Проектирование информационных систем

ПРОЕКТИРОВАНИЕ 

ИНФОРМАЦИОННЫХ 

СИСТЕМ

В.В. Коваленко

2-е издание, переработанное и дополненное

Рекомендовано Учебно-методическим объединением 

учебных заведений Российской Федерации по образованию 

в области прикладной информатики в качестве учебного пособия 

для студентов (бакалавров и специалистов) и магистров высших учебных 

заведений, обучающихся по направлению 09.03.03 «Прикладная информатика» 

(профиль «Прикладная информатика в экономике»)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва                                        2023

ИНФРА-М

УДК 004.2(075.8)
ББК 32.973-02я73
 
К56

Коваленко В.В.

К56  
Проектирование информационных систем : учебное пособие / 

В.В. Коваленко. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 
357 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/987869.

ISBN 978-5-00091-637-7 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-014500-6 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-107012-3 (ИНФРА-М, online)

В учебном пособии рассмотрены особенности проектирования информационных 
систем (ИС), участвующих в реализации CALS-технологий: MRP/
MRPII/ERP-систем, систем электронной коммерции (В2В), управления 
цепочками поставок (SCM), управления взаимоотношениями с клиентами 
(CRM), а также систем поддержки принятия решений (OLAP). Освещены вопросы 
выбора технологии проектирования, программного инструментария 
для разработки проекта, построения функциональных и информационных моделей 
в среде пакетов Business Studio, MS Visio, Elma, AllFusion Modeling Suite 
и Oracle Designer 10g, а также разработки технической и эксплуатационной документации. 
Рассмотрены характеристики CASE-технологий и их реализация 
в среде Oracle Designer 10g. Выполнен сравнительный анализ стандартов организации 
жизненного цикла создания и использования ИС, даны практические 
рекомендации по разработке профилей стандартов, приведены примеры разработки 
проекта ИС по каскадной модели жизненного цикла, в том числе с использованием 
процессного подхода в управлении и автоматизации процессов. 
Рассмотрены модели архитектуры «клиент — сервер» и структура облачных 
вычислений. Подробно изучены современные подходы к выбору готовых ИС 
и их внедрению на автоматизируемых предприятиях.

Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных 
стандартов высшего образования последнего поколения.

Предназначено для студентов (бакалавров и специалистов) и магистров 

высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Прикладная информатика». 
Рекомендуется также преподавателям и специалистам, работающим 
в области информационных технологий.

УДК 004.2(075.8)
ББК 32.973-02я73

Р е ц е н з е н т ы:

А.Н. Пылькин, доктор технических наук, профессор, заведующий 

кафедрой вычислительной и прикладной математики Рязанского государственного 
радиотехнического университета;

Г.И. Нечаев, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой 
автоматизированных систем управления Рязанского государственного 
радиотехнического университета

ISBN 978-5-00091-637-7 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-014500-6 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-107012-3 (ИНФРА-М, online)

© Коваленко В.В., 2012
© Коваленко В.В., 2020, 

с изменениями

© ФОРУМ, 2020

Введение

У вас в руках книга, с помощью которой шаг за шагом автор 
вводит читателя в увлекательный мир проектирования современных 
информационных систем с помощью технологий, разработанных 
известными российскими и зарубежными фирмами. 
Обычно в учебниках по проектированию приводятся классификации 
информационных систем (ИС), а иногда почти весь учебник 
состоит из таких классификаций для всевозможных критериев. 
С точки зрения автора, это только затрудняет понимание читателями 
содержания учебного материала. Поэтому в пособии изучены 
только те информационные системы, которые обеспечивают управление 
ресурсами предприятия, изготавливающего продукцию или 
оказывающего услуги на определенных этапах жизненного цикла 
изделия в структуре CALS-технологий.
В книге подробно рассмотрены вопросы проектирования и внедрения 
информационных экономических систем классов MRP/ 
MRPII/ERP/CSRP. Назначение, функциональность, особенности 
проектирования и внедрения описаны также для систем, которые 
обеспечивают взаимоотношения с клиентами и поставщиками: 
систем электронной коммерции (В2В), управления цепочками 
поставок (SCM), управления взаимоотношениями с клиентами 
(CRM), а также поддержки принятия решений (OLAP) [52].
В пособии также исследованы проблемы реализации процес-
сного подхода в управлении, автоматизации бизнес-процессов 
и эволюции архитектур информационных систем от монолитных 
до облачных вычислений.
В главе 1 описаны стратегия CALS, структура CALS-технологий 
и информационные системы, которые эти технологии реализуют 
на различных этапах жизненного цикла изделий. Из многообразия 
систем для подробного изучения выбраны те, которые связаны 
с управлением производством, снабжением ресурсами и сбытом 
продукции (MRP/MRPII/ERP-системы, системы электронной 
коммерции типа В2В, управления взаимоотношениями с клиентами 
CRM и др.). Эти системы имеют одинаковые технологии проектирования, 
разработки и сопровождения, а также архитектуру 
построения — «клиент — сервер».
В главе 2 указаны общие сведения о методологии и технологии 
проектирования ИС, приведены наиболее популярные модели жизненного 
цикла ИС, изложены технологии проектирования Oracle 
CDM, MSF фирмы Microsoft, экстремальное программирование и др.

Наиболее подробно, до уровня выполняемых работ и задач, 
рассмотрены технологии на базе российских стандартов ГОСТ 34 
и Oracle CDM. Читатель может увидеть весь набор задач, последовательность 
их выполнения и принципы управления проектом. 
Детально описаны и проанализированы новые стандарты — ГОСТ 
P 53622—2009 «Стадии и этапы жизненного цикла, виды и комплектность 
документов» и ГОСТ P ИСО/МЭК 12207—2010 «Информационная 
технология. Системная и программная инженерия. 
Процессы жизненного цикла программных средств».
В главе 3 дана характеристика CASE-технологии и CASE-средств, 
приведена их классификация. Информационные системы по определенному 
набору характеристик классифицируются на малые, 
средние и крупные. С учетом этой классификации выдаются рекомендации 
по выбору программных инструментариев для проектирования 
ИС, которые в свою очередь классифицируются на малые, 
средние и крупные интегрированные средства моделирования.
Описана реализация CASE-технологии на базе пакета Oracle 
Designer/2000. Приведены типичные признаки CASE-технологии, 
объяснена схема применения утилит этого пакета при автоматизированном 
проектировании информационных систем.
Здесь же читатель знакомится с уровнями технологической зрелости 
предприятия-разработчика, которые позволяют оценить способность 
разработчика гарантировать успех проекта.
В главе 4 рассмотрены наиболее популярные методологии описания 
функциональных и информационных моделей: Swim Lane 
diagram, IDEF0, IDEF3, DFD, IDEF1X, Oracle Process Modeler. 
Описаны их возможности и особенности применения. Знакомство 
с этими методологиями осуществляется на примере пакетов 
AllFusion Process Modeler (BPwin), AllFusion Erwin Data Modeler 
(ERwin) и Oracle Designer 10g.
Исследованы вопросы интеграции IDEF0- и IDEFIX-моделей, 
связывания объектов модели данных с функциональной моделью, 
а также генерации физической базы данных в среде СУБД Access.
В главе 5 проведен сравнительный анализ международного 
стандарта ГОСТ P ИСО/МЭК 12207—2010 «Информационная 
технология. Системная и программная инженерия. Процессы жиз-
ненного цикла программных средств», ведомственного стандарта 
Oracle CDM и российских стандартов ГОСТ 34 с точки зрения 
их адаптивности к проектируемой ИС, общей структуры, степени 
ориентации на заказчика и разработчика.
В связи с отсутствием универсального, всеобъемлющего стан-
дарта большое внимание в главе уделено описанию профилей стан-

дартов и примера создания профиля стандартов для конкретного 
проекта с подробным описанием содержания технологической 
и эксплуатационной документации на всех этапах жизненного 
цикла создаваемой системы.
Глава 6 полностью посвящена реальным действиям системных 
аналитиков и проектировщиков при разработке проекта на основе 
программных инструментариев Business Studio, AllFusion Modeling 
Suite и Oracle Designer 10g. Рассмотрены вопросы построения мо-
делей AS IS и TO BE проектируемой системы. Предлагается при-
менение стратегической карты и методов формирования процессов 
для реализации элементов процессного подхода при построении 
модели TO BE, описан вариант автоматизации процессов на базе 
пакета бизнес-моделирования Elma. В виде самостоятельных раз-
делов представлены вопросы проектирования обеспечивающих 
подсистем — информационной и технической.
Глава 7 знакомит читателя с функциональным наполнением 
систем класса ERP, электронной коммерции типа В2В, управления 
цепочками поставок SCM, управления взаимоотношениями с кли-
ентами CRM [52], а также особенностями их проектирования и вне-
дрения. Предложен алгоритм реализации принципов SCM для сбы-
товой логистики. Показаны модели архитектуры «клиент — сервер» 
и структура облачных вычислений.
В главе 8 изучены принципы работы систем поддержки принятия 
решений на примере OLAP-систем, определены их функциональ-
ность и особенности построения многомерной базы данных, подробно 
рассмотрены шаги проектирования многомерной базы данных, при-
ведена классификация OLAP-систем: MOLAP, ROLAP и HOLAP.
Глава 9 посвящена вопросам выбора и внедрения информаци-
онных систем. Типовое внедрение ИС рассмотрено на базе паке-
тированных решений и модельно-ориентированного проектиро-
вания. Также описано типовое внедрение готовых программных 
продуктов на основе настройки их опций под автоматизируемую 
предметную область.
В конце каждой главы согласно ее теме размещен кейс в со-
ответствии с методом case-study (метод конкретных ситуаций). 
Решение кейса предполагает наличие навыков групповой работы 
студентов при анализе и синтезе информации, оценке альтернатив 
и принятии решений, которые всегда бывают неоднозначными.
В приложении детально описаны работы, выполняемые при про-
ектировании ИС по каскадной модели ЖЦ (ГОСТ P 53622—2009).
Отдельно представлены тесты, составленные по материалам, 
пройденным при изучении учебного пособия, и ответы к ним; темы 

рефератов и курсовых проектов и последовательность выполнения 
работы при подготовке типового курсового проекта.
Учебное пособие предназначено для бакалавров, обучающихся 
по направлениям 09.03.03 «Прикладная информатика» при из-
учении дисциплин «Проектирование информационных систем», 
«Проектный практикум», «Реинжиниринг и управление бизнес-
процессами», а также 38.03.05 «Бизнес-информатика» при из-
учении дисциплин «Управление жизненным циклом информаци-
онных систем», «Моделирование бизнес-процессов».
Книга также может быть полезна магистрантам, обучающимся 
по направлению 09.04.03 «Прикладная информатика» при из-
учении дисциплины «Методология и технология проектирования 
информационных систем», аспирантам и специалистам, рабо-
тающим в сфере проектирования или внедрения ИС.
Для понимания содержания учебного пособия читателю необ-
ходимы некоторые навыки работы с пакетами AllFusion Modeling 
Suite, Elma, Business Studio или MS Visio.
По итогам изучения данного учебного пособия студент будет:
знать
• 
методологии и технологии моделирования предметной об-
ласти, прикладных и информационных процессов;
• 
методологии и технологии проектирования ИС, а также 
обеспечивающих подсистем ИС;
• 
методы анализа прикладной области, информационных по-
требностей, формирования требований к ИС;
• 
методы и средства организации проекта ИС, а также управ-
ления им на всех стадиях жизненного цикла;
• 
нормативно-правовые документы, международные и отече-
ственные стандарты в области информационных систем и техно-
логий;
• 
методологические основы ИС с архитектурой «клиент — 
сервер» и облачных вычислений;
• 
технологии автоматизированного проектирования ИС;
уметь
• 
проводить обследование предметных областей, выявлять 
информационные потребности пользователей, формировать требо-
вания к ИС;
• 
моделировать и проектировать прикладные и информаци-
онные процессы;
• 
разрабатывать концептуальную модель прикладной области, 
выбирать инструментальные средства и технологии проектиро-
вания ИС;

• 
использовать нормативно-правовые документы, междуна-
родные и отечественные стандарты, касающиеся организации жиз-
ненного цикла, создания и использования ИС;
• 
проводить сравнительный анализ и выбор ИКТ для решения 
прикладных задач и создания ИС;
• 
принимать участие в управлении проектами создания ИС 
на стадиях жизненного цикла;
• 
документировать процессы создания ИС на всех стадиях 
жизненного цикла;
• 
принимать участие во внедрении, адаптации и настройке 
ИС;
• 
осуществлять презентацию ИС и начальное обучение поль-
зователей;
владеть
• 
навыками работы с инструментальными средствами моде-
лирования предметной области, прикладных и информационных 
процессов; 
• 
навыками управления требованиями к ИС;
• 
навыками выбора проектных решений по видам обеспечения 
ИС;
• 
навыками выполнения технико-экономического обосно-
вания проектных решений;
• 
навыками по разработке, внедрению и адаптации приклад-
ного программного обеспечения (ПО);
• 
навыками по составлению технической документации про-
ектов автоматизации и информатизации прикладных процессов;
• 
навыками по эксплуатации и сопровождению ИС.
Автор приносит благодарность начальнику отдела конструк-
торского бюро Юрию Васильевичу Рябцову за ценные замечания 
по вопросам стандартизации и особую признательность инженеру 
Елене Николаевне Кузиной за помощь при подготовке рукописи.

Предисловие ко второму изданию

Принятая Правительством РФ 28 июля 2017 г. программа 
«Цифровая экономика Российской Федерации» определяет клю-
чевую область образования для внедрения новых цифровых достижений, 
выступающую в качестве важнейшего фактора и способствующую 
дальнейшему развитию цифровых технологий. Учитывая 
то, что в программе основными принципами управления предприятиями 
объявляются управление процессами на основе автоматизированного 
анализа больших данных, мгновенное реагирование 
на изменения и интерактивность среды, ориентация на жизненные 
ситуации конкретного пользователя как на бизнес-процесс становится 
реальным решение проблем управления во всех отраслях.
Одной из таких проблем, соответствующей задачам программы, 
является проблема автоматизации процессов. Ее решение отвечает 
и другим положениям программы, касающимся сквозной автоматизации 
и интеграции управленческих процессов в единую информационную 
систему, перехода на обязательную оцифрованную техническую 
документацию и электронный документооборот (безбумажные 
технологии). Современные программные инструментарии 
в виде российских пакетов Business Studio и Elma позволят решить 
эти проблемы путем автоматической генерации регламентной документации 
и схем исполняемых бизнес-процессов (BPM-систем).
С учетом указанных задач, а также собственных представлений 
о развитии информационных технологий, сложившихся за время, 
прошедшее после выпуска предыдущего издания данного учебного 
пособия, автор внес соответствующие дополнения в новое издание.
Предложена версия объектно-ориентированного варианта нотации 
IDEF3 и нотаций пакета бизнес-моделирования Business 
Studio для построения функциональных моделей ТО ВЕ.
Рассмотрена реализация процессного подхода в управлении 
при сохранении функционального управления путем наложения 
сквозных процессов на традиционную функциональную структуру 
организации. Определен комплект ключевых элементов, необходимый 
для реализации процессного подхода, описаны особенности 
применения для управления цикла Деминга, изложены условия генерации 
регламентных документов в среде пакета Business Studio.
В качестве средства автоматизации бизнес-процессов предложено 
применение пакета бизнес-моделирования Elma для генерации 
BPM-систем (исполняемых процессов), которые обеспечи-

вают жесткий контроль выполнения своих обязанностей участниками 
процессов.
Для подсистемы информационного обеспечения детально опи-
саны некоторые особенности построения логических моделей баз 
данных, вызванные необходимостью использования классифика-
торов технико-экономической информации, учета состава входных 
и выходных документов, архивации плановых и фактических пока-
зателей бизнес-процессов.
Учитывая важность технического обеспечения, рассмотрены во-
просы проектирования подсистемы технического обеспечения в со-
ставе комплекса технических средств, технической документации 
и обслуживающего персонала.
Большое внимание уделено выбору архитектуры информаци-
онных систем: рассмотрены эволюция архитектур ИС от моно-
литных структур до облаков, существующие модели архитектуры 
«клиент — сервер» и реализация на их основе облачных вычи-
слений. Достаточно подробно изложен материал об архитектуре об-
лачных вычислений: сервисных моделях и моделях развертывания.
Для лучшего понимания концепции систем управления цепоч-
ками поставок (SCM-систем) предложен частный пример реали-
зации функционала SCM-системы только для сбытовой логистики.

Глава 1. 
СТРАТЕГИЯ CALS И КОМПЬЮТЕРНЫЕ 
СИСТЕМЫ ДЛЯ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ

1.1. СТРАТЕГИЯ CALS КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ 
КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ

Несмотря на стремительные изменения в окружающем мире, 
динамику развития бизнеса, основной задачей любого пред-
приятия остается повышение конкурентоспособности своих из-
делий и услуг. Условно конкурентоспособность можно представить 
в виде простой дроби, в числителе которой находится степень удо-
влетворения потребностей заказчика изделия, а в знаменателе — 
издержки предприятия при удовлетворении потребностей заказ-
чика. Таким образом, повышать конкурентоспособность изделия 
можно путем увеличения числителя и (или) уменьшения знамена-
теля этой дроби.
Под повышением степени удовлетворения потребностей заказ-
чика подразумевается создание изделия не только с требуемыми 
характеристиками, но и соответствующими показателями по по-
ставке, эксплуатации, обслуживанию, ремонту и модернизации.
Основными путями снижения издержек производства являются 
сокращение времени выхода изделия на рынок (сокращение вре-
менных издержек) и сокращение затрат на его создание и эксплуа-
тацию (сокращение материальных издержек).
Главным способом повышения конкурентоспособности изделия 
или услуги является увеличение эффективности процессов его 
жизненного цикла (ЖЦ). Согласно международным стандартам качества 
продукции серии ISO 9000 ЖЦ изделия представляет собой 
совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей 
общества в определенном продукте до момента удовлетворения 
этих потребностей и утилизации продукта. Можно выделить 
11 этапов ЖЦ продукта:
1) маркетинг и изучение рынка;
2) проектирование и разработка продукта;
3) планирование и разработка процессов (технологий производства, 
эксплуатации и т.п.);
4) закупки;
5) производство или предоставление услуг;