Проектирование IP-систем

В. П. Корячко Ю. М. Цыцаркин Е. Ю. Скоз





Проектирование IP-систем










Допущено УМО вузов Российской Федерации по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Информатика и вычислительная техника»





Москва
Горячая линия - Телеком
2015

УДК 004.4’22
ББК 32.973.26-018.2
    К70


Рецензент : доцент кафедры «Системы автоматизированного проектирования»
      МГТУ им. Н. Э. Баумана, канд. техн. наук В. А. Мартынюк




        Корячко В. П., Цыцаркин Ю. М., Скоз Е. Ю.

К70 Проектирование IP-систем: Учебное пособие для вузов. — М.: Горячая линия — Телеком, 2015.— 224 с.: ил.
     ISBN 978-5-9912-0477-4.
         Описаны современные представления о процессах проектирования и разработки IP-систем, моделей жизненных циклов систем. Рассмотрены вопросы, связанные с системным описанием объектов проектирования, системами управления проектированием, проектной инфраструктурой и внешней системной средой. Дано процессное видение создания и управления созданием информационного продукта.
         Для студентов, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника» в рамках изучения курса «Разработка САПР», будет полезно аспирантам и специалистам.
ББК 32.973.26-018.2

Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU

       Корячко Вячесёав Петрович Цыцаркин Юрий Михайлович, Скоз Иаена Юрьевна! 1РОИКТИРОВЛ! 1ИИ IP-СИС'ТИМУчебное пособие для вузов






                                        Все права защищены.
Ёюбая часть этого изда^ия ^е может быть воспроизведе^а в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разре0е^ия правообладателя
               © ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия — Телеком»
                                        www.techbook.ru
                            © В.П. Корячко, Ю.М. Цыцаркин, Е.Ю. Скоз

Глава





                1




      СИСТЕМЫ:
      ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ, ИНТЕРПРЕТАЦИЯ И РОЛЬ ПЕРСОНАЛА








             В настоящее время человек тесно связан с различными цифровыми технологиями и их применением для моделирования и/или поддержки систем. Такое расширение процессов использования цифровых устройств и программных средств управления как открывает новые возможности, так и создает новые проблемы. В результате привлечения людей-операторов и объединения аппаратных и программных средств системы усложняются до беспрецедентного уровня. Среди ряда факторов, вносящих вклад в их сложность, следует отметить два наиболее критичных:
      • внутреннее различие между аппаратными, программными средствами и людьми;
      • отсутствие гармонизации и интеграции используемых дисциплин при создании продукта как системной и программной инженерии, управления и финансов.
      Эти факторы создают трудности в управлении и проектировании ИТ-систем. Поэтому необходима общая основа, которую можно будет использовать для улучшения связи и взаимодействия дисциплин, обеспечивающих создание, применение и управление современными ИТ-системами в интегрированном согласованном режиме.

Глава 1

    Такая основа охватывает жизненный цикл ИТ-систем, в который включают временной период от зарождения идеи до снятия системы с эксплуатации. Сюда, как правило, входят как процессы приобретения (заказа), так и поставки систем, изделий и услуг, конфигурируемых одним или более элементами, входящими в число трех подсистем: аппаратные, программные и человеческие ресурсы.
    Кроме того, эта основа включает оценку и усовершенствование жизненного цикла.
    Системы, созданные человеком, разрабатываются и используются для обеспечения услуг в определенных средах на благо пользователей и других участников. Они могут включать один или несколько элементов из числа следующих:
    • аппаратные средства;
    • программные средства;
    • ассоциированные процессы;
    • процедуры;
    • специальные средства;
    • естественные явления.
    На практике они рассматриваются как изделия и/или услуги.
    Восприятие и определение конкретной системы, ее архитектуры и системных элементов зависит от интересов и обязанностей наблюдающих лиц. Систему, представляющую интерес для одного пользователя, можно рассматривать как элемент системы, представляющей интерес для другого пользователя. И наоборот, ее можно рассматривать как часть эксплуатационной среды для системы, представляющей интерес для третьего пользователя.
    Роль персонала в системной интерпретации двояка: с одной стороны — это пользователи, с другой — элементы системы. В первом случае человек-пользователь является бенефициаром эксплуатации системы (то есть получает экономическую выгоду). Во втором — человек является оператором, выполняющим заданные системные функции. Отдельный человек может быть пользователем и элементом системы одновременно или последовательно.
    Персонал делает вклад в производительность и характеристики многих систем, используя специальные знания и умения, гибкость или юридические основания. Независимо от того, в каком качестве выступают люди (пользователи или операторы), они представляют самые сложные элементы с непредсказуемым

Системы: жизненный цикл, интерпретация и роль персонала 5

поведением. Кроме того, им требуется защита от возможной опасности.
      Учитывая вышесказанное, человеческий фактор необходимо учитывать в процессах жизненного цикла системы по следующим аспектам:
      • эргономика;
      • безопасность системы;
      • оценка вреда для здоровья;
      • людские ресурсы;
      • персонал и обучение;
      Эти вопросы являются предметом рассмотрения в специальных дисциплинах и нормативно-технических документах (ISO/IEC 13407).

Глава





                2




            СИСТЕМНЫЙ ИНЖИНИРИНГ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЭТАПЫ, ПРОЦЕССЫ И РАБОТЫ







        2.1.      ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ТЕРМИНЫ СИСТЕМНОГО ИНЖИНИРИНГА

          Рассмотрим основные термины, руководствуясь современными требованиями нормативно-технической документации.
    1.   Acquirer (заказчик) — участник, приобретающий или покупающий систему, изделие или услугу у поставщика.
    Примечание. Вместо термина «заказчик» могут использоваться следующие термины: закупщик, клиент, владелец, пользователь или покупатель.
    2.   Activity (работа) — набор действий, требующих времени и ресурсов, выполнение которых необходимо для достижения, реализации или вклада в реализацию одного или более результатов. [На основе IEEE Std 610.12—1990, Standards Glossary of Software Engineering Terminology (глоссарий терминологии по проектированию программных средств, соответствующих стандарту IEEE).]
    3.   Baseline (базовая линия) — спецификация или изделие, которое прошло формальную проверку, было утверждено и впоследствии используется в качестве базиса для дальнейшей разработки, и может быть изменено только при выполнении формальных процедур контроля изменений. [IEEE 610 Standard ComputerDictionary (словарь по вычислительной технике).]
    4.   Enabling system (система активизации) — система, дополняющая проектирующую систему на этапах жизненного цикла.

Системный инжиниринг: характеристики, этапы, процессы и работы

7

      Примечание: Например, если система переходит на этап изготовления, то необходима система активизации изготовления.
      5.   Life cycle model (модель жизненного цикла) — структура процессов и работ, связанных с жизненным циклом, которая также используется в качестве общего эталона для обмена информацией и понимания.
      6.   Operator (оператор) — отдельное лицо или организация, обеспечивающее функциональность системы за счет своих знаний, умений и/или процедур.
      Примечание 1. Роль оператора и роль пользователя может быть поручена (одновременно или последовательно) отдельному лицу или организации.
      Примечание 2. Отдельный оператор (с его знаниями, умениями и/или процедурами) может рассматриваться как системный элемент данной системы.
      7.   Process (процесс) — совокупность взаимосвязанных работ, преобразующих входы в выходы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 9000/2000).
      8.   Resource (ресурс) — элемент, который используется или расходуется при выполнении процесса.
      Примечание 1. Ресурсы могут содержать различные элементы, такие как персонал, используемые средства, капитальное оборудование, инструмент, а также средства обеспечения (электроэнергия, коммуникационная структура и т. п.).
      Примечание 2. Ресурсы могут быть многократного применения, обновляемыми или потребляемыми
      9.   Stage (этап) — период в рамках жизненного цикла системы, связанный с описанием ее состояния и/или с самой системой.
      Примечание 1. Этапы связаны с основными контрольными точками системы, определяющими достигнутый процесс или достижение поставленных целей на протяжении жизненного цикла.
      Примечание 2. Возможно совмещение этапов.
      10.   System (система) — комбинация взаимодействующих элементов, организованных таким образом, чтобы обеспечивалось достижение одной или нескольких поставленных целей.
      Примечание 1. Система может рассматриваться как изделие и/или как обеспечиваемая этой системой услуга.
      Примечание 2. На практике интерпретация этого понятия часто уточняется ассоциативным словом, например, авиационная система или информационная система
      11.   System element (системный элемент) — любая часть системы как часть или как целое.

Глава 2

    12.   System life cycle (жизненный цикл системы) — развитие системы во времени, от разработки концепции до снятия с эксплуатации.
    13.   User (пользователь) — отдельное лицо (или группа лиц), получающее преимущества, выгоду от использования проектируемой системы в эксплуатационных условиях.
    Примечание. Пользователь может быть также оператором.
    14.   Trade off (компромиссное решение) — действие, связанное с принятием решения и заключающееся в выборе различных требований и альтернативных решений на основе общей выгоды участников.
    15.   Validation (валидация) — подтверждение выполнения требований по конкретному целевому применению или использованию при наличии объективных доказательств.
    Примечание. Валидация жизненного цикла системы представляет собой совокупность работ, гарантирующих и повышающих уверенность в том, что система способна обеспечить возможность целевого применения, а также достижения поставленных целей и задач [ISO 9000/2000].
    16.   Verification (верификация) — подтверждение выполнения заданных требований при наличии объективных доказательств.
    Примечание. Верификация жизненного цикла системы представляет собой совокупность работ, заключающихся в сравнении продукта жизненного цикла системы с требуемыми характеристиками этого продукта. Продукты жизненного цикла системы могут включать заданные требования, описания проекта и саму систему (но не ограничиваются этими продуктами) (ISO 9000/2000).
    17.   Design verification (верификация проекта) — процесс оценки соблюдения требований проектной архитектуры до прошедшей верификацию функциональной архитектуры и выполнения прошедших валидацию базовых требований.
    Примечание. Определение без ссылок на источник следует из стандарта ГОСТ Р. ИСО/МЭК 15288.


        2.2.     МОДЕЛИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
          ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И СИСТЕМ

          Ключевым понятием управления проектом и проектирования программного продукта является жизненный цикл проекта (Project Life Cycle Management — PLCM) и жизненный

Системный инжиниринг: характеристики, этапы, процессы и работы 9

цикл системы (Life Cycle). В общем случае, жизненный цикл определяется моделью и описывается в форме методологии (метода). Модель жизненного цикла определяет концептуальный взгляд на организацию жизненного цикла. В практике — это задание комплекса работ, их детальное содержание и ролевая ответственность специалистов на всех этапах выбранной модели жизненного цикла. Обычно определяют и саму модель, а также рекомендуемые практики (работы и задачи), позволяющие максимально эффективно воспользоваться соответствующей методологией и ее моделью. Термин «жизненный цикл разработки программного обеспечения» (Software life cycle — SLC) появился как ответ на вызов надвигавшегося кризиса программного обеспечения (ПО) еще в 1968 г. и характеризовал последовательность событий, происходящих при разработке ПО. К концу 1970-х гг. предложенные У. Ройс и Б. Боэм методы позволили осуществлять контроль каждой стадии процесса разработки, что существенно улучшило качество процесса, а также увеличило производительность работ в рамках процесса разработки программ.
      Тогда речь шла в основном о каскадной модели цикла SLC (рис. 2.1).

Глава 2

    При разработке ПО действия проводят по графику последовательно от блока к блоку. Однако в большинстве случаев разработчикам необходимо обратиться к предыдущей стадии, чтобы выполнить задачи, которые не были в свое время достаточно разрешены. Если же требования, в виду своей неоднозначности и сложности, не были четко разрешены, приходится возвращаться к стадии определения требований. После уточнения требований приходится повторно возвращаться к разработке, и так может быть несколько раз. Все это, с учетом относительной независимости некоторых работ и задач (по управлению, по работе с данными, общие работы), позволяет совмещать их выполнение. Так появляются новые модели жизненного цикла, а также методологии с соответствующим инструментарием.
    К настоящему времени мировое сообщество разработчиков и пользователей информационных систем пришло к однозначному выводу, что каскадная модель старомодна, упрощена и не соответствует современным требованиям. Для решения этих проблем появились: спиральная модель, быстрая эволюционная модель прототипирования, V-образная модель, инкрементная модель и т. д.
    Современная точка зрения заключается в том, что необходимо использовать уникальные модели или комбинации моделей для уникальных проектов. Принципы выбора соответствующих моделей определяются свойствами и номенклатурой требований, составом команды разработчиков и пользователей, а также типами проектов и их особенностями.
    Определение, трактуемое действующим стандартом ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207.
    Модель жизненного цикла — структура, состоящая из процессов, работ и задач, включающих в себя разработку, эксплуатацию и сопровождение программного продукта, описывающая жизнь системы от установления требований к ней до прекращения ее использования. Современные концепции и практики гибкого моделирования и расширенного RUP (Rational Unified Process) предлагают следующие уровни жизненного цикла, определяемые содержанием работ (рис. 2.2).
    Жизненный цикл разработки программного обеспечения — проектная деятельность по разработке и развертыванию программных систем.
    Жизненный цикл программной системы включает разработку, развертывание, поддержку и сопровождение.