходимых файлов;
реализация основных стандартных функций;
реализация основных операций.
Вспомогательные файлы позволяют






 согласовать пакет с конкретным оборудованием пользователя;
 выводить результаты на экран дисплея;
 печатать отчеты и графики.
Tool Box – это набор инструментальных файлов, имеющих расширение .m и
предназначенных для решения определенных математических задач. Так, имеются наборы для решения оптимизационных и финансовых задач, моделирования
систем управления и т. д.
4
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Наборы .m -файлов пользователя дают возможность многократно обратиться
к решению своей задачи. Они могут собираться в нужные каталоги и требуют при
этом правильного обращения к ним.
Пакет MatLab имеет два режима работы:
 интерактивный;
 программный.
Интерактивный режим позволяет
 вводить данные по порядку;
 сразу же получать результат вычислений;
 реализовывать сценарий моделирования.
Интерактивный режим осуществляется командами, которые задаются в строке
командного окна. Выполнение команд происходит тут же, в командном окне получается и результат моделирования.
Программный режим предполагает написание и использование своих .mфайлов. Они могут использоваться многократно. Программы делятся на сценарии
и функции. В сценарии используется множество созданных или стандартных
функций. В функциях реализуются конкретные вычисления.
3. Использование IDEF-технологии и RUPтехнологии в управленческой деятельности
3.1. IDEF-технология моделирования бизнеспроцессов
IDEF-технология разработки информационных систем опирается на международные стандарты комплекса IDEF (Integrated computer aided manufacturing +
DEFinition), позволяющие формализовать все процессы жизненного цикла. Эта
технология дает возможность построить модели деятельности предприятия, отражающие все механизмы и принципы взаимодействия бизнес-процессов [13, 20,
21]. Технология поддерживается средствами автоматизации проектирования
BPWin, ERWin.
Современный комплекс IDEF основан на стандарте 1980-х годов SADT
(Structured Analysis and Designer Technique) [14, 17]. Используемые в стандарте
SA (Structured Analysis)-модели в комплексе IDEF стали функциональными моделями бизнес-процессов. Основа стандарта SADT – декомпозиция модели на модели нижних уровней – сохранилась в комплексе IDEF полностью в виде совокупности функциональных моделей. Комплекс IDEF расширился по сравнению со стандартом SADT за счет включения новых объектов. Сейчас он содержит:
IDEF 0 – методологию функционального моделирования.
IDEF 1Х – методологию моделирования структуры данных.
IDEF 2 – методологию динамического моделирования.
IDEF 3 – методологию документирования процессов в системе.
IDEF 4 – методологию построения объектно-ориентированных систем.
IDEF 5 – методологию онтологического (принципиального, структурного) исследования системы.
Как стандарт IDEF 0 был разработан в 1981 году в рамках программы автоматизации промышленных предприятий – ICAM (Integrated Computer Aided






5
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Manufacturing). Аббревиатура IDEF строится из обозначения этой программы –
IDEF = I CAM + DEF inition.
С помощью простого (в отличие от громоздкого SA-языка стандарта SADT) и
наглядного языка IDEF 0 разрабатываемая система предстает в виде совокупности
функциональных моделей, удобных для подробного и тщательного изучения бизнес-процессов (рис. 2).
Рис. 2. Иерархия IDEF 0-моделей
Как правило, моделирование средствами IDEF 0 – первый шаг на этапе системного анализа жизненного цикла системы. Методы и средства этого шага определяют IDEF 0-технологию разработки информационной системы.
Продолжение исследований приводит к IDEF 3-технологии, которая используется для анализа процессов, происходящих в изучаемой системе. С помощью
IDEF 3-технологии описываются сценарии в виде последовательности операций
для каждого процесса, происходящего в функциональной модели. Поэтому
IDEF 0-модели связаны с IDEF 3-сценариями, так как каждая IDEF 0-модель может
быть представлена в виде одного или нескольких IDEF 3-сценариев (рис. 3). Сценарием здесь называют описание последовательности изменений свойств моделируемого объекта в рамках изучаемого процесса. Сценарий строится по физической модели Аij в виде диаграммы последовательности этапов процесса и диаграммы состояний.
6
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Рис. 3. IDEF 3-сценарии для модели Аij
IDEF 1Х-технология направлена на построение реляционных структур данных.
В этой технологии с помощью логических моделей разрабатывается база данных
информационной системы. Решаются задачи нормализации базы данных, документируются результаты разработки (рис. 4). Исходная логическая модель может
представлять собой одну большую таблицу, хранящую все возможные данные системы. Нормализованная логическая модель разбита на небольшие таблицы, связанные друг с другом так, чтобы образовать непротиворечивую нормализованную
базу данных.
Рис. 4. IDEF1Х-технология
Затем, согласно IDEF 1Х-технологии, создаются приложения для решения следующих задач:
 пополнение нормализованной базы данных;
 просмотр данных в каждой из таблиц;
 построение запросов для
o выборки данных из таблиц,
o просмотра данных в таблицах,
o выполнения вычислений.
Остальные технологии комплекса (IDEF 2, IDEF 4, IDEF 5) менее популярны и
не нашли широкого распространения при разработке информационных систем.
Информационные технологии автоматизируется с помощью CASE (Computer
Aided System Engineering)-средств, которые позволяют упростить процессы принятия технических решений, ускорить оформление системной документации.
CASE-средством является программный продукт, обеспечивающий все указанные
возможности автоматизированного проектирования информационных систем.
7
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Обратим внимание на два CASE-средства, которые находят широкое применение в IDEF-технологии.
BPWin – это CASE-средство высокого уровня для построения моделей стандарта
IDEF 0:
 функциональные модели бизнес-процессов;
 диаграммы сценариев;
 диаграммы потоков данных.
Функциональные модели строятся для
 существующих бизнес-процессов (модель AS - IS);
 идеальных бизнес-процессов (модель TO - BE).
Функциональные модели строятся в виде иерархических диаграмм, которые от
верхнего уровня – контекстной диаграммы – доходят до декомпозиционных диаграмм низкого уровня.
Диаграммы сценариев описывают действия и события, которые должны быть
обработаны за заданный промежуток времени. Сценарий сопровождается описанием процессов и может быть использован для документирования каждой функции системы. Следовательно, сценарии являются частью системного анализа, так
как дают возможность проанализировать ситуацию во времени и описать объекты,
участвующие в одном процессе одновременно. Вместе с функциональными моделями сценарии содержат всю необходимую для имитационного моделирования
информацию.
Диаграммы потоков данных описывают обработку данных в системе. С их помощью можно получить наглядное представление о следующих объектах:
функции обработки данных;
документы, участвующие в обработке;
внешние ссылки;
хранилища данных.
Совокупность построенных диаграмм потоков данных создает модель обработки информации в системе. Кроме того, в BPWin осуществляется стоимостной анализ эксплуатации моделируемой системы.




Таким образом, BPWin позволяет создать полезную документацию разрабатываемой системы, согласование которой с заказчиком существенным образом сокращает вероятность рисков.
ERWin – это CASE-средство для построения логической и физической моделей
данных информационной системы по стандарту IDEF 1X. Эти модели продолжают
процесс изучения предметной области, начатый в BPWin по IDEF 0-технологии.
Данные являются сутью всякого бизнес-процесса в экономике. Поэтому основным
объектом логической модели служит сущность. Она характеризуется своими атрибутами, наиболее полно отражающими свойства сущности. Связав сущности различного рода связями, получают логическую модель данных.
Физическая модель данных указывает типы данных, применяемых в выбранной
СУБД. В ней используются только те виды связей между сущностями, которые
поддерживаются в этой СУБД. Благодаря этому физическая модель связывается со
своей СУБД, реализуя в ней требуемую схему данных. Иными словами, создается
структура базы данных информационной системы.
На основе построенных моделей автоматически строятся приложения информационной системы для следующих программных сред:
8
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
1. Power Builder (непосредственно).
2. Visual Basic (с помощью специальной библиотеки программ).
3. Delphi (с помощью Meta Base).
Модели ERWin гарантируют правильность и нормальность построенных при
проектировании информационной системы баз данных. Обсуждение построенных
моделей с заказчиком, как и раньше, уменьшает вероятность рисков.
3.2. RUP-технология создания представлений
информационных систем
RUP-технология служит тем же целям, что и IDEF-технология. Технология
Rational Unified Process (RUP) использует международный язык моделирования
UML (Unified Modeling Language). С его помощью строятся модели бизнеспроцессов. Технология поддерживается средством автоматизации проектирования
Rational Rose.
В работе [11] подробно описан рациональный унифицированный процесс
(Rational Unified Process) разработки информационных систем. Он и приводит
к RUP-технологии, в которой активно используется UML. Язык прошел процесс
стандартизации в рамках консорциума OMG (Object Management Group) и сейчас
является международным стандартом.
Методология RUP структурирована в двух направлениях:
1. Время (разделение жизненного цикла системы на фазы и версии).
2. Компоненты процесса (набор средств для решения определенных задач).
Разработка состоит из следующих временных этапов:
Задание – определение общей задачи системы.
Проработка – планирование необходимых работ и ресурсов.
Создание – построение системы.
Переходный период- поставка системы пользователю.
С точки зрения компонентов процесс разработки делится на следующие стадии:




Построение бизнес-модели.
Определение требований к системе.
Анализ и проектирование.
Реализация и внедрение.
На этапах задания и проработки используется язык UML. С его помощью строятся бизнес-модели, определения требований, анализа и проектирования системы. При этом документирование результатов хорошо автоматизировано с помощью CASE-средства Rational Rose.




Rational Rose – это CASE-средство, поддерживающее стандарты языка UML.
С его помощью строится последовательность представлений системы на UML.
На завершающей стадии моделирования автоматически создаются приложения
информационной системы для следующих программных сред:
1. C++.
2. Visual Basic.
3. Power Builder.
4. Java.
Rational Rose дополняется специальными программами:
9
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
1. Model Mart – хранилище моделей, обеспечивающее разработчиков
a. доступом к готовым, стандартным моделям,
b. доступом к типовым моделям и их фрагментам,
c.правом выбрать требуемый тип доступа.
2. ERWin Translation Wizard – утилита, которая транслирует модели данных
Rational Rose в соответствующие модели данных ERWin и обратно.
3. ErWin Examiner – инструмент, анализирующий структуру базы данных
и ищущий в ней возможные ошибки, в частности, нормализации.
Таким образом, стандарты комплекса IDEF и языка UML хорошо обеспечены
средствами автоматизации и находят в связи с этим широкое применение в информационных технологиях.
4. Технология автоматизированных
табличных сценариев (ATS-технология)
4.1. ATS-технология создания сценариев
ATS-технология обеспечивает менеджера методическими материалами. Технология Automatic Tables Scenario (ATS) дает возможность строить и оперировать
таблицами, в которых отражаются модели бизнес-процессов. Технология поддерживается средством автоматизации проектирования в виде mdb-файла, созданного в среде СУБД Access.
Автоматизированный табличный сценарий позволяет получить описание информационной системы в виде совокупности таблиц и диаграмм (частный случай
таблиц). В результате:
 имеется полный набор моделей системы;
 разработка моделей формализована;
 просто автоматизируется процесс разработки моделей.
Поскольку все модели системы оформляются в виде таблиц, автоматизация
разработки осуществляется с помощью систем управления базами данных.
К недостаткам табличных сценариев по сравнению с описанными ранее IDEF- и
RUP-технологиями следует отнести:
 потерю наглядности, так как отсутствуют графические образы;
 трудности с документированием моделей;
 разработка имеет характер интерпретации в среде выбранной системы
управления базой данных;
 специальную подготовку разработчика в области баз данных.
CASE-средство ATS разработано в виде mdb-файла в СУБД Access и имеет простой, понятный пользовательский интерфейс для построения требуемых сценариев. Он представлен формой с вкладками, которые зависят от используемого режима:
 ввод базисных объектов;
 ввод производных объектов;
 получение результатов автоматического проектирования.
10
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
4.2. Использование ATS-технологии
в управленческой деятельности
Таблицы и диаграммы позволяют строить сценарии бизнес-процессов автоматизированным способом. Это объясняется тем, что табличная обработка информации может быть реализована с помощью компьютеров. Хранение данных в таблицах, как было показано раньше, представляет собой самый рациональный способ
организации машинных данных.
Обработка табличных данных происходит с помощью систем управления базами данных. Таблицы и диаграммы представляют собой удобные объекты, над которыми выполняются операции компьютерной математики. Далее будет показано,
как можно таблицы объединять, пересекать, вычитать и т. д.
Табличный сценарий управленческой деятельности представляет собой совокупность связанных таблиц и диаграмм, из которых формальным способом можно
получить самые разнообразные отчеты. Они образуют ряд моделей, необходимых
для правильного понимания процессов принятия решений при управлении организацией.
В общем виде табличный сценарий можно представить в виде схемы, показанной на рис. 5.
Рис. 5. Общая схема табличного сценария
В таблицах исходных данных собираются все необходимые для моделирования
сведения. Их ввод осуществляется вручную. В диаграммах введенные в таблицы
данные связываются, чтобы затем автоматически получить отчеты структуризации
данных и модели обработанных данных.
5. Выводы
1. Стандарты разработки информационных систем необходимы для определения единой методологии создания систем.
2. Моделирование управленческой деятельности – важный этап системного
анализа.
11
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
3. IDEF-технология позволяет выполнить функциональное моделирование бизнес-процессов и построить структуры обрабатываемых в них данных.
4. RUP-технология позволяет выполнить визуальное моделирование бизнеспроцессов в виде целого ряда диаграмм на языке UML.
5. ATS-технология описывает сценарии бизнес-процессов с помощью таблиц и
диаграмм.
6. Вопросы для самопроверки
1. Зачем нужны стандарты разработки информационных систем?
2. Какие задачи решает стандарт ISO 12207?
3. Какие задачи решает стандарт ISO 10303?
4. Что такое комплекс ГОСТ 34?
5. Зачем нужен стандарт IDEF?
6. Что такое UML?
7. Что такое IDEF0-технология?
8. Что такое IDEF3-технология?
9. Что такое IDEF1X-технология?
10. Что такое иерархия IDEF0-моделей?
11. Что такое RUP-технология?
12. Как структурирована RUP-технология?
13. Что такое ATS-технология?
14. Что такое сценарий в ATS-технологии?
15. Как выглядит табличный сценарий?
12