Методы и средства проектирования информационных систем

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА 
ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
ИНФОРМАЦИОННЫХ 
СИСТЕМ

Н.Н. ЗАБОТИНА

Рекомендовано 
Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия 
для учебных заведений, реализующих программу среднего 
профессионального образования по специальности 
09.02.04 «Информационные системы (по отраслям)» 
(протокол № 13 от 16.09.2019)

Москва
ИНФРА-М
2020

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК [004+681.5](075.32)
ББК 32.973.26я723
 
З12

Заботина Н.Н.
З12 
 
Методы и средства проектирования информационных систем : 
учебное пособие / Н.Н. Заботина. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 
331 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-015597-5 (print)
ISBN 978-5-16-104187-1 (online)
В учебном пособии представлены методы и средства проектирования 
информационных 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 уделено практическому освоению современных программных продуктов моделирования и создания проектов информационных 
систем.
Предназначено для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальности  09.02.04 «Информационные системы (по отраслям)».

УДК [004+681.5](075.32)
ББК 32.973.26я723

Р е ц е н з е н т ы:
Уринцов А.И., доктор экономических наук, профессор, заведующий 
кафедрой управления знаниями и прикладной информатики в менеджменте Московского государственного университета экономики, 
статистики и информатики (МЭСИ);
Дик В.В., доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой информационного менеджмента и электронной коммерции 
Московской финансово-промышленной академии

ISBN 978-5-16-015597-5 (print)
ISBN 978-5-16-104187-1 (online)

Материалы, отмеченные знаком 
, 
доступны в электронно-библиотечной системе Znanium.com

© Заботина Н.Н., 2020

ПРЕДИСЛОВИЕ

Создание современных электронно-вычислительных машин по
зволило 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 разрабатыва
емых приложений;

• функционирование в неоднородной среде на нескольких аппа
ратных платформах.

Указанные сложности способствовали появлению программно
технологических 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 под
держки 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 обла
сти в ERwin Data Modeler;

• установить взаимосвязь модели данных ERwin с моделью процес
сов BPwin;

• установить связь модели данных ERwin с базами данных (настоль
ной и сетевой) архитектуры клиент/сервер.
Применение CASE-технологии при создании ИС позволит авто
матизировать основные этапы проектирования и значительно сократить время на разработку. 

Эффективность проектирования ИС обеспечивается требова
ниями 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 ста
дии 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 финан
совые затраты.
На стадии выполнения проекта MS Project позволяет решать сле
дующие задачи управления проектом:
• проводить постоянный мониторинг процесса выполнения про
екта;

• 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 реа
лизацию следующих принципов автоматизированного управления 
проектами:

• обеспечение интуитивно понятной технологии управления про
ектами независимо от их уровня сложности;

• расширение доступности и сотрудничества при коллективной ра
боте над проектом;

• применение единых принципов управления проектами в сочета
нии 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 «Методы и средства проектирования информа
ционных систем» предназначено для междисциплинарного курса 
(МДК) с аналогичным названием и соответствует содержанию программного модуля ПМ.01 «Эксплуатация и модификация информационных систем» профессиональной образовательной программы 
ФГОС СПО для специальности 09.02.04 «Информационные системы 
(по отраслям)». 

Для данной специальности в пособие включены следующие раз
делы МДК.01.02.«Методы и средства проектирования информационных систем» согласно ФГОС СПО:
• 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 мо
делированию 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-ориентиро
ванный подход к проектированию информационных систем на основе универсального языка моделирования UML. Рассматривается 
инструмент создания объектных моделей AllFusion Component Modeler. 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 информа
ционных 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 частях, а также манипулирование данными предметной области с помощью языка SQL.

Материал пособия детально проработан, большое внимание уде
лено методическим указаниям к выполнению лабораторных занятий 
в различных программных средах, описывающих непрерывный процесс проектирования ИС, что, несомненно, должно помочь студен

там при изучении одноименной дисциплины успешно овладеть технологиями, методами и средствами при создании ИС.

Учебное пособие может быть также полезно специалистам, зани
мающимся 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

товления, разработка продукции в соответствии с требованиями 
клиентов, а также оценка затрат, которые понесет предприятие 
при выпуске такой продукции.
Как можно было заметить, информационные системы способны 
на многое. Но для получения эффективности при крупном капиталовложении при приобретении системы, следует правильно выбрать, 
какая именно система нужна. В данном случае придерживаться 
принципа «чем больше функций, тем лучше» не стоит. Чем больше 
система «может», тем дороже она стоит и существует вероятность 
того, что будут использоваться далеко не все ее функциональные 
возможности и она не окупит себя.
Начиная автоматизацию, любой руководитель прежде всего руководствуется экономической целесообразностью и эффективностью применения ИС. Существующий опыт создания ИС показывает, что реальная автоматизация в большинстве случаев не приводит к сокращению персонала, а снижение затрат является лишь 
косвенным фактором автоматизации. Но главная задача комплексной автоматизации — приобретение организацией принципиально 
новых качеств, ее конкурентоспособное преимущество. Процесс автоматизации осуществляется в различных масштабах, т.е. от отдельных задач до создания функционально полных автоматизированных 
ИС.
Для того чтобы говорить о системах автоматизации деятельности 
предприятия, следует сформировать некоторые требования, которые 
должны к ним предъявляться:
1. Обеспечение индивидуализации.
Обеспечение индивидуализированной работы с поставщиками 
и покупателями подразумевает:
 
• возможность индивидуальной политики по отношению к контрагенту, группе контрагентов;
 
• согласование документов конкретного контрагента с учетом индивидуальных политик (достаточно один раз согласовать цены — 
например, пятипроцентная скидка от базовой цены — и во всех 
документах (счетах) предназначенных для этого конкретного 
контрагента, будут фигурировать именно эти цены). 
Подобная информация должна храниться в системе, а не в голове 
менеджера, который может забыть или уволиться.
2. Автоматизация рутинных процессов.
Обеспечение автоматизации рутинных процессов, в особенности 
документооборота, внутри компании и с другими организациями. 
Наиболее типичный пример — пополнение запасов. При установленной норме минимального запаса на складе в 100 единиц система 
автоматически рассчитывает предположительный срок достижения 
этого предела. Связывается с системой фирмы поставщика и сооб