Совершенствование методов проектирования прикладного программного обеспечения АСУ с использованием средств СУБД тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Риппа, Сергей Петрович

ВВЕДЕНИЕ

ШВА I. СОВРЕМЕННАЯ ПРАКТИКА И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАММ НО ГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

1.1. Тенденции развития и особенности прикладного программного обеспечения в экономических приложениях

1.2. Анализ существующих систем проектиро вания программных средств АСУ.

1.3. Основные пути совершенствования метоп -дов проектирования прикладного программного обеспечения АСУ с использованием средств СУБД

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММ НА ОСНОВЕ РЕЛЯ -ЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ

2.1. Построение реляционной модели базы данных проектирования программ.

2.2. Операции исчисления отношений БД про екта программного обеспечения.

2.3. Разработка алгоритмического обеспечения процесса проектирования прикладных программных средств АСУ.

ГЛАВА 3. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРIK-ЛАДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ НА

ОСНОВЕ РЕЛЯЦИОННЫХ СУБД.

3.1. Основные компоненты реляционной СУБД, используемые при проектировании про грамм в экономических приложениях.

3.2. Разработка программных средств проектирования в среде реляционной СУБД.

3.3. Автоматизированное проектирование программного обеспечения учетных задач на примере АСУ предприятиями Миндор строя УССР.

3.4. Оценка эффективности методов автома -тизированного проектирования программного обеспечения на основе СУБД.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Совершенствование методов проектирования прикладного программного обеспечения АСУ с использованием средств СУБД"

Важным направлением коммунистического строительства на этапе совершенствования развитого социализма является совершенст -вование методов руководства экономикой. В материалах ХХУ1 съезда КПСС отмечалось, что "нельзя приспосабливать живой, развивающийся организм управления хозяйством к устоявшимся, привычным формам. Наоборот, формы должны приводиться в соответствие с изменяющимися хозяйственными задачами" /2, с. 51/. В решении задач совершенствования систем управления экономикой,создании методов гибкого, оперативного, научно обоснованного управления ведущее место отводится использованию средств вычислительной техники и экономико-математического аппарата. Именно поэтому в последние годы опережающими темпами развивается производство средств автоматизации и систем управления, направляются большие ресурсы на "совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения, средств и систем сбора, передачи и обработки информации" Д, с. 146/.

Интенсификация и ускорение темпов развития производства быстродействующих управляющих и вычислительных комплексов, пери -ферийного оборудования к ним требует существенного улучшения сопровождения используемого математического обеспечения и раз -работки в широких масштабах новых программных средств. Приня -тый ХХУ1 съездом КПСС курс на совершенствование систем управления экономикой на основе средств вычислительной техники предопределил необходимость расширения ". автоматизации: проектно-конструкторских и научно-исследовательских: работ с применением вычислительной техники" /I, с. WiA

В настоящее время технология построения АСУ, основанная на использовании средств автоматизации проектирования, выступает в качестве одного из решающих факторов и резервов развития отраслей народного хозяйства, повышения эффективности общественного производства.

Таким образом, эффективность выполнения директивных заданий партии и правительства по совершенствованию системы управления экономикой во многом зависит от эффективности и качества проектных работ по программному обеспечению АСУ.В связи с этим понята актуальность работ, направленных на совершенствование методов проектирования программных систем, создание информационного обеспечения технологии: проектирования и автоматизированных средств выполнения проектных работ. Успешная реализация мер по улучшению технологии проектирования программ определяется разработкой и внедрением в практику построения АСУ систем автоматизированного.' проектирования. Совершенствование проектной деятельности для АСУ требует создания теоретических положений использования комплекса проектных методов и средств не только на стадиях первоначального построения программных систем, но и на стадиях сопровождения, когда выполняется совершенствование и модификация обеспечивающих подсистем АСУ. Решение теоретических проблем проектирования программных; систем специально для экономических: приложений позволит создать и внедрить в АСУ различных уровней автоматизированные средства проектирования, обеспечивающие повышение производительности, труда в программировании и снижении стоимости проектных работ и сопровождения программных комплексов. Необходимость в таких средствах: остро ощущается в связи с тем, что в теории и практике АСУ не получили должного развития методы выполнения комплексных проектных работ на всех стадиях программирования, начиная от выработки технического задания и заканчивая сопровождением. Существующие системы проектирования находятся на уровне использования отдельных ме -тодов и практически не обеспечивают комплексного охвата всех необходимых проектных методов.

Проведение исследований в традиционных направлениях, таких как создание новых языков программирования и отдельных функциональных пакетов программ, не только не исчерпывают возможностей развития информационного и программного обеспечения АСУ, но и не могут дать существенного повышения эффективности этих подсистем. Недостаточно разработанными остаются вопросы комплексного совершенствования информационного и прикладного программного обеспечения с использованием средств автоматизации, что подтверждается во многих исследованиях, в том числе в трудах В.М.Глуш -кова, И.В.Вельбицкого, В.Н.Ходаковского, В.Л.Эпштейна, В.В.Евдокимова, В.А.Рейнера и других. Это является одной из главных причин смещения исследований из области совершенствования отдельных подсистем управления в область комплексного проектирования,учи -тывающего особенности развития и совершенствования всей системы управления в изменяющихся экономических условиях.

Проблема изучения совокупности проектных методов создания программных средств, ориентированных на интенсивное изменение спецификаций на проект программ не случайно возникла одновременно с задачей совершенствования систем управления экономикой. Отсутствие автоматизированных средств проектирования, позволяющих вносить изменения в комплексы программ на всех стадиях разработки и функционирования АСУ, является одним из главных сдерживающих факторов повышения эффективности применения вычислительной техники в системах управления экономикой. Поэтому наряду с на -личием систем управления базами данных (СУБД), поддерживающих и обновляющих информационную базу управления, важное значение имеет существование аналогичных средств для создания и модификации компонентов прикладного программного обеспечения.

Проблемы совершенствования технологии программирования и связанные с ними вопросы применения методов нисходящего, моду -ального, восходящего и структурного проектирования программ рассматриваются в исследованиях Ф.Брукса, В.В.Липаева, Дж.Мичтома , Дж.Хьюза, С.Т.Радионова, В.Турского и других ученых. Вместе с тем, вопросы комплексного сочетания методов проектирования на всех стадиях разработок программ и средств автоматизации проектных методов на сегодняшний день еще недостаточно изучены и не нашли должного отражения в трудах по экономическим приложениям вычислительной техники. Как показывает практика, существующие в технологии программирования АСУ методы проектирования не учиты -Бают особенностей автоматизации функций управления в экономике, проявляющихся в постоянном изменении функций управления и совершенствовании экономических показателей. В результате при высоких требованиях к возможностям1 обновления программных средств имеет место высокая трудоемкость проектных работ в программировании и низкая производительность труда разработчиков АСУ. Наряду с диспропорциями технологии проектирования, не обеспечивающей комп -лексное сочетание методов нисходящего, модульного, восходящего и структурного проектирования, существенное значение имеет отсут -ствие возможностей применения средств проектирования на стадиях сопровождения программных средств, что является одним из препятствий в повышении эффективности систем управления.

Теоретическая и практическая актуальность проблем совершен ствования методов проектирования программного обеспечения специально в экономических приложениях предопределили выбор темы и предмета данного диссертационного исследования.

Целью диссертации является разработка научно-обоснованных рекомендаций по совершенствованию методов проектирования про -граммного обеспечения АСУ, ориентированных на максимальный учет специфики применений вычислительных средств в экономических приложениях. В качестве основы совершенствования техноло -гии проектирования исследуются возможности автоматизации; про -ектных работ с применением средств ОУБД. Исходя из указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Проанализировать и обобщить существующие тенденции в развитии программного обеспечения АСУ и выявить группы работ, оказывающие наиболее существенное влияние на продолжительность и качество разработки обеспечивающих подсистем АСУ.

2. Исследовать совокупность основных методов проектирова -ния, составляющих технологию построения прикладных программных средств, и уровень существующих технологических и инструментальных систем проектирования АСУ. Выявить основные недостатки систем проектирования и проанализировать факторы, определяющие требования к методам проектирования, которые ориентированы на экономические приложения.

3. Выделить перечень особенностей решения задач управления в экономике, определяющих организацию проектирования программного обеспечения и установить требования к организации проектных работ для наиболее интенсивно совершенствуемых подсистем и комплексов задач на примере АСУ предприятий Миндорстроя УССР.

4. Определить наиболее перспективные направления совершенствования методов проектирования программных средств с использованием средств СУБД.

5. Построить информационную базу проекта программного обеспечения, основанную на применении реляционных структур данных, разработать методику описания концептуальной модели базы дан -ных проекта для хранения и обновления компонентов программ.

6. Разработать аппарат манипулирования элементами проекта на основе операций исчисления отношений, позволяющих автоматизировать технологию применения методов проектирования при за -грузке, обновлении и модификации компонентов программ.

7. Построить алгоритмическое обеспечение технологии приме-менения методов проектирования программных средств в экономи -ческих приложениях, ориентированное на применение реляционной СУБД.

8. Разработать логическую модель БД проекта в терминах языка описания данных в рамках конкретной реляционной СУБД и по -строить комплекс программных: средств и процедур, обеспечиваю -щих применение методов автоматизированного проектирования для загрузки, обновления, добавления и удаления компонентов программ.

9. Выполнить апробацию разработанных методов автоматизированного проектирования на примере АСУ предприятий Миндорстроя УССР для отработки технологии проектных работ с учетом специ -фики экономических приложений и построить комплекс прикладных программных средств для АСУ предприятий Миндорстроя с целью последующего наращивания и расширения в среде ОС ЕС и СУБД.

10. Проанализировать эффективность применения методов автоматизированного проектирования программного обеспечения АСУ, основанного на использовании средств реляционных СУБД.

В качестве объекта исследования выбраны процессы проекти -рования прикладного программного обеспечения в АСУ предприятий Миндорстроя УССР. Использованы материалы преимущественно АСУ Киевского облдорстроя. Диссертация содержит результаты иссле -дований и практических разработок, выполненных с 1979 по 1984 годы В научно-исследовательских лабораториях Ростовского и Киевского институтов народного хозяйства, ГИВЦе Миндорстроя УССР, ИК АН УССР и ряде ВЦ предприятий машиностроительных отраслей промышленности.

При разработке методологической основы диссертации использованы произведения классиков марксизма-ленинизма, Программа КПСС, директивные материалы партии и правительства. Разработка исходной теоретической концепции: и, в дальнейшем, рекомендаций по совершенствованию методов проектирования прикладного програм много обеспечения для экономических приложений основаны на результатах научных исследований по общей технологии программирования, автоматизации проектирования систем управления, теории управления и вопросам хозяйственного строительства. При иссле -довании проблем автоматизированного применения методов проектирования программных средств использовались принципы теории реляционных баз данных, аппарата исчисления отношений, реляцион -ной алгебры и теории алгоритмизации.

На защиту выносятся следующие основные положения:

I. Технологической и инструментальной основой средств построения функциональных и обеспечивающих подсистем АСУ является комплекс основных методов проектирование прикладного программ -ного обеспечения. Для учета специфики программирования в экономических: приложениях: необходимы автоматизированные средства комплексного сочетания основных методов нисходящего, модульного, восходящего и структурного проектирования на всех стадиях разработки и сопровождения программного обеспечения, а также наличие единой информационной базы проектных данных, позволяющей хранить и обновлять прикладные программы.

2. Одним из наиболее эффективных направлений совершенствования методов проектирования прикладного программного обеспе -чения в экономических, приложениях: является применение средств реляционных СУБД для автоматизации проектных работ. Для использования реляционной СУБД в проектных целях необходимо решение следующих задач: построение базы данных (БД) программного обеспечения и определение технологии выполнения методов проекти -рования на основе средств манипулирования проектными данными.

3. Разработка методики построения реляционной модели БД программного обеспечения и методики формализации методов нис -ходящего, модульного, восходящего и структурного проектирования на основе операций исчисления отношений БД проекта.

Разработка алгоритмического и программного обеспечения методов автоматизированного проектирования на основе средств реляционных СУБД и аппробация их на примере АСУ предприятий Мин дорстроя УССР и ряда предприятий машиностроительных отраслей промышленности.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что впервые разработаны основные положения методики применения средств реляционных-БД для автоматизации проектирова -ния прикладного программного обеспечения АСУ. Построена реляционная модель БД проектирования программных средств, дано теоретическое обоснование применимости операций исчисления отношений для загрузки и обновления проектной информации в рамках основ них методов проектирования. Разработано алгоритмическое обеспечение и комплекс программных средств, позволяющих автоматизировать выполнение методов нисходящего, модульного, восходящего и структурного проектирования с учетом требований их комплексного сочетания на всех стадиях построения и сопровождения программных компонентов. Апробация программных средств проектирования выполнена на основе математического обеспече -ния 00 ЕО ЭВМ, алгоритмического языка PL/I и программных средств реляционной СУБД "Пальма".

Полученные в диссертации результаты направлены на повышение эффективности проектных работ в программном обеспечении АСУ специально с учетом специфики экономических приложений. При этом, использование рекомендаций и предложений, обоснованных в работе, позволяет сократить сроки разработки прикладных про -граммных систем, затраты на проектирование, внедрение и экс -плуатацию подсистем информационного и программного обеспече -ния АСУ. Рекомендации по организации информационной базы проектирования обеспечивают построение автоматизированных средств проектирования программ на основе реально функционирующей реляционной СУБД. Предложенные методы автоматизированного про -ектирования и разработанные программные средства для их поддержки имеют приложение при определении структуры прикладных: программных средств АСУ, выполнении работ по программтрованию, совершенствованию и обнов лению обеспечивающих: подсистем АСУ в период сопровождения. Обоснованная концепция автоматизирован -ного проектирования отвечает современным подходам совершенст -вования технологии программирования и организации автоматизи -рованных банков данных.

Основные результаты исследования и рекомендации внедрены при непосредственном участии автора в ходе проектирования подсистем программного обеспечения АСУ предприятий дорожного строительства на ГИВЦ Миндорстроя УССР. Ряд положений использован при разработке Общесистемного математического обеспечения ОСЕС ЭШ и справочника терминов и толкового словаря по технологии и организации программирования прикладных" задач в АСУ различного назначения и ВЦ (заданиеГКНТ СССР, исполнитель ИК АН УССР). Проведенные исследования нашли свое отражение в докладах и сообщениях, сделанных на Республиканских и отраслевых конферен -циях и семинарах за период 1980-1984 гг. f

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Риппа, Сергей Петрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе предпринята попытка разработать теоретические и прикладные вопросы реализации интегрирован -ной системы проектирования прикладных программных средств АСУ, начиная со стадий подготовки технического задания и вплоть до этапов сопровождения системы. Проведенное исследование позволило выявить особенности технологии проектирования программ для экономических приложений, выделить совокупность основных проектных методов и наметить пути астоматизации проектных работ. В соответствии с выполненным анализом для эффективного применения программных средств в экономических приложениях наиболее характерной является необходимость постоянных изменений и модификаций компонентов программ, которая обусловлена следующими причинами: совершенствованием методов, показателей и принципов планирования, организации, учета, анализа производства, оплаты и стимулирования труда, материально-технического снабжения и других комплексов управленческих задач ; существованием остаточных ошибок и внесением новых при изменении прикладного программного обеспечения; неизбежным отставанием поставляемых программных средств от ожиданий пользователей вследствие достаточно длительного вре -мени разработки АСУ; обновлением системного и прикладного программного обеспе -чения, предлагаемого фондами алгоритмов и программ, региональними центрами обслуживания ЭВМ; появлением новых аппаратных средств вычислительной техники. Установлено, что основными недостатками, присущими технологии проектирования программного обеспечения АСУ являются: отсутствие автоматизированных средств, позволяющих приме -нять полный набор основных методов проектирования (нисходящий, модульный, восходящий и структурный) и обеспечивающих их комплексное сочетание на всех стадиях разработки и сопровождения прикладных программных систем; неполный учет особенностей программирования в экономических приложениях и отсутствие проектных методов комплексного изменения требований, спецификаций и программ в соответствии с меняющимися экономическими и другими условиями функционирования систем управления; отсутствие единой информационной базы, позволяющей хранить и обновлять взаимосвязанное описание всех компонентов проекта.

В итоге выполнения диссертационной работы получены следую -щие основные результаты:

1. На основании глубокого анализа состояния технологии проектирования программных средств определено место и значение проектных работ в практике построения АСУ, разработаны критерии оценки уровня технологии проектирования с учетом особенностей экономических приложений программных средств и выявлены наибо -лее перспективные направления совершенствования методов проек -тирования программного обеспечения АСУ на основе средств реля -ционных СУБД.

2. Разработана методика построения реляционной модели БД проекта программ и формализации выполнения основных методов нисходящего, модульного, восходящего и структурного проектиро вания программного обеспечения в терминах аппарата исчисления отношений.

3. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение методов автоматизированного проектирования программных средств в среде реляционной СУБД.

4. С использованием методов автоматизированного проектирования построены элементы подсистем программного обеспечения "Учет труда и зарплата", "Учет материалов", "Учет дорог и до -рожных сооружений"для АСУ предприятий Миндорстроя УССР. Комп -леке методов автоматизированного проектирования опробован при разработке общесистемногоматематического обеспечения ОС ЕС ЭВМ для ряда АСУ предприятий машиностроительных отраслей промышленности. Применение технологии автоматизированного проектирова -ния позволило значительно улучшить технико-экономические показатели программного обеспечения АСУ.

Проведенное в работе исследование позволяет сделать следующие выводы:

I. Выполненный анализ состояния технологии: программного обеспечения для ряда АСУ Миндорстроя и машиностроительных от -раслей промышленности позволил дать оценку достигнутого уровня проектных работ и выявить ряд нерешенных проблем в области организации, проектирования подсистем АСУ. Внедрение результатов исследования способствовало созданию научно-обоснованной тех -нологии проектирования программных средств в ряде АСУ респуб -лики, что позволило им перейти от традиционно малоэффективных форм организации проектных работ в программировании к принци -пиально новому уровню технологии проектирования на основе применения средств реляционных СУБД.

2. Предложенная методика построения реляционной БД проекта программ и применения операций исчисления отношений для создания и обновления элементов проекта придали технологии проектирования статус основного инструментального средства при кол -лективной разработке программного обеспечения для экономических приложений ВТ.

3. Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение методов автоматизированного проектирования с использованием реляционных СУБД позволили решить задачи комплексного применения основных методов проектирования на всех стадиях построения и сопровождения программных средств, а также создания единой информационной базы проектных данных.

Апробация автоматизированных проектных методов на основе реляционной СУБД показала высокую эффективность предлагаемой технологии проектирования.

5. Использование результатов исследования создало необхо -димые условия для внедрения в промышленную эксплуатацию комп -лекса автоматизированных средств проектирования прикладных программных систем АСУ, а также позволило определить тенденции и разработать научно-обоснованные рекомендации по перспектив -ному развитию и совершенствованию технологии программного обеспечения в экономических приложениях.