Сергей Зыков - Основы проектирования корпоративных систем

Общая схема методологии (рис. 17.2) включает шесть этапов, которые представлены шестью секторами на схеме. Это, начиная с 12 часов, сектор «предметная область», которая представлена на естественном языке, ее формализация в виде концептуальной модели, поддержка CASE-средств первого и второго уровня: первый уровень – это специфика рассматриваемого подхода, которая дает возможность объединить формальную математическую модель с традиционными CASE-средствами, второй уровень – это традиционное, привычное нам CASE-средство, и, наконец, стандартное построение быстрых прототипов в полномасштабной реализации в форме схемы баз данных и информационных систем при помощи CASE-средств. Каждый этап детализируется рядом уровней – это объекты, связи, события в среде и примеры средств управления этими объектами как на уровне модели, так и на уровне реализации в виде инструментальных средств и компонентов программных систем. Уровни поэтапно детализируются от периферии к центру.

Рис. 17.2.Схема методологии построения КИС в нефтегазовом секторе

Какие новые результаты были получены в связи с применением такого подхода? Это прежде всего методологии, которые поддерживают непрерывное предметно-ориентированное итеративное проектирование индустриальных интернет-систем на всем протяжении жизненного цикла. Непрерывное, потому что нет разрыва между моделью и реализацией. Прочие подходы либо имеют этот разрыв, либо, если они хорошо поддержаны моделями, скажем, на основе онтологий, семантических сетей, возможно, на другой основе, например теории категорий, не приводят к решениям с практически приемлемыми эксплуатационными характеристиками – масштабируемостью, отказоустойчивостью и т. д.

В работе удалось развить комплекс моделей данных как для предметной области, так и для среды вычислений. По сути, на основе двукратной концептуализации, или свертки, и на основе теорий переменных доменов. При этом модель для среды вычислений опирается на абстрактную машину для управления контентом, модель для предметной области, представление предметной области – на семантические сети. Этот комплекс моделей лучше, чем традиционные модели, на основе ER-диаграмм и т. д., UML-диаграмм в частности, учитывают особенности гетерогенных, слабоструктурированных сред. Эти модели в основном транслируются в UML-диаграммы, но имеют более прозрачную математическую семантику и более корректно транслируются в термины тех теорий, о которых мы упоминали: λ-исчисление, комбинаторная логика, теория категорий и теория переменных доменов и семантических сетей с визуализацией на основе фреймов.

В целом можно выделить следующие преимущества разработанных моделей и методологий. Прежде всего, с точки зрения моделей реализуется событийно-ориентированное управление гетерогенными высокодинамичными хранилищами объектов данных и метаданных, т. е. корпоративным контентом, который является, как мы уже говорили, гетерогенным и включает элементы с различной степенью структурированности. Поддерживаются разнородные архитектуры, т. е. гетерогенные архитектуры, как у унаследованных систем, так и у современных интернет-систем или систем клиент-серверного типа. В результате реализации внедрение ускоряется по срокам и улучшается по стоимости примерно на 30–40 %, естественно, если мы говорим о гетерогенных системах, которые объединяют различные поколения информационных систем, различную степень структурированности информации. В моновендорном решении от Oracle такой подход кроме утяжеления и дополнительных затрат ничего не даст. Но если говорить о действительно гетерогенной системе, то в итоге облегчается модернизация, адаптация, расширение, развитие информационной системы, возможен реинжиниринг, т. е. обратное проектирование от CASE-схемы данных информационных систем до уровня модели, и верификация на математически строгом языке. Мы можем доказывать корректность и соответствие спецификации программной системы просто математическим языком так же, как происходит доказательство теорем.

После рассмотрения всех возможных входов доказывается корректность выходов для тех функций, о которых пойдет речь на математическом уровне, в терминах, скажем, λ-исчислений или комбинаторной логики. Проектирование ведется в терминах предметной области, при этом бизнес-аналитики используют те термины, которые семантически близки, и, можно сказать, что они работают практически на естественном языке. Осуществляется интеграция с современными стандартами, XML и UML в частности. Методология дает возможность обеспечить ассоциативность, наглядность и интуитивную ясность проектирования.

Своеобразие этого подхода и полученных результатов состоит в следующем. Реализуется, как мы уже говорили, событийно-ориентированное управление гетерогенным, высокодинамичным хранилищем. Поддерживаются разнородные архитектуры, в том числе и унаследованные. Обе модели данных поддержаны инструментальными средствами как для представления интеграции данных, так и для манипулирования ими для управления контентом. В последнем случае используется оригинальная модель в форме абстрактной машины на состояние. Практическая значимость сводится к тому, что при корректном применении методологии для гетерогенных комплексов программных систем обеспечивается существенное ускорение и упорядочивание внедрения реализаций, которое в терминах совокупной стоимости владения и возврата на инвестиции обеспечивает по сравнению с существующими коммерческими аналогами преимущества порядка 30–40 %. Кроме того, обеспечиваются облегчение, расширение, модернизация, адаптация, оптимизация производительности информационных систем.

Кратко расскажем о тех вычислительных моделях, которые лежат в основе этой методологии. Прежде всего, каждый объект данных представляет собой тройку с последовательной конкретизацией по схеме класс – объект – значение. Под классом понимается совокупность объектов в интегрированной предметной области, объект – это частичная конкретизация с означиванием ряда метаданных до шаблона информационной системы управления контентом, значение – это полное означивание до веб-страницы, до страницы портала, которая автоматически генерируется в информационной системе управления контентом на основе того или иного шаблона. При этом обеспечиваются следующие преимущества: во-первых преемственность с традиционным подходом к объектно-ориентированному анализу и проектированию OOAD (Object Oriented Analysis and Design), во-вторых, известные ранее модели данных на основе концептуального проектирования, на основе переменных доменов, на основе теории категорий и других подходов обобщаются на случай интернет-порталов, интернет-среды. Возможно непрерывное, от модели до реализации, итеративное, с последовательным улучшением проектирование расширяемых и интероперабельных информационных систем, т. е. компонентно-взаимодействующих систем, которые могут изменяться и наращиваться на основе ряда стандартов и подходов, таких как CORBA, в частности. Поддерживается обработка данных с явным разделением на frontend и backend, т. е., по сути, пользовательский интерфейс и системный с применением событийно управляемых процедур и вычислительных систем на основе динамического SQL.