Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Северный (Арктический) федеральный университет
имени М.В. Ломоносова»
В.А. Лысенко, М.И. Корзина, И.В. Бачурин
Системное проектирование
информационных систем
с веб-интерфейсом
Монография
Архангельск
САФУ
2016
Стр.1
УДК 004.414.2
ББК 30.2+30.18
Л88
Рекомендовано к изданию научно-техническим советом
Северного (Арктического) федерального университета
имени М.В. Ломоносова
Санкт-Петербургского государственного университета культуры,
доктор культурологии, доцент И.Г. Елинер,
заведующий кафедрой компьютерного дизайна
Рецензенты:
начальник отдела мультимедиа проектов, ГАУ АО «Управление
ИКТ АО», кандидат технических наук И.С. Майоров
Л88
Лысенко, В.А.
Системное проектирование информационных систем с вебинтерфейсом:
моногр. / В.А. Лысенко, М.И. Корзина, И.В. Бачурин;
Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. – Архангельск:
САФУ, 2016. – 128 с.: ил.
ISBN 978-5-261-01185-9
Изложены выявленные особенности информационных систем с
веб-интерфейсом, методы проектирования таких систем. Большое
внимание уделено процессу разработки веб-интерфейсов, в том числе
их классификации, характеристикам, методам разработки, рассмотрены
ментальная и эстетическая составляющие веб-интерфейсов.
Представлены разработанная информационная модель создания ИС с
веб-интерфейсом, примеры применения метода системного проектирования
ИС с веб-интерфейсом.
Предназначено для слушателей, обучающихся по направлениям
09.03.02 и 09.04.02 «Информационные системы и технологии», при
изучении дисциплин «Инструментальные средства информационных
технологий в дизайне», «Методы и средства визуального представления
информации в дизайне» и др.
УДК 004.414.2
ББК 30.2+30.18
ISBN 978-5-261-01185-9
© Лысенко В.А., Корзина М.И.,
Бачурин И.В., 2016
© Северный (Арктический)
федеральный университет
им. М.В. Ломоносова, 2016
Стр.2
Оглавление
Введение ...................................................................................................
Раздел 1. Информационная система с веб-интерфейсом как объект
проектирования ......................................................................................
1.1. Основные понятия ......................................................................
1.2. Модели процесса проектирования ............................................
1.3. Разработка и дизайн ИС с веб-интерфейсом ...........................
1.4. Методы исследования .................................................................
1.4.1. Общенаучные методы .......................................................
1.4.2. Специфические методы ....................................................
Выводы по разделу ............................................................................
Раздел 2. Системные представления об ИС с веб-интерфейсом ...
2.1. Свойства и элементы системы «ИС с веб-интерфейсом» ......
2.2. Ментальная составляющая веб-интерфейса ...........................
2.3. Эстетическая составляющая веб-интерфейса .........................
2.4. Модель ИС с веб-интерфейсом .................................................
Выводы по разделу 2 .........................................................................
Раздел 3. Информационное моделирование процесса проектирования
ИС с веб-интерфейсом ..........................................................
3.1. Информационное моделирование процесса разработки ИС
с веб-интерфейсом ......................................................................
3.1.1. Классификация по типу поддержки и сопровождения
3.1.2. Классификация сайтов по типу вывода из эксплуатации
3.1.3. Информационная модель дизайна в методологии IDEF
3.2. Моделирование процесса разработки веб-интерфейса ..........
3.3. Технологии в жизненном цикле ИС с веб-интерфейсом ........
3.3.1. Технологии обеспечения движения информации по
жизненному циклу ИС с веб-интерфейсом ....................
3.3.2. Технологии обеспечения целостности жизненного
цикла и связей между его элементами............................
3.3.3. Технологии обеспечения этапов жизненного цикла .....
3
5
10
10
12
19
29
29
29
30
31
31
36
38
41
45
46
46
47
48
57
61
63
63
64
64
Стр.3
3.4. Инструменты тестирования ИС с веб-интерфейсом ..............
3.4.1. Инструменты исследования юзабилити веб-интерфейсов
3.4.2. Функциональное тестирование .......................................
3.4.3. Анализ исходного кода .....................................................
3.4.4. Тестирование безопасности и нагрузочного тестирования
...................................................................................
68
68
70
70
3.5. Исследование и оптимизация метода проектирования ИС
с веб-интерфейсом на примере сайта секции «Информационные
технологии в дизайне» ........................................................
3.5.1. Разработка сайта секции «Информационные технологии
в дизайне»....................................................................
3.5.2. Исследование и оптимизация дизайна интерфейса интернет-сайта
секции «Информационные технологии
в дизайне» ...........................................................................
71
73
73
3.6. Описание применения метода системного проектирования
ИС с веб-интерфейсом ................................................................
3.7. Проверка адекватности разработанного метода проектирования
ИС с веб-интерфейсом ....................................................
Выводы по разделу 3 .........................................................................
Раздел 4. Экспериментальная проверка метода проектирования
ИС с веб-интерфейсом ..........................................................................
4.1. Реализация интернет-сайта международного проекта «Северный
летний лагерь информационно-коммуникационных
технологий и дизайна» ...............................................................
79
87
90
93
95
95
4.2. Применение метода проектирования для разработки информационно-аналитической
системы управления объектами
жилищно-коммунального хозяйства .................................. 103
Выводы по разделу 4 ......................................................................... 112
Заключение ............................................................................................. 113
Список литературы ............................................................................... 115
Приложения ............................................................................................ 126
4
Стр.4
ВВЕДЕНИЕ
Системное проектирование (дизайн) – это творческий метод
разработки продуктов и услуг, предполагающий комплексный
подход к процессу создания различных объектов с учетом различных
факторов и условий социально-экономического, экологического,
технологического, культурного состояния внешнего окружения,
имеющихся возможностей, общественных приоритетов и
предпочтений. Он является всеобъемлющим инструментом формирования
гармоничной предметно-пространственной среды и
гуманизации отношений внутри социума, о чем свидетельствуют
рабочие документы аппарата Европейской комиссии в Брюсселе о
проектировании как двигателе инноваций (2009) [1] и о реализации
плана действий в проектировании (2013) [2], отчет Глобального
совета по проектированию и инновациям (2012–2014) [3]. Дания,
Финляндия, Италия, Швеция и другие страны юридически закрепили
системное проектирование (дизайн) как метод разработки
различных объектов в своих внутренних законодательствах. Использование
данного метода отражено в документе Британского
совета по дизайну «Дизайн (проектирование) для инноваций» (декабрь,
2011) [1], используя который такие мировые лидеры экономики,
как Sony, Intel, Apple, Samsung, Microsoft и др., применяют
модели и методы проектирования в качестве средства создания
новых продуктов и для оптимизации уже существующих.
В России на интерес к области системного проектирования (дизайна)
указывают нормативные акты Правительства Российской
Федерации: «Концепция развития дизайна в Российской Федерации
до 2008 года» (2006) [4], а также концепция долгосрочного
социально-экономического развития России «Стратегия 2020»
(2012) [5], которая предполагает формирование сети центров прототипирования
и дизайна, призванных повысить роль инновационной
активности. Вместе с тем в Российской Федерации использование
проектирования как метода разработки продуктов сдер5
Стр.5
живается отсутствием экономических стимулов к его применению
в практической деятельности, малой степенью внедрения современных
технологий системного проектирования на предприятиях.
Как метод системного проектирования дизайн широко использует
различные технологии моделирования. Моделирование – это
построение и изучение моделей реально существующих предметов
и явлений и конструируемых объектов для определения, уточнения
их характеристик, рационализации способов их построения
и т.п. [6]
Модели процесса проектирования нашли применение и в области
создания эстетически совершенных и технически сложных
объектов. Моделирование, в том числе математическое, с применением
современных вычислительных средств, сред разработки и
распространения информации позволяет:
– существенно сократить цикл разработки;
– уменьшить затраты на проектирование и создание новых объектов
дизайна (ОД);
– улучшить качество процесса управления проектированием
[7], а также качество конечного ОД, включая юзабилити [8],
эстетичность, функциональность и т.д.;
– сократить издержки в процессах проектирования и эксплуатации
ОД.
В процессе глобальной информатизации общества формируется
новая информационная среда обитания человека, которая
строится с помощью информационных единиц, таких как информационные
системы. Примером информационной системы с вебинтерфейсом
является интернет-сайт. Сайты появились сравнительно
недавно – в начале 1990-х годов – вместе с первым интернет-браузером.
В августе 1991 года Тим Бернерс-Ли опубликовал
первый интернет-сайт – простую, текстовую страницу с несколькими
ссылками. Сайт имел множество ссылок и рассказывал людям,
что такое World Wide Web. Копия оригинальной страницы
1992 года все еще существует в Интернете [9]. Количество информации
растет с огромной скоростью, и вместе с ней растет количество
пользователей всемирной паутины. Исследования, проведенные
Фондом общественного мнения 2013 года [10], показали,
что в России Интернетом пользуются около 50 млн человек, что
составляет 45 % от общего населения страны. Ежегодный прирост
посетителей сети Интернет в России составляет около 6 %. Данная
статистика показывает, что в настоящее время предприяти6
Стр.6
ям различных уровней необходимо использовать сеть Интернет
для улучшения своей деятельности, информирования населения,
а также предоставления населению определенного спектра услуг.
Одна из целей обращения к сайтам – это доступ к огромным массивам
информации и возможности размещения собственной информации.
Сегодня
можно отметить следующие тенденции развития Интернет
[11], которые определяют актуальность исследований в
этой области:
– расширение сферы и интенсивности использования информации
в Интернете при решении различных задач, в первую очередь
задач прогнозирования, планирования и управления;
– возросшая конкуренция между интернет-ресурсами, особенно
крупными, в области предоставления информации и информационного
сервиса;
– усиление роли интернет-сайтов в рекламных и маркетинговых
стратегиях их владельцев;
– перемещение некоторых бизнес-процессов в виртуальную
среду, что связано с развитием интернет-технологий;
– резкое увеличение спроса на разработку интернет-приложений.
Потребителями информационных продуктов и услуг могут
быть юридические и физические лица, решающие различные задачи.
Информационные системы с веб-интерфейсом широко используются
в глобальной сети Интернет для различных целей,
таких как реклама товаров и услуг, виртуальные представительства
фирм, общение в тематических сообществах и др. Создание
информационной системы с веб-интерфейсом – это работа с большим
и сложным объектом. Здесь требуется четкое понимание целей
и задач этой работы, приоритетов и основных направлений
деятельности. Возникает потребность в системном подходе к проектированию
такой системы.
Согласно литературным источникам [12], а также описаниям
процессов создания информационных систем (ИС) с вебинтерфейсом
в сети Интернет [13; 14], на сегодняшний день для
моделирования этих систем большинство разработчиков используют
классические методы проектирования, предназначенные для
классических автоматизированных и информационных систем,
такие как водопадная, каскадная и итерационная модели, либо не
используют их вообще. Проектирование ИС с веб-интерфейсом
имеет свои особенности. В настоящее время отдельные этапы их
7
Стр.7
создания проработаны достаточно глубоко: веб-юзабилити [8],
веб-программирование, тестирование, поддержка и сопровождение.
Но отсутствует общая концептуальная связь между данными
этапами, а этап проектирования недостаточно исследован.
Также стоит сказать о том, что кроме технической стороны
ИС с веб-интерфейсом существует еще и эстетическая сторона.
В 1996 году активно начали появляться сайты с красным, розовым
или желтым фоном, слишком долгий просмотр которых был
практически невозможным. Этот этап также стал периодом непрофессионального
использования анимированных GIF-файлов. Разработчики
не были полностью осведомлены, как работает сайт,
поэтому и не знали, как правильно его проектировать [15]. В настоящее
время интерфейс сайта исследуется с использованием
подходов человеко-компьютерного взаимодействия и юзабилити.
Этим вопросам посвящены многие исследования зарубежных
и отечественных авторов. Так, на сайте конференции DConstruct
размещены видеолекции и статьи исследователей и разработчиков
об эстетике сайтов, эмоциональном веб-дизайне и др. начиная
с 2005 года [16]. Однако исследования в области художественного
проектирования интернет-сайтов не носят системного характера.
Художественное проектирование веб-интерфейсов включает учет
требований технической эстетики к ним, формообразующих факторов
(назначение, функции, конструкция, технология разработки,
стиль, мода, национальные традиции и др.) при проектировании
веб-интерфейсов, закономерностей и средств композиции в художественном
проектировании, рекомендаций по работе с вебинтерфейсом
ИС.
Из вышесказанного следует, что немаловажным является развитие
теоретических представлений о процессах информационного
моделирования и художественного проектирования ИС с вебинтерфейсом.
Этот вопрос в настоящее время проработан недостаточно.
Об
актуальности темы свидетельствует ее включение в ряд следующих
проектов:
1) международных:
а) проект в рамках международной программы Google
RISE [17] – проект «Северный летний лагерь информационно-коммуникационных
технологий и дизайна» (грант Tides Foundation
(Google) #TFR 13-00520, автор заявки: старший преподаватель кафедры
информационных систем и технологий М.И. Корзина, при8
Стр.8
каз ректора Северного Арктического федерального университета
имени М.В. Ломоносова (САФУ) № 538 от 31.05.2013 г.);
б) проект KITENPI [18] (KOLARCTIC IT Education, Networking,
Partnering, Innovation) в рамках программы Европейского Союза
и России «ЕИСП Коларктик» (ENPI CBC) – разработка международного
портала «Recruitment IT-network» (приказ ректора САФУ
№ 676 от 01.11.2013 г. о реализации партнерского соглашения по
проекту KITENPI);
в) международный проект «Центры творческих индустрий» [19]
(Creative industries networking points) – разработка международной
образовательной программы (письмо поддержки проекта «Центры
творческих индустрий» САФУ № 06.1-/207 от 19.08.2011 г.);
2) российских:
а) международная конференция «Региональная информатика»;
б) международный молодежный фестиваль информационных
технологий «IT-Архангельск» [20].
Направление работы соответствует критическим технологиям
(№ 8, 13), утвержденным Указом Президента РФ 7 июля 2011 г.
№ 899.
Стр.9