Проектирование информационных систем

Москва

ИНФРА-М

2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ 
ИНФОРМАЦИОННЫХ

СИСТЕМ

Н.Н. ЗАБОТИНА

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано 

Учебно-методическим объединением 

по образованию в области прикладной информатики 

в качестве учебного пособия для студентов 

высших учебных заведений, обучающихся 

по специальности 09.03.03 «Прикладная информатика 

(по областям)» и другим экономическим специальностям

Заботина Н.Н. 
Проектирование информационных систем: Учеб. пособие. — 

М.: ИНФРА-М, 2020. — 331 с. + Доп. материалы [Электронный 
ресурс; Режим доступа http://www.znanium.com].  — (Высшее образование: Бакалавриат). — www.dx.doi.org/10.12737/2519.

ISBN 978-5-16-004509-2 (print)
ISBN 978-5-16-104187-1 (online)

В пособии представлены методы и средства проектирования  инфор
мационных систем на основе структурного и объектно-ориентированного 
подходов с использованием CASE-средств, методика применения вспомогательных средств управления проектом, а также разработка распределенных 
информационных систем  архитектуры клиент/сервер. Особое внимание 
в учебном пособии уделено практическому освоению современных программных продуктов моделирования и создания проектов информационных 
систем.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по на
правлениям 09.03.03 «Прикладная информатика» и 09.03.02 «Информационные системы и технологии».

УДК 681.3+681.5(075.8)

ББК 32.973.26я73

З12

УДК 681.3+681.5(075.8)
ББК 32.973.26я73

З12

© Заботина Н.Н., 2011

Р е ц е н з е н т ы : 
А.И. Уринцов, д.э.н., профессор, зав. кафедрой «Управление знаниями и прикладной информатики в менеджменте» Московского государственного университета экономики, статистики и информатики 
(МЭСИ);
В.В. Дик, д.э.н., профессор, зав. кафедрой «Информационный менеджмент и электронная коммерция» Московской финансово-промышленной академии

ISBN 978-5-16-004509-2 (print)
ISBN 978-5-16-104187-1 (online)

Материалы, отмеченные знаком 
, 

доступны в электронно-библиотечной системе Znanium.com

ПРЕДИСЛОВИЕ

Создание современных электронно-вычислительных машин позволило автоматизировать обработку данных во многих сферах человеческой деятельности. Без современных систем обработки данных 
трудно представить сегодня передовые производственные технологии, управление экономикой на всех ее уровнях, научные исследования, образование, издательское дело, функционирование средств 
массовой информации и многое другое. 
Одним из наиболее распространенных классов систем обработки 
данных являются информационные системы. Информационные системы используют ресурсы нескольких категорий — средства вычислительной техники, системное и прикладное программное обеспечение, информационные, лингвистические и человеческие ресурсы. 
К категории информационных систем часто относят многие системы 
обработки данных, которые не только поддерживают информационную модель предметной области, но и позволяют решать на ее основе некоторые классы задач управленческого, исследовательского, 
конструкторского или иного характера.
На сегодняшний день, постоянно находясь в развитии, тенденции 
современных информационных технологий приводят к постоянному 
возрастанию сложности информационных систем (ИС), создаваемых 
в различных областях экономики. Современные крупные проекты 
ИС характеризуются следующими особенностями:
 
• сложность описания (достаточно большое количество функций, 
процессов, элементов данных и сложные взаимосвязи между 
ними);
 
• наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов 
(подсистем), имеющих свои локальные задачи и цели функционирования; отсутствие прямых аналогов, ограничивающее возможность использования каких-либо типовых проектных решений и прикладных систем;
 
• необходимость интеграции существующих и вновь разрабатываемых приложений;
 
• функционирование в неоднородной среде на нескольких аппаратных платформах.
Указанные сложности способствовали появлению программнотехнологических средств специального класса, так называемых 
CASE-средств, призванных повысить эффективность разработки 

программного обеспечения. Первоначальное значение CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения, в настоящее время приобрело новый смысл, 
охватывающий процесс разработки сложных информационных систем в целом. 
Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных 
средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл программного обеспечения. 
Наиболее трудоемкими этапами разработки ИС являются этапы 
анализа и проектирования, в процессе которых CASE-средства обеспечивают качество принимаемых технических решений и подготовку проектной документации. При этом большую роль играют методы 
визуального представления информации. Это предполагает построение структурных или иных диаграмм в реальном масштабе времени, 
использование многообразной цветовой палитры, сквозную проверку синтаксических правил. Графические средства моделирования 
предметной области позволяют разработчикам в наглядном виде изучать существующую ИС, перестраивать ее в соответствии с поставленными целями и имеющимися ограничениями. 
На современном рынке средств разработки ИС достаточно много 
систем, в той или иной степени удовлетворяющих перечисленным 
требованиям. Технология разработки ИС, основывающаяся на решениях фирмы Computer Associates, продуктом которой является 
CASE-пакет AllFusion Modeling Suite, содержащий в себе набор инструментальных средств, таких как ERwin, BPwin и другие, является 
одной из лучших среди подобных систем данного класса. Применяя 
CASE-пакет AllFusion Modeling Suite, при проектировании информационной системы необходимо обозначить следующие задачи:
 
• изучить CASE-технологию проектирования ИС;
 
• изучить технологию создания ИС на основе методологии IDEF;
 
• освоить средства проектирования ИС AllFusion Modeling Suite 
(BPwin и ERwin);
 
• разработать функциональную модель предметной области;
 
• разработать логическую и физическую модели предметной области в ERwin Data Modeler;
 
• установить взаимосвязь модели данных ERwin с моделью процессов BPwin;
 
• установить связь модели данных ERwin с базами данных (настольной и сетевой) архитектуры клиент/сервер.
Применение CASE-технологии при создании ИС позволит автоматизировать основные этапы проектирования и значительно сократить время на разработку. 

Эффективность проектирования ИС обеспечивается требованиями качества проекта в отведенное для него время, учитывая минимальные стоимостные и трудовые затраты. Повышение эффективности проектирования ИС можно обеспечить, если разработать систему управления проектом, которая включает в себя 
взаимосвязанную совокупность технических, программных, организационно-методических и информационных средств. Важной составной частью системы управления проектами являются инструментальные средства, реализующие методы сетевого планирования 
и управления. Одним из самых распространенных инструментов 
управления проектами в настоящее время является MS Project.
Обработка исходных данных о проекте в среде MS Project на стадии планирования предоставляет необходимую информацию для 
решения следующих задач:
 
• оценить возможность и реальность воплощения данного проекта;
 
• оценить ресурсы, требуемые для реализации проекта, и выполнить 
рациональное их распределение;
 
• оценить время, необходимое для выполнения как отдельных работ 
по проекту, так и всего проекта в целом;
 
• оценить риски, связанные с незавершенностью как отдельных 
работ по проекту, так и всего проекта в целом;
 
• оценить стоимость проекта и оптимально распределить финансовые затраты.
На стадии выполнения проекта MS Project позволяет решать следующие задачи управления проектом:
 
• проводить постоянный мониторинг процесса выполнения проекта;
 
• выявлять узкие места в распределении ресурсов;
 
• своевременно выявлять угрозы незавершенности проекта;
 
• осуществлять взаимосвязь менеджеров проекта.
На стадии завершения проекта сохраненная в базах данных MS 
Project информация позволяет подготовить требуемую отчетность 
о выполнении проекта.
Инструменты, входящие в состав MS Project, обеспечивают реализацию следующих принципов автоматизированного управления 
проектами:
 
• обеспечение интуитивно понятной технологии управления проектами независимо от их уровня сложности;
 
• расширение доступности и сотрудничества при коллективной работе над проектом;
 
• применение единых принципов управления проектами в сочетании с возможностью гибкой настройки рабочей среды конкретным пользователем с учетом особенностей решаемых им задач.

Появление мощных вычислительных систем с распределенными 
ресурсами в пределах одного компьютера, локальных корпоративных 
и внешних сетей, технологий поиска и многомерного анализа данных привело к использованию распределенных систем обработки 
данных для крупных территориально разнесенных предприятий, 
поддерживаемых и сопровождаемых современными информационными технологиями и системами. Способы конкретной организации 
процессов обработки и технические решения чрезвычайно разнообразны, однако архитектура таких систем является, как правило, 
двух — или трехзвенной архитектурой клиент-сервер. Актуальность 
распределенной обработки данных заключается в том, что пользователь получает возможность работать с базами данных и хранилищами данных, прикладными программами и сервисами, расположенными на разных узлах сети и обеспечивающими оперативную обработку данных. Основное достоинство клиент-серверной технологии 
заключается в использовании стандартизированного средства общения прикладного компонента с ядром СУБД — специализированном 
языке SQL. Разработка распределенных баз и технологий распределенной обработки данных существенно расширяет возможности как 
создания, так и использования данных при проектировании информационных систем.
Учебное пособие «Проектирование информационных систем» 
соответствует содержанию профессиональной образовательной программы ГОС по специальностям 080801 и 230201.
080801 «ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА (по областям)». 
Для данной специальности в пособие включены следующие разделы дисциплины «Проектирование ИС» согласно ГОС:
 
• Основные компоненты технологии проектирования ИС. Методы 
и средства проектирования ИС. Краткая характеристика применяемых технологий проектирования. Требования, предъявляемые 
к технологии проектирования ИС. Выбор технологии проектирования ИС.
 
• Проектирование документальных БД: анализ предметной области, разработка состава и структуры БД, проектирование логикосемантического комплекса.
 
• Проектирование фактографических БД: методы проектирования; концептуальное, логическое и физическое проектирование. 
Принципы и особенности проектирования интегрированных 
ИС.
 
• Автоматизированное проектирование ИС с использованием 
CASE-технологии. Функционально-ориентированный и объектно-ориентированный подходы.
 
• Межсистемные интерфейсы и драйверы; интерфейсы в распределенных системах. Стандартные методы совместного доступа 

к базам и программам в сложных информационных системах 
(драйверы ODBC).
230201 «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ». 
Для данной специальности в пособие включены следующие разделы дисциплины «Проектирование ИС».
 
• Общая характеристика процесса проектирования ИС.
 
• Структура инфологической модели ИС.
 
• Разработка функциональной модели ИС.
 
• Исходные данные для проектирования.
 
• Разработка пользовательского интерфейса.
 
• Инструментальные средства проектирования ИС.
Пособие состоит из 5 частей и 16 глав.
Первая часть включает 4 главы и описывает структурный подход 
к проектированию информационных систем: методологии, технологии и инструментальные средства функционального моделирования бизнес-процессов. Рассматривается пошаговое построение 
функциональной модели предметной области современными средствами CASE-технологии. Приведен лабораторный практикум функционального моделирования в программе AllFusion Process Modeler 7.1.
Вторая часть состоит из 3 глав и посвящена концептуальному моделированию базы данных на основе методологии IDEF1 c помощью 
понятий сущность-связь. Рассматривается связь модели данных 
ERwin с базой данных архитектуры клиент/сервер при создании корпоративных информационных систем. Приведен лабораторный 
практикум концептуального моделирования в программе AllFusion 
ERwin Data Modeler 7.1.
Третья часть состоит из 4 глав и раскрывает объектно-ориентированный подход к проектированию информационных систем на основе универсального языка моделирования UML. Рассматривается 
инструмент создания объектных моделей AllFusion Component Mode ler. Приводятся разработка диаграмм UML для предметной области и сравнительный анализ структурного и объектно-ориентированного подходов.
Четвертая часть состоит из 3 глав и описывает технологию управления процессом проектирования информационных систем средствами MS Project 2003. Рассматриваются две основные стадии процесса управления: планирование и отслеживание проекта. Приведен 
лабораторный практикум по управлению проектами в MS Project.
Пятая часть состоит из 2 глав и посвящена разработке информационных систем на основе модели клиент/сервер. Описываются технологии создания распределенных ИС, лабораторный практикум по 
изучению MS SQL Server и разработка сетевых приложений на примере базы данных предметной области: клиентской и серверной час

тях, а также манипулирование данными предметной области с помощью языка SQL.
Материал пособия детально проработан, большое внимание уделено методическим указаниям к выполнению лабораторных занятий 
в различных программных средах, описывающих непрерывный процесс проектирования ИС, что, несомненно, должно помочь студентам при изучении одноименной дисциплины успешно овладеть технологиями, методами и средствами при создании ИС.
Учебное пособие может быть также полезно специалистам, занимающимся проектированием и разработкой информационных систем, системным аналитикам и специалистам в области информационных технологий.

Часть 1  
МЕтОДОЛОгИя функцИОнаЛьнОгО 
МОДЕЛИРОВанИя

глава 1. 
ОРганИзацИя ПРОЕктИРОВанИя ИС 
МаСштаба ПРЕДПРИятИя

1. 1. аВтОМатИзацИя ОСнОВных ВИДОВ ДЕятЕЛьнОСтИ 
ПРЕДПРИятИя

До недавнего времени на многих предприятиях России активно 
внедрялись системы автоматизации бизнеса, а в качестве основного 
инструментария чаще выступали модернизированные информационные системы. И уже сейчас эти предприятия стоят перед необходимостью перехода на качественно новый уровень организации 
бизнеса и заинтересованы в максимально эффективном использовании программных продуктов. Поэтому сегодня создаются компании, которые разрабатывают информационные системы под заказ, 
дополняя лучшие международные практики знанием российских 
реалий, умением предложить отечественным предприятиям те варианты решения, которые в наибольшей степени учитывают нашу 
специфику.
Целью автоматизации любого предприятия в общем случае является:
1) cокращение трудозатрат на выполнение типовых информационных процессов;
2) cокращение численности управленческого персонала;
3) внедрение новых ИТ, изменение условий и характера деятельности организации;

4) сбор, обработка, хранение и представление данных о деятельности организации и внешней среде в виде, удобном для 
финансового и любого другого анализа и использования при 
принятии управленческих решений, т.е. повышение качества 
информации для принятия управленческих решений;
5) автоматизация выполнения бизнес-операций (технологических 
операций), составляющих целевую деятельность предприятия;
6) автоматизация процессов, обеспечивающих выполнение основной деятельности.
Для того чтобы реально оценить эффективность системы, очень 
важно понимать, какие задачи может решать правильно разработанная информационная система:
 
• Планирование производственной деятельности. Составление производственных планов различного уровня — от стратегических до 
оперативных — и проверка возможности их исполнения в соответствии с состоянием производственных мощностей и людских 
ресурсов. Степень детализации планов различного уровня различна — от набора продукции для решения задач стратегического 
планирования до конкретных материалов или производственных 
операций для оперативного управления производством; 
 
• Управление закупками, запасами, продажами. Это автоматизация 
процессов планирования и учета для задач снабжения (материально-технического обеспечения) производства, сбыта готовой 
продукции и управления складскими запасами; 
 
• Управление финансами. Как правило, это ведение бухгалтерии, 
расчеты с дебиторами и кредиторами, учет основных средств, 
управление наличными средствами и планирование финансовой 
деятельности; 
 
• Управление персоналом. В подсистеме управления персоналом реализованы все основные потребности работы с кадрами: наем 
и увольнение персонала, учет сведений о сотрудниках, планирование их карьерного роста, расчет заработной платы и учет рабочего времени. Рассмотрение персонала как отдельного вида ресурса позволяет связать воедино кадровый потенциал предприятия и производственные планы, что также возможно при 
использовании информационной системы; 
 
• Управление затратами. Сюда относятся учет всех затрат предприятия и калькуляция себестоимости готовой продукции или услуг; 
 
• Управление проектами/программами. Современная деятельность 
предприятия все чаще рассматривается через призму реализации 
производственных проектов или программ, для которых могут 
осуществляться отдельное планирование и учет; 
 
• Проектирование продукции и технологических процессов. Информация о составе продукции, технологических маршрутах ее изго