Глава 2. Проектная часть
2.1. Разработка проекта автоматизации
2.1.1. Этапы жизненного цикла проекта автоматизации
Жизненный цикл информационной системы, как и любого программного продукта – это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания этой информационной системы и заканчивается при полном изъятии её из эксплуатации.
Наиболее популярными и распространенными стандартами организации жизненного цикла ИС являются:
- ГОСТ 34.601-90 Информационная технология (ИТ). Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Действие данного стандарта распространяется на автоматизированные информационные системы и описывает основные стадии и этапы их создания;
- ГОСТ Р 57193-2016 Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла систем. Данный стандарт подробно раскрывает содержание процессов жененного цикла информационных систем;
- ISO/IEC 12207:2008 Systems and software engineering — Software life cycle processes. Стандарт описывает процессы и организацию жизненного цикла программного обеспечения;
- Custom Development Method (методика, разработанная компанией Oracle) подробный материал, содержащий в себе заготовки проектных документов, которые можно использовать в проектах, основанных на программных продуктах
- Oracle.Rational Unified Process (RUP) подразумевает итеративную модель разработки, состоящая из четырех этапов (или фаз): начало, исследование, построение и внедрение. Каждый этап разбивается на подэтапы (итерации), в результате прохождения которых создаются версии для внутреннего и внешнего пользования. Суть работы в рамках RUP – это создание и сопровождение моделей на базе UML.
Для данного проекта был выбран стандарт ГОСТ Р 57193-2016, т.к. он наиболее хорошо знаком разработчику проекта и имеет четкое описание всех этапов работы над ИС.
Модель жизненного цикла была выбрана каскадная, в первую очередь это связано с тем, что для разработки проекта автоматизации учета постояльцев необходима поэтапная разработка, с обязательной отчетностью о выполнении каждого этапа. Детальное описание всех семи этапов жизненного цикла разрабатываемой информационной системы представлено в таблице 3.
Таблица 3 Детальное описание этапов жизненного цикла ИС
Этап внедрения информационной системы в производственный процесс является одним из наиболее важных в жизненном цикле ИС, т.к. от его проведения и результатов выполнения зависит эффективность дальнейшего использования и эксплуатации информационной системы, а значит и эффективность всего проекта автоматизации. По этой причине, этап внедрения разработанной информационной системы чаще всего рассматривают как отдельный проект.
Выделяют четыре основных стратегии внедрения ИС в производственную деятельность предприятий.
- Первая стратегия – параллельная. Она характеризуется тем, что внедрение выполняется постепенно и некоторый промежуток старый вариант организации деятельности и автоматизированный работают параллельно. Затем их результаты сравниваются, и если автоматизированный более предпочтителен по замеряемым показателям, то старый вариант исполнения бизнес-процессов прекращают.
- Вторая стратегия – «скачок». При данной стратегии внедрение происходит быстро и отказ от предыдущего способа выполнения работы осуществляется резко, практически «одномоментно». Данную стратегию рекомендуют применять в том случае, если внедрение затрагивает малое количество сотрудников и бизнес-процессов, в противном случае возможно резкое снижение производительности труда сотрудников.
- Третья стратегия – «Пилотный проект». Похожа на «скачок», но применяют ее к наиболее продвинутому структурному подразделению, которое выразило желание использовать новый способ и готово помогать в его внедрении и настройке.
- Последняя, четвертая, стратегия внедрения – «Узкое место». При данной стратегии автоматизации подвергается только тот участок производственного процесса, который имеет непосредственное отношение к автоматизируемым бизнес-процессам. При такой стратегии повышение производительности труда, точности данных и качества работы будет наблюдаться только на этом участке производственного цикла.
Для реализации данного проекта автоматизации учета постояльцев была выбрана стратегия внедрения, называемая «Узкое место», т.к. использование других описанных стратегий невозможно из-за четко выделенных рамок автоматизируемых бизнес-процессов.
Ниже представлены основные фазы реализации проекта по внедрению ИС в производственный процесс.
Все перечисленные фазы выполняет разработчик, совместно с сотрудниками предприятия, ответственными за обеспечение работы компьютерной техники. Основная роль разработчика – анализ ресурсов и процессов, корректировка внедрения под конкретные условия организации. Роль сотрудников предприятия – обеспечение разработчика всей необходимой ему информацией, нужными материалами и оргтехникой.
Первая фаза проекта внедрения носит название предварительных работ. В эту фазу входит предварительное исследование особенностей работы предприятия и особенностей его бизнес-процессов, в частности тех из них, которые будут изменены в процессе автоматизации. Также ведется сбор информации о сотрудниках, чья деятельность будет автоматизирована, их должностных обязанностях, уровне квалификации. Такой сбор информации необходим для того, чтобы точно оценить требуемые ресурсы и сроки реализации проекта внедрения.
Вторая фаза проекта внедрения – подготовка самого проекта к внедрению. После того, как будут оценены требуемые ресурсы и сроки, можно переходить к планированию самого проекта. В ходе планирования реализации проекта выполняются следующие работы:
- планирование групп по внедрению: проектной и экспертной;
- распределение полномочий и зон ответственности между членами групп;
- формирование списка организационных требований к процессу внедрения;
- дополнительное уточнение требований заказчика, а также его видения проекта внедрения и его ожиданий;
- обучение сотрудников компании, которые входят в группы внедрения.
Третья фаза проекта внедрения – концептуальная проработка. Перечень работ этой фазы:
- формирование окончательной версии проекта внедрения со сроками, задачами, ресурсами;
- конкретизация целей и задач проекта;
- согласование окончательной версии проекта, а также всех проводимых работ, сроков, используемых ресурсов и
- привлекаемых сотрудников с руководством компании-заказчика.
Четвертая, и финальная, фаза проекта внедрения – собственно реализация проекта. То есть выполнение всех запланированных действий и решение всех задач. В это время выполняется установка разработанной ИС на рабочие компьютеры компании-заказчика, вводятся все настройки, переносятся данные (если необходимо), отрабатываются вопросы, связанные с безопасностью данных и защитой их от несанкционированного доступа, неверных действий пользователей, программных и аппаратных сбоев в работе ИС и оборудования, выполняется тестовая прогонка работы системы в боевом режиме и на реальных данных, проводится обучение пользователей (если требуется).
После того, как фаза реализации внедрения проекта завершается весь проект считается реализованным. После того, как этап жизненного цикла ИС «Внедрение» завершен, система передается в эксплуатацию.
Этап жизненного цикла ИС «Эксплуатация» содержит следующий перечень выполняемых работ:
- ввод первичных данных для формирования входных документов;
- актуализация нормативно-справочной информации;
- создание резервных копий;
- отслеживание и исправление ошибок в работе, незамеченных на этапе тестирования и внедрения ИС.
Ввод первичных данных и актуализация нормативно-справочной информации осуществляется администратором проектируемой ИС с помощью соответствующих форм ввода данных.
Создание резервных копий базы данных и файлов информационной системы также входит в обязанности администратора ИС, осуществляется еженедельно.
2.1.2. Ожидаемые риски на этапах жизненного цикла и их описание
Рисками реализации проектов по автоматизации бизнес-процессов называют такие обстоятельства, которые могут повлиять на реализацию проекта в вопросах достижения поставленных целей, решения сформулированных задач, соблюдения сроков и бюджета проекта.
На разных этапах реализации проекта автоматизации могут возникать разные риски, однако, есть риски, которые могут возникнуть на любом этапе жизненного цикла проекта автоматизации.
На этапе исследования предметной области и формулирования требования есть вероятность возникновения следующих рисков:
- некорректная предварительная оценка сроков и бюджета предлагаемого проекта автоматизации. Для уменьшения вероятности возникновения данного риска рекомендуется разбивать проект на более мелкие работы и ставить больше контрольных точек промежуточного контроля;
- некорректный состав проектной команды может повлечь за собой не только затягивание сроков, но и срыв работы из-за возможных сложностей выстраивания командной работы и личного взаимодействия ее членов. Для снижения вероятности возникновения этого риска при формировании команды проекта стоит обращать внимание не только на профессиональные качества, но и на личностные качества претендентов.
На этапе формулирования требований к разрабатываемой ИС может возникнуть риск некорректно сформулированных требований или неверно выдвинутых приоритетов разработки. Вероятность возникновения данного риска целиком зависит от компетентности руководителя проекта в данном вопросе, поэтому снизить вероятность данного риска можно только выбрав более компетентного руководителя или на этапе подготовки проекта.
На этапах проектирования и разработки жизненного цикла проекта автоматизации может возникнуть риск неверной интерпретации разработчиками требований, изложенных в техническом задании, негативные последствия – возврат к предыдущему этапу проектирования или разработки для корректировки неверно выполненных решений. Для снижения вероятности данного риска и уменьшения негативных последствий рекомендуется вносить больше контрольных точек промежуточного контроля на дорожную карту проекта.
В фазе ввода в эксплуатацию может возникнуть следующий риск:
- риски неоконченного тестирования. Может произойти ситуация что программный продукт будет протестирован не до конца. Решается путем повторного тестирования;
- неправильное решение о законченности части проекта. Возникновение данных рисков ведет за собой проблему незаконченности решения и возможность возникновения нестыковок с другими частями разрабатываемой ИС.
Устраняется путем доработки ИС.
2.1.3. Организационно-правовые и программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности и защиты информации
Для обеспечения информационной безопасности и сохранности информации необходимо использовать разделение прав пользователей к различным модулям разрабатываемой информационной системы. В ИС планируются две группы пользователей:
- администраторы;
- пользователи.
Уровни доступа к разным модулям системы. Таблица 4
Как видно из таблицы 4, группы пользователей отличаются только уровнем доступа к управлению справочниками ИС: пользователями эти функции недоступны. Для того, чтобы защитить учетные записи пользователей от несанкционированного доступа необходимо применить шифрование конфиденциальных данных. Пароли для доступа к ИС должны храниться в базе данных в зашифрованном виде.
Кроме того, необходимо следить за сложностью паролей, которые устанавливают себе пользователи. Пароль должен быть длинной не менее 8 символов, с обязательным использованием минимум одной цифры и прописного символа (большой буквы).
Одной из причин потери информации могут быть вирусы. Компьютерный вирус – это фрагмент программного кода, который умеет размножаться, копируя себя в тело других программ. При этом замедляется работа компьютера или полностью (либо частично) разрушается файловая система.
Опасность вирусов и легкость заражения (пользователь может даже не подозревать о наличии вирусов в системе) заставляют на каждом предприятии использовать антивирусные программы. Антивирусные программы – это программы, написанные специально для выявления и уничтожения вирусов. Наиболее предпочтительными программами при использовании данного проекта являются DRWEB, AVP.
Необходимо использовать программное обеспечение только из проверенных источников, иметь резервные копии, как программ, так и результатов своей работы.
2.2. Информационное обеспечение задачи
2.2.1. Информационная модель и её описание
Информационная модель – схема движения входной, промежуточной и результатной информации, которое возникает при работе информационной системы. Основная задача построения информационной модели – показать то, каким образом из входных и справочных данных формируется выходная информация.
Информационная модель представлена на рисунке 10.
Рисунок 10 – Информационная модель
В соответствии с составленной информационной моделью Администратор может работать со справочниками системы: добавлять и изменять записи в них.
Пользователям доступна также работа с данными постояльцев, заселениями и выселениями, формирование отчетов и просмотр данные о состоянии номерного фонда в хостелах на определенную дату.
Выходными данными для ИС являются страница с информацией о номерах хостелов и отчет о работе хостела за период.
2.2.2. Характеристика нормaтивно-спрaвочной, входной и оперативной информации
В информационной системе используются три справочника, характеристики которых приведены в таблице 5.
Таблица 5
Справочники не предполагают частого изменения, так как номерной фонд и данные хостелов редко меняются. Данные пользователей могут меняться чаще, так как приходят новые сотрудники, а некоторые, наоборот, увольняются. Поэтому в ИС необходимо предусмотреть возможность изменения данных всех трех справочников. Реквизиты записей справочников представлены в таблице 6.
Таблица 6
Редактирование и ввод новых записей во все справочники осуществляется с помощью специальных форм.
На рисунке 11 изображена форма для работы с записями справочника «Пользователи».
Рисунок 11 – Форма «Пользователь»
У каждого пользователя указывается хостел, к которому он относится, это необходимо для того, чтобы сотрудники не могли менять данные в других хостелах. На пользователей с ролью «Администратор» это ограничение не действует.
Формы для работы с записями других справочников имеют аналогичный вид (рисунки 12 и 13).
Рисунок 12 – Форма «Хостел»
Рисунок 13 – Форма «Номер»
В качестве входных данных для информационной системы выступают данные постояльцев и данные о заселении/выселении. Перечисленные входные данные создаются с помощью форм, расположенных на сайте. Внешний вид форм представлен на рисунках 14 (форма добавления данных постояльца) и 15 (форма добавления данных о заселении/выселении).
Рисунок 14 – Форма для добавления данных постояльца
Рисунок 15 – Форма добавления данных о заселении
Данные о выселении вносятся в запись о заселении, которая была добавлена раньше, поэтому эта одна и то же форма, но с разным перечнем доступных полей ввода данных при разных режимах работы с данными.
Информация, которую пользователи вводят в эти формы сохраняются в базе данных, а затем используются для формирования результатной информации.
2.2.3. Характеристика результатной информации
Результатную информацию (выходные данные) информационной системы можно разделить на два вида:
- Информация о состоянии номерного фонда.
- Отчет о работе хостела за период.
Подробное описание выходных данных в таблице 7.
Таблица 7
2.3. Программное обеспечение задачи
2.3.1. Общие положения (дерево функций и сценарий диалога)
Дерево функций информационной системы представлено на рисунке 16.
Рисунок 16 – Дерево функций информационной системы
На основании дерева функций разработан сценарий диалога, который представлен на рисунке 17.
Рисунок 17 – Сценарий диалога информационной системы
После открытия сайта пользователю необходимо пройти авторизацию с помощью логина и пароля. После этого ему назначается определенная роль. Назначенные роли отличаются только наличием доступа у Администратора к функциям управления справочниками системы. Переключение между выполняемыми функциями выполняется с помощью главного навигационного меню.
2.3.2. Характеристика базы данных
В качестве системы управления базой данных для разрабатываемой информационной системы была выбрана СУБД MySQL.
Для хранения всех необходимых данных была спроектирована и создана база данных, состоящая из 5 таблиц. ER-модель спроектированной базы данных представлена на рисунке 18.
Рисунок 18 – ER-модель базы данных
Таблица 6
Таблица 7
Таблица 8
Таблица 9
2.3.3. Структурная схема пакета (дерево вызова программных модулей)
Для реализации требуемых функций были разработаны 12 модулей, каждый из которых отвечает за выполнение определенного функционала. Подробное описание назначения программных модулей представлено в таблице 18, исходный код модулей приведен в Приложении 2.
Таблица 18
Дерево вызова программных модулей представлено на рисунке 19.
Рисунок 19 – Дерево вызова программных модулей
2.3.4. Описание программных модулей
Для работы с программными модулями использовался бесплатный редактор Notepad++. Он обладает функционалом проверки корректности вводимого кода, подсветкой синтаксиса языка php и автоматическим форматированием кода для более легкого его восприятия.
Для работы с СУБД MySQL использовалась бесплатная утилита PhpMyAdmin, она дает возможность работать с базой данных и всеми ее объектами (таблицы, представления, процедуры).
Алгоритм работы модулей взаимодействия с пользователем построен на обработке HTTP-запросов. При получении этого запроса, модуль, в зависимости от полученных параметров в запросе, выполняет те или иные действия (чаще всего – выполнение запроса к БД, обработка результатов выполнения запросов, отображение результатов пользователю).
Например, модуль для работы с данными пользователей принимает GET-запрос, и в зависимости от значения указанного в запросе параметра action выполняет необходимые действия. Возможные варианты параметров и описание выполняемых действий в модуле user.php приведены в виде схемы, изображенной на рисунке 20.
Рисунок 20 – Обработка GET-параметра action в модуле user.php
Следует отметить, что для отображения формы редактирования данных пользователя и выполнения операций обновления данных также отправляется GET-параметр id, который содержит идентификатор редактируемого пользователя. Если же этот параметр отсутствует, то выполняется переадресация пользователя на предыдущую страницу и никаких изменений данных не сохраняется.
На формах внесения данных реализованы интерактивные элементы, которые, в зависимости от действий пользователя, показывают те или иные данные. Например, при указании роли пользователя «Администратор» на форме работы с данным пользователя, скрывается поле выбора хостела, так как администратор имеет доступ к данным всех хостелов, и выбор отдельного хостела не нужно выполнять.
Реализация таких интерактивных элементов выполнена с помощью Javasript, который позволяет без перезагрузки страницы менять ее содержимое. Для более удобного написания программного кода Javascript была подключена библиотека jQuery.
Для более быстрого создания простого и лаконичного интерфейса пользователя использовалась библиотека bootstrap, она содержит большое количество уже готовых стилей для создания элементов интерфейса: меню, кнопки, таблицы, иконки.
Авторизация осуществляется с помощью сохранения в базе данных и в cookies браузера пользователя хэш-строки сессии авторизации. При вводе логина и пароля в форму авторизации к базе данных отправляется запрос, который выбирает данные пользователя, у которого логин совпадает с введенным в форму. Если такой пользователь есть, то сравнивается зашифрованный пароль, хранимый в базе данных и зашифрованный введенный пароль, если они совпадают, то генерируется хэш-строка сессии и записывается в базу данных и cookies пользователя. Также в cookies записывается уникальный идентификатор пользователя (id).
В дальнейшем, при выполнении любых действий, требующих авторизации, происходит сравнение хэш-строки, сохраненной в cookies, с хэш-строкой, сохраненной в базе данных, а также сравнение текущего ip-адреса пользователя с сохраненным в базе данных (если привязка сессии в ip не была отключена). И в том случае, если один из сравниваемых параметров не совпадает, запрошенное действие не выполняется, а пользователь перенаправляется на форму авторизации.
На рисунке 21 приведена блок-схема алгоритма подсчета показателей для формирования отчета и вывода его пользователю.
Рисунок 21 – Блок-схема алгоритма формирования отчета
Выполнение большинства функций системы осуществляется с помощью простых операций отправки запросов к базе данных и отображения результатов их выполнения, поскольку эти операции являются простыми, то подробно рассмотрены они не будут.
Исходный код программных модулей приведен в приложении 2.
2.4. Контрольный пример реализации проекта и его описание
Перед началом работы пользователи должны пройти авторизацию с помощью формы входа (Рисунок 22).
Рисунок 22 – Форма авторизации
После прохождения авторизации открывается главная страница ИС, на которой выводится форма просмотра данных о хостелах. Эта форма выполнена в виде таблицы по датам с возможностью пролистывания назад и вперед во времени. В строках таблицы обозначено общее количество мест в хостеле, количество занятых и свободных на определенную дату (Рисунок 23).
Рисунок 23 – Форма просмотра данных о хостелах
Навигация между разделами выполняется с помощью верхнего меню. При переходе в раздел «Постояльцы» открывается список всех постояльцев, которые когда-либо были заселены в один из хостелов (Рисунок 24).
Рисунок 24 – Список постояльцев
При нажатии на кнопку «Добавить» открывается соответствующая форма добавления данных о новом постояльце (Рисунок 25).
Рисунок 25 – Добавление данных постояльца
Аналогичным образом строится работа с заселениями: при переходе в этот раздел с помощью верхнего меню открывается страница со списком заселений (Рисунок 26).
Рисунок 26 – Страница со списком заселений/выселений
По умолчанию на этой форме отображаются только активные заселения (то есть те, по котором постояльцы еще живут в хостеле), однако можно настроить фильтр и по-другому. При добавлении кнопки «Добавить» открывается форма учета нового заселения постояльца (Рисунок 27).
Рисунок 27 – Добавление данных о заселении
В выпадающий список «Номер» попадают только те номера, которые относятся к хостелу текущего сотрудника и имеют хотя бы одно свободное место. После внесения данных о заселении можно зафиксировать выселение путем ввода фактической даты выселения в советующее поле (Рисунок 28).
Рисунок 28 – Фиксация данных о выселении
При переходе в раздел формирования отчета открывается форма ввода его параметров (Рисунок 29).
Рисунок 29 – Форма ввода параметров отчета
Пример сформированного отчета о работе хостелов приведен на рисунке 30.
Рисунок 30 – Сформированный отчет о работе