Инструментальные средства информационного менеджмента. CASE-технологии и распределенные информационные системы

ÔÈÍÀÍÑÛ È ÑÒÀÒÈÑÒÈÊÀ
Ìîñêâà
2022

технологический университет – МИРЭА» (г. Москва)
учреждения высшего образования «Российский

menedgmenta.pdf, ограниченный. – Загл. с экрана. – 225 с.: ил.

А46

ООО «Издательство «Финансы
©
Александров Д.В., 2011, 2022
©

и статистика», 2022

УДК 005:004(075.8)
ББК 65.291.21с51я73
А46

Рассмотрены особенности стандарта UML 2 при моделировании бизнеспроцессов и разработке распределенных информационных систем на основе
технологии RUP с использованием различных CASE-средств, в частности,
Enterprise Architect (Sparx Systems). Описаны современные СУБД (Oracle),
мультиагентные системы (JADE), технологии веб-сервисов и управления бизнес-процессами (Active BPEL), системы групповой работы (Microsoft
SharePoint). Уделено внимание особенностям построения онтологий на языке OWL и др.
Для студентов, аспирантов, а также специалистов – системных аналитиков, системотехников и программистов. Может использоваться преподавателями при проведении занятий.

УДК 005:004(075.8)
ББК 65.291.21с51я73

АВТОР:
Д.В. Александров,
доктор технических наук, профессор,
профессор департамента программной инженерии факультета
компьютерных наук Национального исследовательского
университета «Высшая школа экономики» (г. Москва);
профессор кафедры корпоративных информационных систем
института информационных технологий Федерального
государственного бюджетного образовательного

РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Кафедра программного обеспечения компьютерных систем
Ивановского государственного энергетического университета
(заведующий кафедрой – С.В. Косяков,
доктор технических наук, профессор);
А.Н. Швецов,
доктор технических наук, профессор
Вологодского государственного технического университета

Александров Д.В.
Инструментальные средства информационного менеджмента.
CASE-технологии и распределенные информационные системы:
учеб. пособие / Д.В. Александров. – М.: Финансы и статистика,
2022. – Режим доступа: https://finstat.ru/wp-content/uploads/
2022/06/Aleksandrov_Instrumentalnye-sredstva-informacionnogo
ISBN 978-5-00184-074-9

ISBN 978-5-00184-074-9

CASE-технология (Computer Aided Software Engineering) представляет собой методологию проектирования информационных систем
(ИС), а также набор инструментальных средств, позволяющих в
наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и
разрабатывать приложения в соответствии с информационными
потребностями пользователей.
Под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения ИС,
включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного программного обеспечения и баз данных, генерацию кода,
тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. CASE-средства вместе с системным программным обеспечением и техническими средствами образуют полную среду
разработки ИС.
Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или
текстов для описания внешних требований, связей между моделями
системы, динамики поведения системы и архитектуры программных
средств.
В данном пособии, в части I, рассматриваются технология объектно-ориентированной разработки программного обеспечения
Rational Unified Process (RUP) и унифицированный язык моделирования UML 2. Дается обзор концепции модельно-ориентированной архитектуры – современного подхода к разработке и поддержке информационных систем, функционирующих в гетерогенных
средах.
В части II пособия представлены практические аспекты построения и использования распределенных информационных систем,
основанных на знаниях. Приведен обзор современных систем управления базами данных (Oracle), мультиагентных систем (JADE),
технологий веб-сервисов и управления бизнес-процессами предприятия (Active BPEL), систем групповой работы (Microsoft
SharePoint). Освещены вопросы построения онтологий с помощью
языка OWL.

С другой стороны, учебное пособие посвящено инструментальным средствам информационного менеджмента – одному из многочисленных уже сложившихся направлений активно развивающейся
в настоящее время дисциплины «Информационный менеджмент»
(ИМ). Информационный менеджмент в широком смысле – совокупность задач управления на всех этапах жизненного цикла организации в целом, включающая все действия и операции как собственно с информацией во всех ее формах и состояниях, так и с
организацией в целом и с ее продукцией, выполняемых на основе
информации и информационных технологий (ИТ).
При этом учтен опыт авторских работ, которые прошли апробацию во Владимирском государственном университете по нескольким дисциплинам1.
Важнейшей частью пособия является глоссарий – система определений ключевых категорий. Они помогают учащимся овладеть
терминологией курса.
Автор выражает признательность уважаемым рецензентам –доктору технических наук, профессору Вологодского государственного
технического университета Анатолию Николаевичу Швецову и доктору технических наук, профессору Ивановского государственного
энергетического университета Сергею Витальевичу Косякову – за
конструктивную критику и ценные рекомендации, которые были
учтены автором при подготовке пособия к изданию.
Особая благодарность научному консультанту – Заслуженному
деятелю науки РФ, доктору технических наук, профессору Алексею
Владимировичу Кострову за ценные замечания и предложения, а
также всем коллегам – сотрудникам и выпускникам кафедры информационных систем и информационного менеджмента, студентам и аспирантам, участвовавшим в апробации и обсуждении материалов, вошедших в книгу: И.В. Грачеву, Н.Н. Жебруну, Д.Н. Фадину,
В.В. Власенко, Д.И. Гусеву, Р.Н. Луговкину, М.М. Маштаковой,
Л.А. Лобачевой, Н.В. Мореву, А.С. Осминину, М.А. Гусеву,
В.И. Мазановой, А.В. Кокорину, Г.В. Проскуриной, А.В. Мокляченко и М.Ю. Гнусовой.

1 Предлагаемое пособие дополняет учебные пособия, изданные ранее
в соавторстве с А.В. Костровым [4, 14, 15], а также, по замыслу автора, оно
написано в развитие положений, содержащихся в книге А.В. Кострова
Основы информационного менеджмента. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:
Финансы и статистика, 2009. – 528 с.

В настоящее время практически все большие программные системы являются распределенными. В распределенной системе обработка информации сосредоточена не на одной вычислительной
машине, а распределена между несколькими компьютерами. При
проектировании распределенных систем, которое имеет много общего с проектированием прикладного программного обеспечения
(ПО), следует учитывать некоторые специфические особенности.
Существует шесть основных характеристик распределенных
систем:
• совместное использование ресурсов;
• открытость;
• параллельность;
• масштабируемость;
• отказоустойчивость;
• прозрачность;
К недостаткам распределенных систем следует отнести:
• сложность организации. Свойства распределенных систем намного труднее понять и оценить в целом, их сложнее проектировать,
тестировать и обслуживать. Производительность системы также зависит от скорости работы сети, а не отдельных процессоров. Перераспределение ресурсов может существенно изменить скорость работы системы;
• необходимость обеспечения безопасности. Обычно доступ к
системе можно получить с нескольких разных машин, сообщения в
сети могут просматриваться и перехватываться. Поэтому в распределенной системе намного труднее поддерживать безопасность;
• сложность управляемости. Система может состоять из разнотипных компьютеров, на которых могут быть установлены различные версии операционных систем. Ошибки на одной машине могут распространиться непредвиденным образом на другие машины;
• непредсказуемость. Реакция распределенных систем на некоторые события непредсказуема и зависит от полной загрузки системы, ее организации и сетевой нагрузки.
Из вышеизложенного следует, что при проектировании распределенных систем возникает ряд проблем, которые надо учитывать
разработчикам:
1) идентификация ресурсов. Ресурсы в распределенных системах располагаются на разных компьютерах, поэтому систему имен

ресурсов следует продумать так, чтобы пользователи могли без труда открывать необходимые им ресурсы и ссылаться на них. Примером может служить система URL (Uniform Resource Lоcator – унифицированный указатель ресурсов), которая определяет имена
веб-страниц;
2) коммуникация. Универсальная работоспособность Интернета и эффективная реализация протоколов TCP/IP в Интернете для
большинства распределенных систем служат примером наиболее
эффективного способа организации взаимодействия между компьютерами. Однако в некоторых случаях, когда требуется особая производительность или надежность, возможно использование специализированных средств;
3) качество системного сервиса. Этот параметр отражает производительность, работоспособность и надежность системы. На качество сервиса влияет ряд факторов: распределение процессов, ресурсов, аппаратные средства и возможности адаптации системы;
4) архитектура программного обеспечения. Для поддержания
высокого качества системного сервиса выбор правильной архитектуры – решающий фактор: она описывает распределение системных функций по компонентам системы, а также распределение этих
компонентов по процессорам.
Задача разработчиков распределенных систем – спроектировать
программное и аппаратное обеспечение так, чтобы предоставить
все необходимые характеристики распределенной системы. А для
этого требуется знать преимущества и недостатки различных архитектур распределенных систем. Выделяются три типа архитектур
распределенных систем;
• архитектура клиент/сервер. В этой модели систему можно
представить как набор сервисов, предоставляемых серверами клиентам. В таких системах серверы и клиенты значительно отличаются друг от друга;
• трехзвенная архитектура. В этой модели сервер предоставляет клиентам сервисы не напрямую, а посредством сервера бизнеслогики;
• архитектура распределенных объектов. В этом случае между
серверами и клиентами нет различий и систему можно представить
как набор взаимодействующих объектов, местоположение которых
не имеет значения. Между поставщиком сервисов и их пользователями не существует различий.
Далее будут рассмотрены практические аспекты построения и
использования распределенных информационных систем.

В настоящее время для создания эффективной системы управления предприятием широко используется процессный подход, который ориентирован в первую очередь на бизнес-процессы предприятия, конечными целями выполнения которых
является создание продуктов или услуг, представляющих ценность для внешних или внутренних потребителей.
Процесс – совокупность последовательных действий, направленных на достижение определенных результатов.
При использовании процессного подхода как метода системного анализа деятельность предприятия представляется в виде
совокупности связанных между собой бизнес-процессов. Кроме
того, успешная деятельность предприятия напрямую зависит от
эффективной организации бизнес-процессов и системы управления ими. Далее понятия «процесс» и «бизнес-процесс» будем
считать синонимами.
Для успешного руководства и управления организацией необходимо, чтобы менеджмент – скоординированная деятельность
по управлению организацией – осуществлялся систематически и
наглядно. Одним из ключевых аспектов менеджмента является
обеспечение наглядности («прозрачности») объекта управления
посредством его описания – точного, достаточного, лаконичного
и удобного для восприятия и анализа. Требование стандартов ISO
семейства 9000 о представлении системы менеджмента качества

в виде сети процессов является необходимым и достаточным условием («проекцией») обеспечения ее «прозрачности».
Для сложных систем практически невозможно получить одноединственное описание, отвечающее на все вопросы ключевых
целей. Организация как совокупность взаимосвязанных компонентов может быть описана в виде целого ряда самостоятельных,
законченных «проекций», количество которых, кроме всего перечисленного, определяется целями менеджмента (рис. I.1.1).

Рис. I.1.1. Многообразие «проекций» организации

Например, одна и та же организация может быть представлена как сеть процессов, с помощью которых она выполняет свою
миссию, или как совокупность источников и потоков информации и типов данных, или как организационная структура (ОС);
или как инфраструктура (территории, здания, сооружения, коммуникации и т.д.). Адекватное описание процессов возможно с

помощью моделирования – процесса создания описания системы
как совокупности взаимодействующих компонентов и взаимосвязей между ними, отражающих основные свойства системы.
Моделирование предполагает наличие в обязательном порядке
установленного набора изобразительных (выразительных) средств
и правил – языка описания объекта. Среди наиболее распространенных моделей можно выделить вербальную (на естественном
языке), математическую (например, статистическую модель для
анализа и прогнозирования технологического процесса) и графическую модели (описание объекта с помощью средств графического изображения). Большинство экспертов в области систем
управления сходятся в том, что наиболее приемлемым способом
описания бизнес-процессов (БП) является их графическое представление.
Моделирование объекта начинают с описания процессов, определяющих миссию, затем поэлементно описывают другие процессы, существующие на предприятии. Это дает возможность
выявить и устранить очевидные ошибки в структуре управления.
Процесс продолжают до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень «прозрачности», достаточная для корректного
анализа и выработки эффективных управленческих решений.
Далее проводят анализ и ранжирование процессов по важности и эффективности. Решение принимается по следующему
принципу: кто больше всех выигрывает от эффективной организации процесса и кто больше всех проигрывает от сбоев во
время его выполнения. При этом за каждым из процессов закрепляется сотрудник, на которого ложится основная ответственность за улучшение этого процесса.
Описание системы процессов организации должно отражать
не только отдельные процессы, но и взаимосвязи и взаимодействия между процессами, т.е. сеть процессов организации. Описание сети процессов – это сложная организационно-техническая задача, для решения которой требуются специальные средства
описания и анализа.
Применение в организации в качестве основы управления
системы процессов наряду с их идентификацией и взаимодействием, а также менеджмент процессов могут считаться «процессным подходом». При этом управление бизнес-процессами в
производстве исторически стало первой областью его успешного использования.

При внедрении процессного подхода обычно используют
функциональные и статистические модели.
Функциональная модель строится:
• для формирования иерархии процессов;
• определения входов, выходов и взаимосвязей между процессами;
• идентификации процессов, включающей определение диапазонов ответственности, ресурсов, требуемой документации (организационно-распорядительных документов, нормативов и т.д.)
и показателей качества процессов.
Статистическая модель, в частности, служит для ответа на
вопросы:
• какие параметры процесса определяют качество продукции;
• как улучшить процесс за счет внутренних резервов;
• как прогнозировать состояние качества продукции и процессов;
• какие корректирующие и предупреждающие меры можно
принимать?
Процессный подход подводит к необходимости реорганизации деятельности – перехода на ресурсосберегающую организационную структуру (Lean production). К основным признакам
такой реорганизации относятся, например следующие:
• сокращение количества уровней принятия решения;
• широкое делегирование полномочий и ответственности
исполнителям;
• автоматизация технологий выполнения бизнес-процессов.
Под пpoцeccным подходом к организации и управлению деятельностью предприятия понимается ориентация деятельности
предприятия на бизнес-процессы, системы управления предприятия – на управление как каждым бизнес-процессом, так и бизнес-процессами предприятия, системы качества предприятия –
на обеспечение качества технологии выполнения бизнес-процессов. Таким образом, в рамках процессного подхода любое предприятие рассматривается как бизнес-система, которая представляет собой связанное множество бизнес-процессов, конечными
целями которых является выпуск продукции или услуги.
Под бизнес-процессом понимают совокупность различных
видов деятельности, которые создают результат (продукт, услугу),
имеющий ценность для потребителя, клиента или заказчика. В
качестве клиента может быть другой бизнес-процесс. Бизнес