Проблема сложности ИС

Тенденции развития современных информационных технологий приводят к постоянному возрастанию сложности информационных систем (ИС), создаваемых в различных областях экономики. Современные крупные проекты ИС характеризуются, как правило, следующими особенностями:

· сложность описания (достаточно большое количество функций, процессов, элементов данных и сложные взаимосвязи между ними), требующая тщательного моделирования и анализа данных и процессов;

· наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов (подсистем), имеющих свои локальные задачи и цели функционирования (например, традиционных приложений, связанных с обработкой транзакций и решением регламентных задач, и приложений аналитической обработки (поддержки принятия решений), использующих нерегламентированные запросы к данным большого объема);

· 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;

· разобщенность и разнородность отдельных групп разработчиков по уровню квалификации и сложившимся традициям использования тех или иных инструментальных средств;

· существенная временная протяженность проекта, обусловленная, с одной стороны, ограниченными возможностями коллектива разработчиков, и, с другой стороны, масштабами организации-заказчика и различной степенью готовности отдельных ее подразделений к внедрению ИС.

Для успешной реализации проекта объект проектирования (ИС) должен быть, прежде всего, адекватно описан, должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели ИС. Накопленный к настоящему времени опыт проектирования ИС показывает, что это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до недавнего времени проектирование ИС выполнялось в основном на интуитивном уровне с применением неформализованных методов, основанных на искусстве, практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных проверках качества функционирования ИС. Кроме того, в процессе создания и функционирования ИС информационные потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение таких систем.

Основные понятия структурного анализа

В такой ситуации требования к средствам моделирования организаций очень высоки – они должны обеспечивать удобную работу со всей информацией, описывающей управляемый объект, и при этом представление информации должно быть наглядным, обеспечивающим быстрое и однозначное восприятие информации. До появления структурного анализа как дисциплины методы описания организаций (карты организационных структур, текстовые регламенты выполнения операций) не обеспечивали выполнения этих требований на должном уровне.

Для решения этой проблемы в прикладном системном анализе используют такое свойство систем, как структурированность. Сложный организационный объект, организационная система, разбивается на подсистемы с использованием различных признаков и подходов к классификации.

Структурный анализ – изучение систем путем их разбиения их на составные части – подсистемы («черные ящики») и иерархической организации подсистем.

Преимущества подхода заключаются в том, что аналитику не требуется точного понимания механизма работы каждого из «черных ящиков», а достаточно знания функционального назначения каждого из «черных ящиков» – подсистем, наличия моделей их входов и выходов и модели структуры системы.

Конструирование систем из «черных ящиков» существенно упрощается. Так, генеральному конструктору самолета, отвечающего за конструкцию машины в целом, не обязательно вникать в устройство и функционирование авиадвигателя или радиолокатора, достаточно знать их функциональные возможности и физические параметры.

В соответствии с требованиями структурного анализа первым шагом к пониманию сложной системы является ее разбиение (декомпозиция) на отдельные подсистемы – «черные ящики». К декомпозиции предъявляется ряд важных требований:

· Каждая подсистема («черный ящик») должна реализовывать единственную функцию системы;

· функция каждой подсистемы должна быть понятна стейкхолдерам вне зависимости от сложности ее реализации (финансовый директор предприятия может не владеть всеми подробностями технологической части бизнес-плана, ему достаточно понимать, что применяемая технология обеспечит выпуск продукции, соответствующей требованиям определенного рынка);

· при описании модели структуры системы следует помнить про возникающие при этом сложности – риск упустить существенную связь, либо наполнить модель излишними связями, несущественными для решаемой задачи или вообще не соответствующими действительности.

Вторым важным аспектом структурного анализа систем является использование идеи иерархии. Считается, что для понимания сложной системы ее недостаточно разбить ее на подсистемы, необходимо эти подсистемы организовать в виде иерархических структур. Данный подход соответствуем механизму человеческого познания, которое оперирует выделением в действительности иерархических структур. Например, при описании Вселенной человек выделяет скопления, галактики, звездные системы, планеты, а на микроуровне – молекулы, атомы и элементарные частицы. Этот же принцип человек реализует и при создании искусственных систем, в том числе и организационных. К примеру, любая организация имеет директора, заместителей по направлениям, иерархию руководителей подразделений, рядовых служащих.

Третьим принципиальным аспектом структурного анализа является широкое использование графических нотаций моделирования.

Графическая нотация – набор символов и их допустимые сочетания (синтаксис) и смысловое наполнение символов и их сочетаний (семантика), используемые для визуального моделирования какой-либо системы, структуры или процесса.

Графические нотации являются мощным инструментом, облегчающим описание и понимание сложных систем. Известная максима гласит, что «одна картинка стоит тысячи слов». Об этом же говорит эмпирическое правило, согласно которому одна диаграмма, построенная при помощи стандартной графической нотации, содержит примерно такое же смысловое наполнение, как равный ей по объему текст, но при этом понимание диаграммы гораздо легче.

Текстовое описание грозит тем, что полученная картина будет неполной. Эту ситуацию отлично иллюстрирует отрывок из произведения братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу». По сюжету главный герой получает возможность путешествовать по описанной реальности.

То и дело попадались какие-то люди, одетые только частично: скажем, в зелёной шляпе и красном пиджаке на голое тело (больше ничего); или в жёлтых ботинках и цветастом галстуке (ни штанов, ни рубашки, ни даже белья); или в изящных туфельках на босу ногу. Окружающие относились к ним спокойно, а я смущался до тех пор, пока не вспомнил, что некоторые авторы имеют обыкновение писать что-нибудь вроде «дверь отворилась, и на пороге появился стройный мускулистый человек в мохнатой кепке и тёмных очках».

Очевидно, что при графическом описании персонажей столь очевидные упущения не были бы допущены.

Еще один серьезный риск, возникающий при попытке текстового описания сложной системы или ситуации – это противоречивость полученного описания. Рассмотрим его на примере рассказа А.П.Чехова «Толстый и тонкий»

«Нафанаил немного подумал и снял шапку», но далее по тексту – «Нафанаил шаркнул ногой и уронил фуражку».

В этом примере также очевидно, что имея перед глазами изображение персонажа невозможно было бы сделать противоречивые утверждения о его головном уборе.

Графические модели организационных систем могут служить источником для улучшающих вмешательств в нескольких важных предметных областях:

· В организации деятельности – как основа для регламента деятельности сотрудников;

· в экономике – как основа расчета параметров экономического прогноза деятельности предприятия;

· в автоматизации управления предприятием – как источник постановки задачи при автоматизации.