В настоящее время процесс проектирования информационных систем состоит из двух основных этапов:

1.     Моделирование предметной области (ПрО);

2.     Непосредственно проектирование информационной системы.

При этом модели и подходы, используемые на разных этапах разработки информационных систем, сильно различаются. Таким образом, возникает ряд проблем, основной из которых является не соответствие модели информационной системы моделям предметной области.

Данная проблема возникает в виду эмпирического проектирования модели ИС по моделям предметной области.

При проектировании информационных систем применяется два основных подхода: процессный (в некоторых источниках структурный) подход и объектно-ориентированный подход [1].

При этом ни один из данных подходов не позволяет провести этапы моделирования и проектирования от начала до конца.

Таким образом, возникает необходимость создания такого подхода, который позволит объединить процессный и объектно-ориентированный подходы.

Предлагаемый подход

В данной статье будут рассмотрен подход, позволяющий произвести интеграцию моделей процессного и объектного подходов. Данный подход позволит решить проблему не соответствия моделей информационной системы и предметной области.

Структура предлагаемого подхода представляет собой последовательность шагов (Рисунок 1):

1.     Составление образа объекта;

2.     Составление концептуальной модели;

3.     Составление технологической модели;

4.     Составление модели реализации.

Другими словами, на входе имеется образ (цель), в котором выделяем свойства. Относительно образа составляется концептуальную модель, представляющая собой набор характеристик и правил их взаимодействия. Далее на основе концептуальной модели составляется технологическая модель, при этом взаимосвязь моделей должна поддерживаться на уровне правил взаимодействия характеристик. После чего составляется модель реализации, которая в конечном счете должна быть идентична образу, но в терминах информационной системы.

Данная структура позволяет получить целостную модель, отвечающую всем требованиям выдвигаемым экспертом предметной области (конечным пользователем). Следовательно, предлагаемый подход позволяет решить проблему несоответствия моделей ПрО и моделей ИС.

Далее распишем данную структуру и процесс её получения более подробно.

Итак, в основе подхода лежит идея представление модели предметной области и модели ИС в виде свойств (Рисунок 2). Такое представление позволит описывать модели на одном уровне и в конечном счете интегрировать их. Интеграция моделей в свою очередь позволит формально описывать переход от свойств предметной области к технологическим свойствам (свойствам информационных систем).

Для того, чтобы описать свойства предметной области, необходимо:

1.     Поставить цель, которую необходимо достичь.

2.     Далее необходимо определить свойства цели.

3.     Произвести декомпозицию каждого свойства на подсвойства.

4.     Представить свойства в виде действия

5.     Выделить правила взаимосвязи действий.

Распишем данную последовательность более подробно. Эксперт предметной области (пользователь) ставит цель по получению определенного результата. Данную цель можно представить в виде набора свойств. Для более подробного представления над каждым свойством производится операция декомпозиции. Полученный набор подсвойств необходимо представить в виде  действия по получению данного свойства. В свою очередь, из полученных действий необходимо выделить функции, непосредственно представляющие реализацию определенного свойства. В итоге имеем цепочку, представляющую собой: цель – свойство – действие – функция.

Основная идея заключается в том, что если пользователь формулирует теоретическое свойство и в системе не находится сопоставимого с ним технологического свойства, то необходимо производить детализацию свойств как теоретических, так и практических, до тех пор пока на некотором уровне n не получится функционально сопоставить теоретическое свойство с практическим.

В связи с этим необходимо разработать модель, которая позволить производить данные манипуляции со свойствами.

Однако возникает ряд проблем, одной из которых является переход от свойств к функциям реализующих данное свойство.

Связующим звеном в решении этой проблемы может быть предложено использование абстракции «Действие» [4]. Данная абстракция позволит описывать получение необходимых свойств, с последующим выделение из них функций.

Основой любого действия является цель, которая анализируется и разбивается на элементы, функции и инструменты действия [1, 3]. Разбивая цель на такие компоненты, мы получаем действие по получению данной цели. Аналогично анализируются элементы, функции и инструменты, при этом мы имеем действия по их получению, и т.д. Полученные в ходе анализа элементы, функции, инструменты действия более низкого уровня синтезируются, чтобы снова получить цель, как показано на рисунке 6. Если цель не получена, то необходимо проверить содержание компонентов действия и изменить их.

Для информационных систем предлагаются следующие типы характеристик: методика, элементы, функции и инструменты [3]. Также отмечается, что выполнение индивидом (субъектом) любого действия с использованием тех или иных типов характеристик порождает результат действия. Далее в данном исследовании будут использоваться приведенные выше типы характеристик.

Необходимо отметить, что для проектирования конфигурируемых ИС нужно учитывать как сам процесс (процессный подход), так и наполнение процесса конфигурирования содержанием (объектный подход) [5].

Произведя все вышеописанные действия над свойствами мы получаем структуру, которая позволяет получить модель информационной системы из свойств предметной области.

Суммируя выше написанное в данной главе, можно сделать вывод, что актуальность и новизна данного подхода очевидна. В предлагаемом подходе используются элементы как процессного, так и объектного подходов, но в совершенно новой трактовке. Этот факт позволяет получать модели ИС соответствующие требованиям конечных пользователей, что решает проблемы проектирования ИС обозначенные в начале статьи.

*Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-07-04102 «Разработка методов моделирования пользовательских данных в гибких конфигурируемых информационных системах»

 

Список литературы

1.     Беликов А.Н. Обзор и Анализ методов и средств проектирования конфигурируемых информационных систем, Известия ЮФУ. Технические науки, г. Таганрог, 2014, с 137-141

2.     Беликов А.Н., Белоусова С.А., Борисова Е.А. Реализация метода построения абстракции математических операций на языках программирования высокого уровня // Известия ЮФУ. Технические науки, г. Таганрог, 2'2015, с 141-148

3.     Рогозов Ю.И. Системный подход к созданию метода разработки информационных объектов на основе метамоделей // Информатизация и Связь. 2011. № 7. P. 57–62.

4.     Рогозов Ю.И. Понятие метасистемы как методологической основы создания системы. // Промышленные АСУ и контроллеры. 2013. №2. С.38-46

5.     Свиридов А.С. Конфигурирование информационных систем с точки зрения систем управления // Известия ЮФУ. Технические науки, г.Таганрог, 6'2014, с 148-172