I. Вступление
Архитектура распределяет массы и объемы.Недавно столкнулся со следующей ситуацией, одна крупная ИТ компания подбирала для себя архитектора, с целью доработки компьютерной платформы «собственного исполнения». Такая работа, естественно, требовала привлечения специалиста высокой квалификации. А как это сделать дешево и сердито, чтобы призванный варяг был «и чтец и жнец и на дуде игрец»? Решили без всяких излишеств разработчика ПО, поименовать архитектором, и заполучить помимо кодировщика, еще и профессионала, способного разобраться с чужими решениями, до проектировать их на свое усмотрение, принимать самостоятельные решения и т.п…
Вдохновение превращает инертный камень в драму.
Ле Корбюзье.
Когда стали выяснять, а как же в организации вообще обстоит дело с архитектурой, обозначились следующие тенденции. Есть ряд высококвалифицированных разработчиков, позиционируемых как архитекторы. Помимо непосредственно создания кода, они выполняют достаточно низкоуровневое проектирование различных технологических систем и задают вектор и горизонт их развития. Решения представлены ими в основном в виде текстовых описаний, разбавленных небольшим количеством схем, в основном производных от диаграмм компонентов. Каждый из архитекторов представляется уникальным и эксклюзивным носителем знаний, а по сути - является узким местом в процессе производства программных продуктов. Ведь на практике без его постоянных уточняющих консультаций, воспользоваться результатом евонной деятельности практически невозможно. Полная, логически выстроенная, структурированная картинка сложного решения есть лишь в его голове.
И документации вроде бы много, но она разрознена по репозиториям проектов, Вики системам и т.п. Найти логически целостное описание решения и рекомендации по его использованию крайне сложно, а уж проследить ответвляющиеся частные технические решения по цепочке: от потребностей пользователя, до конечной поставки заказчику, вообще не реально, И это несмотря на то, что для заказчика обычно готовится некая версия на базе типового продукта, доработанного в соответствии с его специфическими потребностями. А ведь иногда бывает так необходимо отследить, например, с кем связан компонент, который предполагается использовать при проектировании нового модуля. С кем он, так сказать, разделен шестью рукопожатиями, и какое пагубное влияние могут оказать все эти неучтенные связи на стабильность его поведения.
Подобная ситуация царит во многих крупных ИТ компаниях. Вроде есть архитекторы и архитектурные советы и прочие атрибуты «высокой» архитектуры, а порядка в этом царстве не наблюдается. По вышеперечисленным симптомам, выходит, что на предприятии свирепствует – «острая архитектурная недостаточность».
Мне стало интересно разобраться со всеми аспектами архитектуры, собрав в данной статье структурированно и последовательно информацию о том, что же такое ИТ архитектура, кто такие ИТ архитекторы, и «с чем их едят».
II. Определение понятия «архитектура»
А что можно думать об архитектуре?Давайте для начала пройдемся по определениям.
Она, как солнце: большая, блестящая и она рядом.
Роджер Желязны. (Мастер сновидений)
Архитектура системы - принципиальная организация системы, воплощенная в её элементах, их взаимоотношениях друг с другом и со средой, а также принципы, направляющие её проектирование и эволюцию.Очень скупая формулировка и развернуть ее, проиллюстрировав в полной мере смысл, сложно. Поэтому постараемся сузить проблематику и оттолкнемся от чего-то меньшего, например, составной части этой системы:
Архитектура программного обеспечения (англ. software architecture) - совокупность важнейших решений об организации программной системы. Архитектура включает:Довольно лаконичное определение, дополнив которое можно приблизится к пониманию, что же принято ассоциировать с явлением - ИТ Архитектура.
- выбор структурных элементов и их интерфейсов, с помощью которых составлена система, а также их поведения в рамках сотрудничества структурных элементов;
- соединение выбранных элементов структуры и поведения, во всё более крупные системы;
- архитектурный стиль, который направляет всю организацию - все элементы, их интерфейсы, их сотрудничество и их соединение (1)
Во-вторых, место «совокупности этих элементов», как части, в более крупных системах, включая поведение, точки взаимодействия и т.п. То есть возможность абстрагирования рассматриваемой архитектуры на более высокий уровень, и соответственно детализация архитектуры в наборы составных архитектур нижнего уровня.
В-третьих, использование всеми участниками - единого подхода для организации решений в процессе производства информационных систем.
Раз уж речь зашла о едином подходе, давайте внесем ясность и в этот вопрос:
Архитектурный подход (англ. architectural framework) - соглашения, принципы и практики для описания архитектуры, установленные для конкретной области применения и/или конкретным сообществом заинтересованных лиц (2).Ведь в ходе проектирования, разработки, развития и модернизации программной системы, «совокупность решений о ее организации» (Архитектура), требует постоянного обсуждения со всеми заинтересованными лицами проекта, включая бизнес. Опять же принципиально, чтобы все при этом выстраивали перед собой одну и туже картинку, в том числе учитывающую текущее актуальное состояние архитектуры.
Итак, размявшись на общих положениях и задав направление для исследования понятия Архитектура, продолжим углубляться в суть этого явления.
1. Разделы ИТ Архитекторы
Поскольку понятие ИТ архитектуры охватывает целый букет аспектов производства программных продуктов, начиная еще от определения целей автоматизации и заканчивая аж утилизацией устаревшего в какой-то момент ПО, принято делить его на несколько частей:1) Информационная архитектура (Enterprise Information Architecture, сокр. EIA), набор методик и инструментов, описывающий информационную модель предприятия. Включает:
- базы данных и хранилища данных;
- информационные потоки (как внутри организации, так и связи с внешним миром).
- область разработки прикладных систем;
- портфель прикладных систем.
- информацию об инфраструктуре предприятия;
- системное программное обеспечение (СУБД, системы интеграции);
- стандарты на программно-аппаратные средства;
- средства обеспечения безопасности (программно-аппаратные);
- системы управления инфраструктурой.
4) Бизнес-архитектура предприятия (Enterprise Business Architecture, ЕВА) - целевое построение организационной структуры предприятия, увязанное с его миссией, стратегией, бизнес-целями. В ходе построения бизнес-архитектуры определяются необходимые бизнес-процессы, информационные и материальные потоки, а также организационно-штатная структура.
Соответственно для работы с каждым из вышеперечисленных разделов, требуется своя группа заинтересованных лиц, имеющих различную квалификацию и предпочтения, а возможно и цели. Поэтому многочисленные этапы ведения проекта порождают артефакты, описывающие аспекты архитектуры в разных стилях и жанрах. В добавок, они создаются чаще всего разнородными инструментами, используя разнообразные нотации, приемы, представления и т.п.
Стало быть, каждому разделу архитектуры соответствует как минимум одна группа стейкхолдеров, имеющая свои взгляды на представления и методы описания архитектуры. Подыщем определение для этой реалии.
Архитектурная группа описаний (англ. architectural view) - представление системы в целом с точки зрения связанного набора интересов. Каждая группа описаний относится к одному или более стейкхолдеру. Термин «группа описаний» употребляется для выражения архитектуры системы при некотором методе описания (2).Разобравшись вкратце с концепцией, направлениями и разделами архитектуры, а также выявив несовпадения в представлениях архитектуры разными группами заинтересованных лиц, перейдем к разбору непосредственно самих этих представлений (артефактов), отражающих архитектуру.
2. Представления ИТ Архитекторы
Нередко наблюдаю ситуации, когда очень интересные и перспективные замыслы гинут в болоте непонимания, только лишь из-за оторванности генератора идеи от общего уровня сознания профсообщества. Иными словами, он пытается донести концепцию, которая в его мыслях сложена в цельную и стройную идею, выдавая окружающим лишь ее “огрызки”: «ну ведь остальное и так понятно». А это «остальное» действительно не всегда понятно для электората, и он голосует против бредовой и непонятной с его точки зрения идеи, своим равнодушием и игнорированием. Автор же задумки зачастую просто не смекает, почему же все пошло не так, и отчего никто не проникся чудо решением.По всей вероятности нужна была какая-то подводка. А очень может быть, сначала надо было открыть людям целый новый мир, и только потом, в его свете, доносить эту свою идею. Это сродни тому, как иностранцу, не владеющему твоим родным языком, объяснять на нем теорию относительности Эйнштейна. Особенно если ты ее сам как-то не очень…
Очевидно, что и для эффективного представления архитектурных решений всем заинтересованным лицам, требуется некий способ, позволяющий доступно, но достаточно развернуто донести их суть до максимально широкого круга лиц. Таким способом может служить принятый в организации стандарт - Архитектурное описание и соответствующие методы их поддержания. Для более точного осмысления этого явления, пустим в ход и их определение:
Архитектурное описание (англ. architectural description) - рабочий продукт, использующийся для выражения архитектуры (2).
Архитектурный метод описания (англ. architectural viewpoint) - спецификация соглашений для конструирования и применения группы описаний. Шаблон или образец, по которому разрабатываются отдельные группы описаний посредством установления назначений и аудитории для группы описаний, а также приемы их создания и анализа. Метод описания устанавливает соглашения, по которым группа описаний создается, отображается и анализируется. Тем самым метод описания определяет языки (включая нотации, описания или типы продуктов), применяемые для определения группы описаний, а также все связанные методы моделирования или приемы анализа, применяемые к данным представлениям группы описаний. Данные языки и приемы применяются для получения результатов, имеющих отношение к адресуемым интересам (2).Тем самым, выделенные архитектурные группы, используя единые архитектурные методы описания, значительно повышают эффективность своей работы, достигая максимально согласованного и целостного восприятия обсуждаемых проблем.
Но можно ли загнать специалистов разных направлений, имеющих разную квалификацию, а возможно и образ мышления, в единые рамки, и действительно ли это так необходимо?
Например, диаграмма, описывающая формирование целей и показателей на основании выявления стекхолдеров, вызовов и их проблематики см. рис.1, по своей природе очень сильно отличается от диаграмм со схемой прокладки сети, а также диаграмм в нотации UML и прочих.
Рисунок 1. Модель выработки целей и показателей
На практике использование разнородных артефактов является большой проблемой, поскольку теряется возможность сквозной трассировки архитектурных решений от целей и стратегий к потребностям, далее к описанию бизнес-процессов и функций системы, от них к структуре данных и поведенческим моделям, от моделей к макетам экранов и т.д. по цепочке. Ведь создают все эти артефакты специалисты разных архитектурных групп, которые формировались сами по себе, подбирая годами под себя оптимальные инструменты и методики.
Фиксируя все эти разнообразные описания и представления, возникает резонный вопрос: Как же их объединить в некий всеобъемлющий контекст?
Например, для разработки больших информационных систем еще в конце прошлого века использовали модель Закмана (3), в качестве схемы организации архитектурных артефактов.
Модель Закмана основана на дисциплине классической архитектуры и призвана обеспечить общее толкование архитектурных аспектов и предоставить набор перспектив, или структур (framework), для описания сложных корпоративных систем.
Сама модель представляется в виде матрицы - таблицы, имеющей пять строк и шесть столбцов, см. рис. 2. Каждая ячейка таблицы – презентует набор артефактов, раскрывающих один из насущных аспектов архитектуры.
Рисунок 2. Представление модели Закмана
Примечательно, что основная идея матрицы помимо того, чтобы вынудить заполнить все ячейки, не пропустив важные характеристики системы, состоит и в определении последовательности заполнения. Ведь только заполнив одни ячейки, открывается возможность на основании их заполнить следующие, пока пазлы не сложатся в цельную картинку. Таким образом, различные по своему представлению архитектурные описания ложатся в разные ячейки матрицы и ею же увязываются в единое архитектурное полотно.
Стоит отметить, что на рисунке шестая строка соответствует уже не уровню описания архитектуры, а уровню работающей системы или предприятия в целом.
Модель Закмана со временем дорабатывалась и послужила прародителем для многих архитектурных каркасов и спецификаций.
Одной из таких актуальных спецификаций является например, графический язык ArchiMate, содержащий набор понятий для описания архитектуры предприятия и фреймворк, представляющий логическую структуру для классификации этой информации Последняя версия стандарта 3.0 вышла в июне 2016 года.
В ArchiMate, при создании моделей, используются базовые понятия «элемент» и «отношение» см. рис.3. На основе элементов и отношений строятся модели предприятия или его отдельных частей.
Рисунок 3. Основные понятия ArchiMate 3.0
Вся прелесть подхода состоит в том, что элементами могут быть проекции самых разнообразных реальных сущностей и явлений, встречающихся в жизни. Например, мотивационные элементы (стейкхолдеры, драйвер мотивации, цель, результат, ценность и т.д.), элементы организации и поведения (исполнители, роли, процессы, функции, события, взаимодействие и т.д.), бизнес элементы (информационный актив, соглашение, продукт/услуга, компонент приложения, интерфейс приложения, автоматизируемая функция и т.д.), технологические элементы (узел/ресурс, устройство, коммуникационная сеть, технологический процесс и т.д.). Каждый вид элемента представлен на диаграммах своим уникальным обозначением. Таким образом в одном информационном пространстве могут сочетаться столь разные отражения сущностей, явлений, событий, действий и т.д., образующих архитектуру предприятия.
Сами модели располагают в одной из ячеек каркаса на пересечении Слоя (уровень представления) и Аспекта. Схематично структура фреймворка представлена на рис. 4.
Рисунок 4. Слои фреймворка ArchiMate 3.0
В качестве Слоев рассматриваются конструктивные субсистемы предприятия, образующие некое самодостаточное представление (срез) организации. А Аспекты в свою очередь относят элементы, к одному из трех основных типов:
1) Активный структурный элемент (active structure element) позиционирует его, как некую сущность, которая способна выполнять определенные действия
2) Пассивный структурный элемент (passive structure element) позиционирует его, как некоторый объект, над котором выполняются действия.
3) Элемент поведения (behavior element) определяется как некоторая единица действия, выполняемая одним или несколькими активными структурными элементами.
Более подробно ознакомится со спецификацией можно в обзоре ArchiMate (4).
Такого рода инструменты позволяют объединить в единое информационное пространство разнородные аспекты архитектуры, используя унифицированное архитектурное описание и методы, обеспечивая трассировку между диаграммами и элементами.
Погрузившись во все эту «карусель» сложностей и разнообразия возникает один немаловажный вопрос: А всегда ли необходимо выполнять такой сложный и ресурсоемкий процесс описания архитектуры? На самом деле существует несколько подходов к ее построению, например:
1) Стандартный подход, заключается в разработке или выборе на начальном этапе общей схемы и правил для описания архитектуры. На основании выработанных стандартов, описывается базовая (текущая) архитектура, и отталкиваясь от нее, проектируется целевая (новая). Определив разницу, формируют мероприятия по переходу от базовой архитектуры к целевой. Только после этого начинается конструирование, приобретение и разработка компонентов системы. В качестве недостатков, можно выделить: существенные начальные инвестиций, как финансовые, так и временные. Также этот подход может привести к тому, что называется «паралич из-за анализа».
2) Подход «статус-кво». Разработка рассматривается как реакция на те или иные возникающие затруднения или воздействия.
3) Сегментный подход, опирается на модель разработки сегментов архитектуры в рамках общей структурированной схемы. Он сосредотачивается на главных областях бизнеса. Позволяет сократить возможные риски, обеспечить снижение начальных затрат и добиться быстрой отдачи от проекта. Могут возникнуть проблемы на этапе интеграции сегментов.
3. Резюме раздела
Итак сделаем краткую выжимку из рассмотренного нами материала:- Архитектура предприятия связывает бизнес-потребности предприятия, информационные технологии, процессы стратегического бизнес-планирования, прикладные информационные системы и процессы их сопровождения.
- В процессе разработки и поддержания архитектуры предприятия участвуют разные группы заинтересованных лиц, имеющие различные требования к ее представлениям (архитектурный подход);
- Для удобства, архитектуру принято делить на разделы, соответствующие разным архитектурным зонам и подходам;
- Для разных архитектурных групп и подходов существуют различные группы описания (визуализации) архитектуры.
- Для удобства организации работы с разнородными артефактами используют архитектурные методы описания, представляющие собой специальные фреймворки и спецификации, и позволяющие работать со всеми артефактами в едином визуальном пространстве. Использование подобных конструкций помогает с одной стороны, логически разбить все представления архитектуры на отдельные разделы для упрощения их формирования и восприятия, а с другой – обеспечить возможность рассмотрения целостной архитектуры с изолированных точек зрения или соответствующих уровней абстракции.
- В зависимости от потребностей и возможностей предприятия, можно выбрать один из нескольких архитектурных подходов, различающихся по объему и составу выполняемых работ, что в свою очередь определяет уровень затрат и качество проектирования.
Со следующей частью статьи можно ознакомиться, перейдя по
Первейшей задачей управления является выбор правильных названий... Если названия неверны, то язык не будет соответствовать правде. Если язык не будет соответствовать правде, тогда вещи не достигнут совершенства. Если вещи не достигнут совершенства, то церемонии и музыка не будут процветать. Если церемонии и музыка не будут процветать, то наказания не будут справедливыми. Если наказания не будут справедливыми, люди не будут знать, что нужно делать. Поэтому начальник должен давать только такие названия, которые могут быть выражены словами, а приказывать только то, что может быть выполнено на практике.
Конфуций
В этой лекции мы обсудим наиболее общие характеристики таких понятий, как " Архитектура информационных технологий" и " Архитектура предприятия".
Прежде чем подойти к описанию того, что такое архитектура ИТ, проще отметить, что ею не является. В частности, архитектурой не является более или менее утвержденный список поставщиков и их продуктов типа "Мы используем серверную ОС MS Windows 2003, СУБД MS SQL , все остальное ПО тоже от Microsoft, серверы на платформе Intel и телекоммуникационное оборудование Cisco". Создание стандартного списка поставщиков и уменьшение их количества – это только частичное решение проблемы "кусочной" информатизации. По мнению Gartner, подход к формулировке архитектуры должен основываться на анализе общекорпоративных процессов и переоценке своих бизнес-процессов и поддерживающих их приложений.
Многие люди, в том числе бизнес-руководители и профессионалы в своих предметных областях, считают, что они хорошо разбираются в технологиях, что на самом деле редко соответствует действительности. Для большинства высших руководителей ИТ-технологии ассоциируются с персональным компьютером, о котором они знают некоторые базовые вещи. Это, кстати, является одной из причин, почему многие из них бывают удивлены, когда им пытаются объяснить всю сложность комплекса управления ИТ. Нужен некоторый язык, который бы позволил объяснить о технологиях то, что действительно необходимо знать бизнес-руководителям. Попытки объяснять все в терминах гигабайт , сетевых протоколов и углубления в дебри ИТ приносят мало пользы. Что необходимо понимать, так это базовую структуру архитектуры ИТ и почему все элементы этой архитектуры необходимы.
Современные подходы к формулированию понятия архитектуры ИТ являются попытками предоставить такой язык, понятный и полезный одновременно для бизнес-руководства и для специалистов в области ИТ.
С другой стороны, представление об архитектуре предприятия имеет свои корни в дисциплине, которая получила название "системное мышление ". Основным объектом изучения этой дисциплины является система, когда "целое составляет нечто большее, чем механическая сумма составляющих, т.е. система обладает свойствами, которые отсутствуют у составляющих ее элементов" . Эберхард Речтин (Eberhardt Rechtin), чья цитата была только что приведена, является одним из основателей этого направления мышления.
Еще одно важное замечание состоит в уточнении понятия "Предприятие". Что мы имеем в виду, когда говорим о предприятии в контексте архитектуры? На самом деле, этот термин большинство специалистов по архитектуре и соответствующие методики описания архитектуры трактуют достаточно гибко. Это может быть организация в целом или одно из ее бизнес-подразделений, или же это может быть некоторая совокупность предприятий или организационных единиц в рамках единой цепочки создания добавочной стоимости. Таким образом, под термином "Предприятие" мы здесь и далее имеем в виду формальное объединение , не обязательно связанное с коммерческой деятельностью. Это может быть и государственная организация, и общественное, в том числе неформальное, объединение участников, связанных общей целью. Согласно более общему определению, приведенному в , Предприятие "... представляет собой комплексную систему культурных, технологических и процессных компонент , организованных для достижения целей организации".
То есть вы можете применять архитектурные подходы к целому предприятию, подразделению или даже к отдельной прикладной системе. Все зависит от уровня рассмотрения, степени " связь с возможностями оптимизации бизнес-процессов.
Архитектура предприятия частично затрагивает и процессы управления ИТ в организации. В этом плане она дополняет достаточно эффективные методики организации и реорганизации процессов внутри ИТ-службы, такие как ITIL , COBIT и другие.
Мы уже отмечали, что многие организации испытывают постоянные трудности и находятся в постоянном поиске синхронизации целей и задач бизнеса и процессов развития своих информационных систем. Существует как бы "облако неопределенности" между определением организацией и обеспечивающей ее ИТ-инфраструктурой своих целей и задач .
Процесс транслирования этих целей в конкретные ИТ-системы часто носит очень неразвитый характер и ограничивается ежегодным бюджетным процессом, участие в котором представителей бизнеса и ИТ является основным способом общения и взаимодействия.
Рис.
3.1.
"Облако неопределенности" между целями организации и информационными технологиями
Архитектура информационных технологий и архитектура предприятия в целом как раз и является основным механизмом интерпретации и реализации целей организации через адекватные ИТ-инфраструктуру и системы. Это достигается через создание определенного количества взаимосвязанных архитектурных представлений. Имеется множество методик описания архитектуры, и все они разбивают архитектуру предприятия на различное количество моделей и определений, которые относятся к таким областям, как бизнес, информация , прикладные системы, технологическая инфраструктура .
Бизнес-модели описывают стратегию организации, структуры управления, требования, ограничения и правила, а также основные бизнес-процессы , включая взаимосвязи и зависимости между ними. Т.е. бизнес- архитектура описывает на уровне предприятия в целом то, как реализуются основные функции организации, включая организационные и функциональные структуры, роли и ответственности.
Архитектура информации определяет ключевые активы , связанные со структурированной и неструктурированной информацией, требующейся для бизнеса, включая расположение, время, типы файлов и баз данных и других информационных хранилищ.
Архитектура прикладных систем описывает те системы, которые и обеспечивают необходимый функционал для реализации логики бизнес-процессов организации.
С точки зрения технологической архитектуры, важные модели включают описание ИТ-сервисов, которые требуются для реализации перечисленных выше трех других областей архитектуры. Причем логические модели ИТ-сервисов построены в абстрактной, технологически независимой форме и оставляют свободу для оптимального выбора конкретных технологий. Но, в конце концов, архитектура предприятия завершается физическими моделями, которые определяются технологиями, аппаратными и программными платформами, выбранными для реализации ИТ-сервисов.
Термин "ИТ- архитектура " может означать множество близких по смыслу, но, тем не менее, различающихся понятий. Для различных людей смысл одного и того же термина может быть разным. Каждый из нас, на самом деле, может достаточно быстро сформулировать интуитивное определение , которое после анализа окажется вполне применимым. Известных формальных определений архитектуры существует несколько сотен. Для этого достаточно зайти на сайт Института Проектирования Программного Обеспечения Карнеги-Меллона ( SEI – Carnegie Mellon Software Engeneering Institute) www.sei.cmu.edu . Одно из самых простых (словарь Уэбстера) заключается в том, что ИТ- архитектура – это "способ, который используется для организации и интеграции компонент компьютерной системы".
Более изощренное определение в хорошо знакомом программистам стиле заключается в том, что " Архитектура системы состоит из нескольких компонент , внешних свойств и интерфейсов, связей и накладываемых ограничений, а также архитектуры этих внутренних компонент ". Такое рекурсивное определение удобно тем, что является достаточно общим, применимым практически к любой системе, а не обязательно только к системе, использующей информационные технологии , и при этом позволяет ограничить степень детализации на нужном уровне. Отметим, что упоминание внутренних компонент специально перенесено в конец определения – для отражения того факта, что "хорошая" архитектура позволяет обеспечить повторное использование или модернизацию/замену таких внутренних компонент без изменения внешней охватывающей системы. Итеративное, иерархическое построение архитектуры позволяет решить и еще одну важную задачу – облегчить ее восприятие человеком.
Рис. 3.2.
Хорошо известно, что оптимальным в этом смысле числом элементов на отдельном уровне любой схемы абстракции или в каком-либо списке является всего 7 плюс или минус 2 объекта. Именно поэтому, как мы увидим ниже, большинство подходов к описанию архитектуры включает в себя ее разбиение на предметные области (или представления), общее количество которых как раз и находится в этом диапазоне. Примерами таких предметных областей являются архитектура прикладных систем, архитектура данных, технологическая архитектура и т.д. Старый, как мир, принцип "разделяй и властвуй" как нельзя лучше подходит для того, чтобы справляться с объективной сложностью корпоративных информационных систем. При этом такое разбиение позволяет рабочим группам, специализирующимся на различных предметных областях, работать параллельно, что делает проблему осознаваемой с интеллектуальной точки зрения.
Прежде чем давать, наконец, полное определение архитектуры ИТ, сделаем еще одно предварительное замечание. В соответствии с тезисом, сформулированным Giga
системы управления предприятием
Лекция 1. Информационные технологии и архитектура предприятия
1. Понятие архитектуры предприятия
Современные информационные технологии (ИТ) становятся неотъемлемой составляющей любого предприятия. Сегодня они для многих предприятий - не просто способ автоматизации рутинных операций (технологическая подложка), а эффективный инструмент в конкурентной борьбе. Современные ИТ – системы призваны быстро адаптироваться к новым потребностям бизнеса (его целям задачам) и полностью соответствовать архитектуре предприятия (EnterpriseArchitectureEA).
В настоящее время много говорится об эффективности информационных технологий на предприятии, но при этом многие из аналитиков крупных компаний (например, Клиф Финкельштейн) считают, что предприятия просто перешли от состояния ручного хаоса к состоянию хаоса автоматизированного. Соответственно, любые крупные предприятия требуют структуризации и документирования, как бизнес-процессов, так и поддерживающих их информационных технологий.
Зачем нужна архитектура предприятия? Вопрос о необходимости архитектуры предприятия и архитектуры информационных технологий возникает достаточно часто. Понятие «архитектура» изначально относилась к области градостроительства. Для того, чтобы построить дом или спроектировать город, необходимо иметь определенный план, чертеж, позволяющий оценить все сооружение, в целом, и посчитать затраты на его реализацию. План здания (города) должен четко соответствовать функциональным требованиям заказчика к сооружениям этого класса.
Внедрение информационных технологий на предприятии, как и строительство, является сложным трудоемким процессом, но, при этом, многие крупные компании тратят колоссальные денежные средства на внедрение различных информационных систем без малейшего представления об общей концепции развития предприятия. Можно себе представить крупный город, в котором строительство отдельных зданий производится хаотично, без архитектурных планов и долгосрочной концепции развития?
Построение комплексной информационной системы современного предприятия можно сравнить по сложности с проектированием города, где информационные системы соответствуют зданиям. Информационные системы, как и отдельные здания, требуют поддержки и правильной эксплуатации, ремонта и модернизации. Но жизненный цикл информационной системы существенно короче жизненного цикла здания.
При построении комплексной информационной системы предприятия (как правило, включающей множество различных по функциональности информационных систем или подсистем) нам необходимо иметь документированную информацию о текущем состоянии и концепцию развития наших информационных технологий в будущем.
Под архитектурой предприятия (EA - Enterprise Architecture ), обычно понимается полное описание (модель) структуры предприятия, как системы, включающее описание ключевых элементов этой системы, связей между ними.
Архитектура предприятия определяет общую структуру и функции систем (бизнес и ИТ) в рамках всей организации в целом (включая партнеров и другие организации, формирующие так называемое «предприятие реального времени») и обеспечивает общую рамочную модель (framework), стандарты и руководства для архитектуры уровня отдельных проектов. Общее видение, обеспечиваемое архитектурой предприятия, создает возможность единогопроектирования систем, адекватных, с точки зрения обеспечения потребностей организации , и способных к взаимодействию и интеграции там, где это необходимо.
В основе архитектуры предприятия заложен «Архитектурный взгляд» на системы, определенный в стандарте ANSI/IEEE 1471, как «фундаментальная организация системы, состоящая из совокупности компонент, их связей между собой и внешней средой, и принципы, которыми руководствуются при их создании и развитии».
Архитектура предприятия описывает деятельность компании с двух основных позиций:
Бизнес-архитектура описывает предприятие с позиции логических терминов, таких, как взаимодействующие бизнес-процессы и бизнес правила, необходимая информация, структура и потоки информации.
Архитектура информационных технологий описывает предприятие с позиции технических понятий, таких как аппаратные и компьютерные средства, программное обеспечение, защита и безопасность.
Документирование и оптимизация архитектуры информационных технологий обеспечивает нам уменьшение уровня сложности информационных систем и упрощает их интеграцию. Оптимизация бизнес-процессов компании и оптимизация функциональности информационных систем, использующихся для автоматизации бизнес-процессов, увеличивает приток инвестиций в информационные технологии. Архитектура предприятия в первую очередь объединяет архитектуру информационных технологий и бизнес - архитектуру в единое целое, обеспечивая комплексный взгляд на обе существующие области (рисунок 1.1.).
Архитектура предприятия является важным критическим элементом, связывающим информационные технологии, бизнес потребности предприятия и объединяет в себе процессы стратегического бизнес – планирования, прикладные информационные системы и процессы их сопровождения.
При этом архитектура предприятия неразрывно связана с основными рабочими процессами:
стратегия и планирование на уровне предприятия;
управление корпоративными проектами.
Рисунок 1.1. Взаимосвязь бизнеса и ИТ
Разработка стратегии современного предприятия (StrategyandPlanning) и управление корпоративными проектами (Enterpriseprogrammanagement) включают в себя направление, связанное непосредственно с информационными технологиями. Современные тенденции рассматривают ИТ проекты и стратегические инициативы как определенный актив компании, которым можно управлять аналогично финансовым активам.
Управление портфелем информационных технологий (BusinessandITportfoliomanagement) – это процесс управления инвестициями в области управления ИТ проектами. Под портфелем понимается совокупность проектов, выполняемых на общем пуле ресурсов (финансы, люди, оборудование, материалы, энергия), при этом пул ресурсов и результаты всех проектов портфеля находятся в компетенции одного центра ответственности.
Аналитики компании METAGroupсчитали, что это - область пересечения архитектуры предприятия, стратегии предприятия и управления корпоративными проектами (рисунок 1.2.). Стратегия и планирование при этом обеспечивают основу для выработки ИТ стратегии предприятия, в соответствии с которыми появляются проекты внедрения (модернизации) информационных систем. Управление проектами – можно рассматривать, в первую очередь, как механизм, обеспечивающий переход от текущего состояния к планируемому, или, другими словами, переход от текущей архитектуры предприятия к целевой архитектуре.
Рисунок 1.2. Управление портфелем ИТ.
Представление информационных технологий в виде активов, позволяет предприятию корректно оценивать и расставлять приоритеты при вложении инвестиций и управлении ИТ проектами (активами) с учетом приемлемого уровня риска, и, таким образом планировать инвестиции в эту область. Считается, что управление ИТ портфелем должно преследовать три основные цели:
максимизация ценности портфеля;
синхронизация ИТ - портфеля с требованиями бизнеса;
поиск оптимального баланса между риском и потенциальной отдачей от ИТ - портфеля.
Архитектура предприятия является одним из элементов управление ИТ портфелем и предоставляет необходимую информацию о бизнес-процессах и технологиях, необходимых для их автоматизации. Архитектура предприятия не только является основой для разработки портфеля активов, но также обеспечивает весь жизненный цикл многих ИТ - активов.
Архитектура предприятия позволяет увидеть все предприятие целиком. Создать цепочку, показывающую воздействие отдельных элементов стратегии развития предприятия на его бизнес-процессы, и их зависимость от информационных систем и технологических элементов.
Выделяют различные уровни абстракции архитектуры предприятия, но на каждом из них существует единый набор моделей, принципов, руководства и, которые используются для создания и развития систем в контексте деятельности всего предприятия в целом. Можно выделить следующие три уровня абстракции (рисунок 1.3.): уровень архитектуры предприятия; уровень архитектуры отдельных решений; прикладной уровень (дизайн и разработка решений).
Рисунок 1.3. Контекст и уровни абстракции архитектуры предприятия.
Уровень архитектуры предприятия – описывает высокоуровневые элементы архитектуры, ориентированные на создание общей концепции развития в масштабах всего предприятия, в целом. На этом уровне рассматриваются основные цели и задачи предприятия, стратегия его развития, на основе которых разрабатывается ИТ - стратегия и высокоуровневая архитектура. Здесь определяется общая структура информационных систем в рамках всей организации, в целом, и выделяются их основные функции.
Уровень архитектуры предприятия – это в первую очередь общая схема функционирования всего предприятия в целом, дающая возможность единого проектирования информационных систем, обеспечивающих потребности всего предприятия, и их эффективную интеграцию. Построение такой схемы позволяет не только показать, какие именно бизнес-процессы, и информационные системы обеспечивают достижение основных целей предприятия, но и избежать их дублирования, повысить эффективность совместной работы.
Уровень отдельных решений – определяет структуру и функции в рамках отдельных проектах. На этом уровне, формируется детализированная информация о приложениях, бизнес-процессах и их взаимосвязях. Здесь определяется структура информационных систем, их интерфейсы и функции. Определяются планы и схемы их развития, разрабатывается соглашение об уровне обслуживания (SLA).
Архитектура уровня отдельных проектов описывает, как именно, новые информационные системы будут вписываться в контекст всего предприятия, с кем они будут взаимодействовать и какие технологии использовать.
Прикладной уровень , включающий в себя дизайн отдельного решения и его архитектуру, планы реализации проектов. На этом уровне происходит работа уже непосредственно с информационными системами. Определяется структура и функции отдельных приложений, которые разрабатываются с целью обеспечения конкретной функциональности. Здесь происходит реализация стандартов и руководств, определенных на верхних уровнях.
Информационная система, на данном уровне рассматривается как сложный комплексный объект, динамически изменяющийся во времени. Конкретная реализация системы включает в себя экземпляры приложений и их физическое расположение, фактические потоки данных и реализацию процессов управления.
При внесении изменений в архитектуру предприятия можно использовать различные способы разделения на уровни абстракции. Это связано с тем, что каждый уровень абстракции использует свои модели, описывающие определенные предметные области. Например, при внедрении информационных технологий на предприятии принято выделять следующие уровни абстракции:
Уровень контекста (почему?) ориентирован в первую очередь на руководство и обосновывает необходимость проектов.
Концептуальный уровень (что?) определяет общие требования к проекту и возможные варианты его реализации.
Логический уровень (как?) описывает способ реализации данного проекта.
Физический уровень определяет решения, стандарты и технологии, позволяющие реализовать проект.
Количество уровней абстракции и их тип могут варьироваться в зависимости от поставленных задач. Основное достоинство уровней абстракции заключается в обеспечении возможности декомпозиции предприятия на отдельные элементы для последующего детализированного рассмотрения. Концепция разделения архитектуры предприятия на различные уровни абстракции позволяет управляющим четко видеть влияние планируемых изменений на все предприятие, в целом.
Таким образом, можно говорить, что «архитектура – это инвестиция в стандарты процессов, технологий и интерфейсов в целях улучшения возможностей организаций и уменьшения стоимости разработки и сопровождения информационных систем, а корпоративная архитектура ИТ – это видение, принципы и стандарты, которыми организации руководствуются при разработке и внедрении технологий».
Архитектура предприятия является инструментом управления, обеспечивающим процесс принятия решений об инвестициях в информационные технологии, стирающие грань между бизнесом и ИТ - подразделением.
Традиционно считается, что новые инициативы по внедрению информационных технологий должны проявляться в виде требований от бизнеса, и новые информационные системы должны отвечать именно этим требованиям. Но бизнес должен, в то же время, получать и учитывать «сигналы» от ИТ - подразделения, которое, соответственно, должно показывать новые возможности, появляющиеся у предприятия при внедрении новых ИС. Таким образом, архитектуру предприятия можно рассматривать как новый виток развития организационных принципов построения деятельности предприятия, обеспечивающий его эффективное функционирование (рисунок 1.4.).
Рисунок 1.4. Эволюция организационных принципов.
Любому предприятию требуется планомерное развитие его структуры, бизнес-процессов, информационных систем и их интеграция между собой. Архитектура предприятия собственно и является планом развития предприятия (целевая архитектура ) и документированной схемой того, что происходит в компании в текущий момент времени (текущая архитектура ).
Текущая архитектура (Current architecture) - описывает существующее состояние архитектуры предприятия. Называется также архитектурой “как есть” (AS-IS) или базовым состоянием существующей архитектуры.
Текущая архитектура – это отображение объективной реальности, включающей в себя существующие компоненты (бизнес-процессы, информационные системы, технологические элементы) и их связи. Это набор моделей с неизбежными упрощениями, ограничениями и субъективными искажениями.
Процесс разработки текущей архитектуры – это, в первую очередь, процесс документирования и поддержания информации о состоянии предприятия в актуальном виде, обеспечивающий регистрацию и контроль информации обо всех элементах архитектуры предприятия, включающий в себя ведение базы данных по архитектурным объектам; ведение управленческого учета и учета состояния.
Процесс разработки текущей архитектуры аналогичен процессу ITIL/ITSM(управление конфигурацией - Configuration Management). Для упрощения работы по разработке текущей архитектуры многие компании используют базу данных конфигурационных единиц (CMDB), дополнив ее необходимой информацией.
Целевая архитектура (Target Architecture) - описывает желаемое будущее состояние предприятия или "что должно быть сформировано" (TO-BE). Другими словами, целевая архитектура является будущей моделью предприятия.
Целевую архитектуру можно назвать идеальной моделью предприятия, в основу которой заложены:
стратегические требования к бизнес-процессам и информационным технологиям;
информация о выявленных «узких местах» и путях их устранения;
анализ технологических тенденций и среды бизнес деятельности предприятия.
Целевая архитектура (модель to-be) и текущая архитектура (модельas-is) позволяют описать начальное и конечное состояние предприятия – до и после внесения изменений в его структуру, оставляя без внимания сам процесс изменений.
Процесс перехода от текущей архитектуры предприятия к целевой переводит предприятие на новую спираль развития и, таким образом, мы можем говорить, что архитектура предприятия характеризуется определенным жизненным циклом, похожим на жизненный цикл информационных систем.
Современные подходы к построению архитектуры предприятия традиционно разделяют ее на несколько слоев (предметных областей). Количество архитектурных слоев варьируется в различных методиках. Ниже мы рассмотрим слои, использующиеся в большинстве из существующих методик (рисунок 1.5.):
Стратегические цели и задачи предприятия.
Бизнес – архитектура предприятия.
Архитектура информационных технологий (ИТ архитектура предприятия).
Архитектуру информационных технологий, в свою очередь, разделяют на:
Информационную архитектуру (Enterprise Information Architecture).
Архитектуру прикладных решений (Enterprise Solution Architecture).
Технологическую архитектуру (Enterprise Technical Architecture).
Рисунок 1.5. Основные слои архитектуры предприятия
Рис. 5.2.
Из данного рисунка видно, что руководящие принципы, так же как и стандарты политики, руководства, процедуры, могут относиться абсолютно ко всем элементам архитектуры: и к данным, и к прикладным системам, и к технологической инфраструктуре.
Важно отметить, что для описания "верхней" части этой пирамиды используются, в основном, такие механизмы, как декларируемые принципы. "Средняя" часть пирамиды, т.е. непосредственно архитектура, описывается в форме набора соответствующих моделей. А нижняя часть пирамиды связана с выработкой соответствующих правил, процедур или выбором стандартов.
Ключевыми элементами, с точки зрения архитектуры, являются принципы, стандарты и модели. Стандарты разрабатываются на основе принципов и описывают, как принципы будут реализованы на практике. Модели являются графическим представлением принципов и стандартов и используются для описания архитектуры. При этом модели обеспечивают упрощенное представление о сложном реальном мире и создают абстрактные конструкции, в которых опущены несущественные детали и внимание сосредоточено на наиболее важных аспектах описываемого предмета. Кроме того, модели обеспечивают основу для обсуждения между различными заинтересованными сторонами одного и того же предмета. Этому посвящен следующий раздел.
В общем случае практика описания стратегии и архитектуры информационных технологий, а также другие нормативные документы, описывающие принципы создания и эксплуатации информационных систем предприятия или органов государственного управления уровня региона или города, может включать в себя следующие элементы:
- Миссия и видение .
- Руководящие принципы . Утверждения, описывающие принципы и ключевые элементы философии использования информационных технологий.
- Цели, задачи и стратегии .
- Архитектура информационных технологий .
- Политики (правила) . Политики являются общими утверждениями, которые задают направления и цели, связанные с инициативами в области ИТ. Они носят, как правило, достаточно высокоуровневый и общий характер и обеспечивают скоординированный процесс планирования, закупку критически важных технологий, эффективную разработку систем и эффективное использование информационных технологий и ресурсов.
- ИТ-стандарты . Стандарты – это обязательные к использованию утверждения, касающиеся используемых технологий, продуктов и/или услуг. Они должны быть достаточно полными и в то же время определять разумный минимум требований, обязательных для использования. В случае, когда речь идет о стандартах, выбираемых государством, особенно важным является подход, когда стандарты описывают только наиболее общие и важные элементы технологий в соответствии с принципами честной конкуренции.
- Процедуры . Процедуры – это инструкции, описывающие, как выполняются политики и стандарты. Процедуры устанавливают и описывают процессы, которые выполняются на регулярной основе.
- Руководства или рекомендации (guidelines) . Руководства и рекомендации – это описания лучших практик или приемлемых подходов к практической реализации политик и процедур. Руководства могут стать стандартами.
Реализация целей, задач и стратегий достигается через соответствующие ИТ-проекты, которые формулируются в планах на очередной период деятельности.
Конечно, этот список представляется достаточно объемным, однако мы даем читателю представление об "идеальной" картине, связанной с описанием стратегии и архитектуры информационных технологий на уровне достаточно крупного организационного образования. На практике, конечно, такая полноценная совокупность документов и описаний создается в течение определенного периода времени практической работы.
При этом можно рекомендовать использование следующей иерархии отношений между политиками, стандартами и процедурами. Стандарты всегда должны быть связаны с некоторыми сформулированными политиками, хотя сами политики могут и не иметь определенных стандартов "под собой". Точно так же процедуры всегда должны быть связаны с определенными стандартами, хотя сами стандарты могут существовать без связанных с ними каких-либо процедур.
Рис. 5.3.
Важным представляется следующее замечание, сформулированное в архитектурной методике META Group, которое касается роли принципов и моделей в описании архитектуры (более подробно об этом см. в "Методики описания архитектур. Модели Захмана и Gartner, методики META Group и TOGAF"). Можно сказать, что существуют два различных подхода к процессам разработки, описания и использования архитектуры предприятия: существенная, возможно, даже большая часть специалистов и компаний считает, что основой архитектуры являются принципы, а другая часть придерживается точки зрения, что основой архитектуры является процесс создания моделей. META Group полагает, что при описании сегодняшней, существующей архитектуры (архитектуры "как есть") необходимо в большей степени руководствоваться декларациями принципов, на основе которой она построена; в то же время, будущие состояния архитектуры должны описываться с использованием соответствующих моделей, описывающих отдельные представления (домены) будущей архитектуры.
На первый взгляд, это даже может показаться странным. Известно много примеров, когда организация тратит значительные усилия на создание детализированных описаний существующих процессов. Будущее для заказчика не очень ясно, поэтому тут часто ограничиваются общими декларациями. В результате пухлые альбомы со схемами бизнес-процессов успешно помещаются на полку... Знакомая картина, не правда ли? Мы вернемся к оптимальному распределению усилий на различных фазах архитектурного процесса в "Процесс разработки архитектур: оценка зрелости, детализация и распределение усилий. Инструментальные средства и мониторинг технологий" .
Основой таких рекомендаций META Group являются следующие соображения. Когда организация находится в самом начале процесса разработки своей архитектуры, то, как правило, нет полной ясности и согласия по поводу используемых моделей и даже разбиения архитектуры на представления (домены).
В этих условиях первое, что архитектура предприятия должна дать сразу и всем участникам процесса – это общие рекомендации по текущим проектам, чтобы их руководители могли понимать общее направление. Первым правилом является правило "не навреди", что и означает задание общего для всех стратегического направления. Это достигается через формулировку принципов, которые для этого являются очень мощным инструментом. Принципы – это высокоуровневые руководства к действию. Примером принципа может быть следующий: "Мы будем использовать передовые технологии, но только не самые новейшие и непроверенные". Конечно, это требует последующего уточнения понятий "передовые технологии" и "новейшие технологии". Принципы одновременно обеспечивают инструмент принятия неизбежных компромиссных решений при разработке моделей и обеспечения единства между различными доменами архитектуры.На первый взгляд, некоторые из декларируемых принципов, особенно в отрыве от остального контекста, могут звучать тривиально, как нечто само собой разумеющееся. Но их более глубокий анализ – причины, по которым эти принципы приняты, влияние на архитектуру информационных систем, – как правило, показывает важность явной формулировки таких высокоуровневых утверждений. Приведем примеры некоторых явно сформулированных принципов, которые могут относиться как к коммерческому предприятию, так и, например, к уровню регионального (городского) правительства.