Проектирование и защита информационных систем

1.1. Походы к проектированию информационных систем

В настоящее время используется большое количество подходов, которые позволяют, так или иначе, создавать модели бизнес-процессов предприятий. Их использование гарантирует стандартизированный подход к описанию, позволяет накапливать опыт и практические навыки и на протяжении длительного времени обеспечивать понимание созданных моделей другими сотрудниками. [1,2]

Важнейшими из подходов являются структурный (функциональный), объектно-ориентированный, отдельно выделяется методология ARIS. [3]

На рисунке 4 показано сравнение Business Studio, Aris Toolset и Rational Rose.

Рисунок 1 – Сравнение Business Studio, Aris Toolset и Rational Rose

Таким образом, группой экспертов, было принято решение проектировать информационную систему университета с помощью Business Studio. Основная задача, которую решает Business Studio – это создание комплексной модели, содержащей следующие элементы:

– Стратегия (Система целей и показателей их достижения);

– Модель бизнес-процессов и их KPI;

– Организационная структура;

– Ресурсы и документы;

– Информационные системы. [52,53]

2.1. Система проектирования и оптимизации корпоративной структуры – Business Studio

Система бизнес-моделирования Business Studio разработана специально для поддержки полного цикла создания эффективной системы управления компанией: «Проектирование – Внедрение – Контроль – Анализ», позволяя решать следующие задачи:

формализация стратегии;

проектирование бизнес-процессов;

проектирование организационной структуры;

имитационное моделирование и функционально-стоимостной анализ;

разработка ТЗ на внедрение информационных систем;

формирование регламентирующей документации;

доведение документации до сотрудников;

контроль показателей;

анализ показателей;

возможности по внедрению стандартов ISO;

анализ несоответствий, их последствий и причин возникновения.

Возможности системы бизнес-моделирования Business Studio позволили использовать ее как инструмент для моделирования системы управления университетом в рамках данного проекта. Ниже коротко описано содержание задач, решение которых реализовано в Business Studio. [54,55]

В качестве объекта выберем информационную систему Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО КнАГТУ).

Описание организационноой структуры университета

В Business Studio описана организационная структура университета (рисунок 2), а также выделены плоскости BSC-карты: клиенты, обучение и развитие, финансы, внутренние бизнес-процессы. Было проведено распределение целей по плоскостям стратегической карты, что отображено на рисунке 3.

Рисунок 2 – Организационная структура вуза

Рисунок 3 – Распределение целей по плоскостям стратегической карты

В результате распределения целей по плоскостям и формирования связей взаимовлияния целей друг на друга получена стратегическая карта КнАГТУ (рисунок 4)

Рисунок 4 – Стратегическая карта КнАГТУ

Business Studio позволяет определить степень влияния одних целей на другие, показать взамимосвязи целей (рисунок 5—6), в дальнейшем в рамках данного проекта будет определена сила влияния для оценивания результатов.

Рисунок 5 – Редактирование силы влияния одних целей на другие

Рисунок 6 – Редактирование силы влияния одних целей на другие

В модели деятельности КнАГТУ определены и введены процессы верхнего уровня и их подпроцессы в соответствии с существующей моделью деятельности вуза (рисунок 7).

Рисунок 7 —Процессы верхнего уровня

Диаграмма процесса «Деятельность КнАГТУ» представлена на рисунке 8. Диаграмма подпроцесса «Выработка согласованных условий деятельности» представлена на рисунке 9.

Рисунок 8 – Диаграмма процесса «Деятельность КнАГТУ»

Рисунок 9 – Диаграмма процесса «Выработка согласованных

условий деятельности»

Формирование должностных инструкций

В рамках данного проекта в Business Studio были внесены требования к должностям сотрудников: ассистента, старшего преподавателя, ведущего инженера, заведующего кафедрой, доцента, професора. Требования к должностям заполняются в специальных окнах редактирования параметров. На рисунке 10 – 11 отображены диалоговые окна для ввода и редактирования параметров должностей ассистента. Аналогично заполнены параметры других должностей сотрудников подразделений.

Рисунок 10 – Редактирование параметров должности ассистента

Рисунок 11 – Установка параметров объектов

На основании внесенных данных сформированы должностные инструкции сотрудников, включающие общие положения, требования к квалификации, требования к должностным обязанностям, права, ответственность сотрудников.

При необходимости изменения отдельных пунктов должностных инструкций корректируются необходимые параметры объектов в окнах редактирования, при этом автоматически изменяется содержимое должностных инструкций.

Показатели деятельности подразделений и сотрудников

Для осуществления достижения поставленных целей процессов в систему занесены ключевые показатели эффективности (KPI). В тестовом режиме пока на примере одного факультета (рисунок 12)).

Рисунок 12 – Показатели деятельности вуза

Для оценки деятельности подразделений и отдельных сотрудников внесены индивидуальные показатели (рисунок 13).

Рисунок 13— Индивидуальные показатели преподавателя

На рисунке 14 показано диалоговое окно для ввода плановых значений индивидуального показателя.

Рисунок 14 – Заполнение свойств индивидуального показателя

Преподавателя

При соответствующих правах доступа, ответственный за ввод значений может заполнить фактическое выполнение, и, с помощью индикатора, отслеживать выполнение или невыполнение плановых значений. Для расчета рейтинга преподавателя введены формулы для расчета итоговых значений (рисунок 15).

Рисунок 15 – Заполнение свойств для расчета итоговых значений

Сбор и контроль значений показателей на данном этапе (тестовой версии проекта) реализован с использованием файлов Microsoft Excel. Для сбора установленных показателей определены ответственные за ввод значений. При этом ответственным лицам автоматически формируется рассылка информационного письма с перечнем показателей для заполнения и файл Microsoft Excel для ввода фактических значений (рисунок 16).

Рисунок 16 – Таблица для ввода фактических значений

Должностному лицу (например, заведующему кафедрой), контролирующему показатели за определенный период, отправляется файл с информацией о целевых и плановых значениях показателей, дате подведения итогов по целевым значениям.

Кроме индикаторов выполнения показателей контроль значений показателей может осуществляться с помощью диаграмм (рисунок 17).

Рисунок 17 – Динамика показателя за период

Коммерциализация проекта

Проект, созданный в среде Business Studio, может быть коммерциализован посредством выставления его в магазине готовых проектов, поддерживаемом разработчиком. Т.е. использование в качестве инструментария среды buisness studio позволяет распространять выработанное решение через онлайн магазин.

2.2. Выбор языка программирования и СУБД

Создание проекта в среде не дает возможности полной автоматизации, но помогает сформировать техническое задание. Первоначально в качестве средств автоматизации использовалось программное обеспечение на языке PHP, а в качестве системы управления базами данных была выбранаMySQL. Выбор этот подтверждался следующим:

– Необходимость использования современных инструментальных средств, с помощью которых можно создавать функционально насыщенные Internet-приложения.

– В области программирования для сети Интернет PHP – один из популярных скриптовых языков (наряду с JSP, Perl и языками, используемыми в ASP.NET) благодаря своей простоте, скорости выполнения, богатой функциональности, кроссплатформенности и распространению исходных кодов на основе лицензии PHP.

– В настоящее время PHP поддерживается подавляющим большинством хостинг-провайдеров и является одним из лидеров среди языков программирования, применяющихся для создания динамических веб-сайтов. [86]

– Гибкость СУБД MySQL обеспечивается поддержкой большого количества типов таблиц: пользователи могут выбрать как таблицы типа MyISAM, поддерживающие полнотекстовый поиск, так и таблицы InnoDB, поддерживающие транзакции на уровне отдельных записей. Более того, СУБД MySQL поставляется со специальным типом таблиц EXAMPLE, демонстрирующим принципы создания новых типов таблиц. Благодаря открытой архитектуре и GPL-лицензированию, в СУБД MySQL постоянно появляются новые типы таблиц. [87]

MySQL— свободная система управления базами данных. Разработку и поддержку MySQL осуществляет корпорация Oracle, получившая права на торговую марку вместе с поглощённой SunMicrosystems, которая ранее приобрела шведскую компанию MySQL AB. Продукт распространяется как под GNU General Public License, так и под собственной коммерческой лицензией. Помимо этого разработчики создают функциональность по заказу лицензионных пользователей, именно благодаря такому заказу почти в самых ранних версиях появился механизм репликации.

Рисунок 18

Обычно MySQL используется в качестве сервера, к которому обращаются локальные или удалённые клиенты, однако в дистрибутив входит библиотека внутреннего сервера, позволяющая включать MySQL в автономные программы. [88,89]

Используя PHPи MySQL, был написан полностью модуль по проведению Интернет-олимпиад, начата разработка модулей по сбору показателей и успеваемости студентов. При этом были выявлены некоторые трудности, которые заставили перейти на другие средства разработки и управления базами данных. Среди проблем можно назвать следующие:

Несогласованный синтаксис функций и неортогональность

PHP предоставляет разработчикам большое количество самых разнообразных функций, которые попали в язык из расширений, создаваемых разными группами программистов. В результате синтаксис языка не согласован, например, часть функций для работы с массивами начинается с префикса array_, другая часть этим префиксом не обладает. Названия части строковых функций начинается с префикса str, другие функции таким префиксом не обладают. В тех же строковых функциях обрабатываемая строка может передаваться как в качестве первого, так и в качестве последнего аргумента, что вызывает путаницу у программистов, и, следовательно, требует постоянного обращения к документации. Некоторые задачи, например, разбиение строки на массив или подстроки, решаются несколькими функциями. [90,91]

Другая причина отсутствия ортогональности в PHP заключается в особенностях появления этого языка на свет.

Отсутствие обратной совместимости между версиями языка

Нижесказанное относится в большей степени к php> =5.3.0. Версии PHP <5.3.0 сохраняет весьма хорошую обратную совместимость.

Отсутствие поддержки многобайтовых кодировок в ядре языка

Поддержка строк с многобайтовыми кодировками, такими как UTF-8 реализуется через отдельные расширения mbstring и iconv, на уровне ядра поддержка отсутствует, однако с версии PHP 4.2.0 есть возможность переопределять стандартные функции работы со строками, подменяя их на аналоги из mbstring.

Отсутствие поддержки многопоточности

В языке не предусмотрена возможность создания многопоточных приложений и отсутствует поддержка синхронизированного доступа к ресурсам, однако реализуема при помощи расширения PCNTL.

Критика MySQL

MySQL является решением для малых и средних приложений, что затрудняет разработку баз данных для электронной системы предприятия. Учитывая, что большинство существующих информационных систем предприятий или частей данных информационных систем разработаны с использованием MSSQL, а для него характерна плохая совместимость с MySQL, а также необходимость работать с современными технологиями, привели к платформе. NET.

.NET Framework— программная платформа, выпущенная компанией Microsoft в 2002 году. Основой платформы является исполняющая среда Common Language Runtime (CLR), способная выполнять как обычные программы, так и серверные веб-приложения..NET Framework поддерживает создание программ, написанных на разных языках программирования. Краеугольным камнем современного программирования является использование модели Model-view-controller (MVC, «Модель-представление-поведение», «Модель-представление-контроллер») – схема использования нескольких шаблонов проектирования, с помощью которых модель данных приложения, пользовательский интерфейс и взаимодействие с пользователем разделены на три отдельных компонента так, что модификация одного из компонентов оказывает минимальное воздействие на остальные. Данная схема проектирования часто используется для построения архитектурного каркаса, когда переходят от теории к реализации в конкретной предметной области. [92]

Рисунок 19

Рисунок 20. Концепция Model-View-Controller

Назначение

Основная цель применения этой концепции состоит в разделении бизнес-логики (модели) от её визуализации (представления, вида). За счет такого разделения повышается возможность повторного использования. Наиболее полезно применение данной концепции в тех случаях, когда пользователь должен видеть те же самые данные одновременно в различных контекстах и/или с различных точек зрения.

Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server— система управления реляционными базами данных (СУБД), разработанная корпорацией Microsoft. Основной используемый язык запросов —Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sybase. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. [93,94]

Рисунок 21

Разрабатываемое программное обеспечение в полном объеме базируется на стеке технологий Microsoft, который является частью современной Платформы Microsoft.