Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Информационные системы: основные понятия
Под информационной системой обычно понимается прикладная программная под система, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.
В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав
информационной системы, включают:
- диалоговый ввод-вывод;
- логику диалога;
- прикладную логику обработки данных;
- логику управления данными;
- операции манипулирования файлами и (или) базами данных.
Корпоративной информационной системой (КИС) называется совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительной аппаратной платформы, на которой установлено и настроено программное обеспечение.
• Факторы, влияющие на развитие корпоративных информационных систем.
В последнее время все больше руководителей начинают отчетливо осознавать важ ность построения на предприятии корпоративной информационной системы как необходимого инструментария для успешного управления бизнесом в современ ных условиях.
Можно выделить три наиболее важных фактора, существенно влияющих на раз витие корпоративных информационных систем:
- развитие методик управления предприятием;
- развитие общих возможностей и производительности компьютерных систем;
- развитие подходов к технической и программной реализации элементов инфор мационной системы.
Рассмотрим эти факторы более подробно.
- Развитие методик управления предприятием :
Теория управления предприятием представляет собой довольно обширный пред мет для изучения и совершенствования. Это обусловлено широким спектром посто янных изменений ситуации на мировом рынке. Все время растущий уровень конку ренции вынуждает руководителей компании искать новые методы сохранения своего присутствия на рынке и поддержания рентабельности своей деятельности. Такими методами могут быть диверсификация, децентрализация, управление качеством и многое другое. Современная информационная система должна отвечать всем ново введениям в теории и практике менеджмента. Несомненно, это самый главный фак тор, так как построение продвинутой в техническом отношении системы, которая не отвечает требованиям по функциональности, не имеет смысла.
-Развитие общих возможностей и производительности компьютерных систем:
Прогресс в области наращивания мощности и производительности компьютерных систем, развитие сетевых технологий и систем передачи данных, широкие возмож ности интеграции компьютерной техники с самым разнообразным оборудованием позволяют постоянно наращивать производительность информационных систем и их функциональность.
Параллельно с развитием аппаратной части информационных систем на протяже нии последних лет происходит постоянный поиск новых, более удобных и универ сальных, методов программно-технологической реализации информационных си стем. Можно выделить три наиболее существенных новшества, оказавших колос сальное влияние на развитие информационных систем в последние годы:
- новый подход к программированию: с начала 90-х годов объектно-ориентиро ванное программирование фактически вытеснило модульное; до настоящего времени непрерывно совершенствуются методы построения объектных моде лей. Благодаря внедрению объектно-ориентированных технологий программи рования существенно сокращаются сроки разработки сложных информацион ных систем, упрощаются их поддержка и развитие;
- благодаря развитию сетевых технологий локальные информационные систе мы повсеместно вытесняются клиент-серверными и многоуровневыми реализациями;
- развитие сети Интернет принесло большие возможности работы с удаленны ми подразделениями, открыло широкие перспективы электронной коммерции, обслуживания покупателей через Интернет и многое другое. Более того, опре деленные преимущества дает использование Интернет-технологий в интрасетях предприятия (так называемые интранет-технологии).
Основные составляющие корпоративных информационных систем
В составе корпоративных информационных систем можно выделить две относи тельно независимых составляющих:
- компьютерную инфраструктуру организации, представляющую собой совокуп ность сетевой, телекоммуникационной, программной, информационной и орга низационной инфраструктур. Данная составляющая обычно называется кор поративной сетью.
- взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач организации и достижение ее целей.
Первая составляющая отражает системно-техническую, структурную сторону лю бой информационной системы. По сути, это основа для интеграции функциональ ных подсистем, полиостью определяющая свойства информационной системы, определяющие ее успешную эксплуатацию. Требования к компьютерной инфра структуре едины и стандартизованы, а методы ее построения хорошо известны и многократно проверены на практике.
Вторая составляющая корпоративной информационной системы полностью относится к прикладной области и сильно зависит от специфики задач и целей предприятия. Данная составляющая полностью базируется на компьютерной инфраструктуре пред приятия и определяет прикладную функциональность информационной системы. Требования к функциональным подсистемам сложны и зачастую противоречивы, так как выдвигаются специалистами из различных прикладных областей. Однако в ко нечном счете именно эта составляющая более важна для функционирования органи зации, так как для псе, собственно, и строится компьютерная инфраструктура.
Взаимосвязи между двумя указанными составляющими информационной систе мы достаточно сложны. С одной стороны, эти две составляющие в определенном смысле независимы. Например, организация сети и протоколы, используемые для обмена данными между компьютерами, абсолютно не зависят от того, какие методы и программы планируется использовать на предприятии для организации бух галтерского учета.
С другой стороны, указанные составляющие в определенном смысле все же зави сят друг от друга. Функциональные подсистемы в принципе не могут существо вать без компьютерной инфраструктуры. В то же время компьютерная инфраструк тура сама по себе достаточно ограничена, поскольку не обладает необходимой функциональностью. Невозможно эксплуатировать распределенную информаци онную систему при отсутствии сетевой инфраструктуры. Хотя, имея развитую инфраструктуру, можно предоставить сотрудникам организации ряд полезных общесистемных служб (например, электронную почту и доступ в Интернет), упро щающих работу и делающих ее более эффективной (в частности, за счет использо вания более развитых средств связи).
Таким образом, разработку информационной системы целесообразно начинать с построения компьютерной инфраструктуры (корпоративной сети) как наиболее важной составляющей, опирающейся на апробированные промышленные тех нологии и гарантированно реализуемой в разумные сроки в силу высокой степе ни определенности как в постановке задачи, так и в предлагаемых решениях.
Корпоративная сеть создается на многие годы вперед, капитальные затраты на ее разработку и внедрение настолько велики, что практически исключают возмож ность полной или частичной переделки существующей сети.
Функциональные подсистемы, в отличие от корпоративной сети, изменчивы по своей природе, так как в предметной области деятельности организации постоянно происходят более или менее существенные изменения. Функциональность инфор мационных систем сильно зависит от организационио-управлеической структуры организации, ее функциональности, распределения функций, принятых в органи зации финансовых технологий и схем, существующей технологии документообо рота и множества других факторов.
Разработку и внедрение функциональных подсистем можно выполнять постепен но. Например, сначала по наиболее важных и ответственных участках выполнять разработки, обеспечивающие прикладную функциональность системы (внедрять системы финансового учета, управления кадрами и т. п.), а затем распространять прикладные программные системы и на другие, первоначально менее значимые области управления предприятием.
1.3 Классификация информационных систем
Информационные системы классифицируются по разным признакам. Рассмотрим наиболее часто используемые способы классификации.
• Классификация по масштабу
По масштабу информационные системы подразделяются на следующие группы (рис. 1.1): ,
одиночные;
ггрупповые;
корорпоративные.
Рис. 1.1. Деление информационных систем по масштабу
Одиночные информационные системы
Одиночные информационные системы реализуются, как правило, на автономном персональном компьютере (здесь не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих, но времени одно рабочее место. Подобные приложения создаются с помощью так называемых настольных или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются. Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Qicrosolt. Access.
Групповые информационные системы
Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использова ние информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (называемые также SQL-серверамн) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL-серверов, как коммерческих, так и свобод но распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, DB2, Qicnxsof'i SQL Server, InterBase, Sybase, Inforqix.
Корпоративные информационные системы
Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабо чих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать тер риториально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура кли ент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. Однако в крупных информа ционных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Qicrosoft SQL Server.
Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечива ются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз данных.
• Классификация по сфере применения
По сфере применения информационные системы обычно подразделяются на че тыре группы (рис. 1.2):
- системы обработки транзакций;
- системы принятия решений;
- информационно-справочные системы;
- офисные информационные системы.
Рис. 1.2. Деление информационных систем по сфере применения
Системы обработки транзакций, в свою очередь, по оперативности обработки дан ных, разделяются на пакетные информационные системы и оперативные инфор мационные системы. В информационных системах организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакции — OLTP (OnLinc Tran saction Processing), для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть. Для систем OLTP характерен регулярный (возможно, интенсивный) поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов и т. п. Важ ными требованиями для них являются:
- высокая производительность обработки транзакций; .,
- гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.
Системы поддержки принятия решений — DSS (Decision Support Systeq) — пред ставляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью до вольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных раз резах: временных, географических и по другим показателям.
Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные систе мы получили в сети Интернет.
Класс офисных информационных систем нацелен на перевод бумажных докумен тов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление докумен тооборотом.
• Классификация по способу организации
По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы (рис. 1.3):
- системы на основе архитектуры файл-сервер;
-системы на основе архитектуры клиент-сервер;
-системы на основе многоуровневой архитектуры;
-системы на основе Интернет/интранет-технологий.
Рис. 1.3. Деление информационных систем по способу организации
В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональ ные компоненты (табл. 1.1), которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем. Рассмотрим более подробно особенности вариантов построения информационных приложений.
Таблица 1. Типовые функциональные компоненты информационной системы
PS Presentation Servicer (средства представления) - обеспечиваются устройствами, принимающими ввод от пользователя и отображающими то, что сообщает ему компонент логики представления PL, с использованием соответствующей программной поддержки.
PL Presentation Logic (логика представления) - управляет взаимодействием между пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия пользователя при выборе команды в меню, нажатии кнопки или выборе элемента из списка
BL Business or Application Logic (прикладная логика)- набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить приложение .
DL Data Logic (логика управления данными) - операции с базой данных (SQL-операторы), которые нужно выполнить для реализации прикладной логики управления данными.
DS Data Services (операции с базой данных) - действия СУБД, вызываемые для выполнения логики управления данными, такие как манипулирование данными, определения данных, фиксация или откат транзакций и т. п. СУБД обычно компилирует SQL-предложения
FS File Services (файловые операции) - дисковые операции чтения и записи данных для СУБД и других компонентов. Обычно являются функциями операционной системы (ОС).
1.4 Архитектура информационных систем
• Архитектура файл-сервер
Архитектура файл-сервер не имеет сетевого разделения компонентов диалога PS и PL и использует компьютер для функций отображения, что облегчает построе ние графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначи тельную нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети.
Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты приложения, определяющие логику диалога PL, а также логику обработки BL и управления данными DL. Разработанное приложение реализуется либо в виде законченного загрузочного модуля, либо в виде специального кода для интер претации.
Однако такая архитектура имеет существенный недостаток: при выполнении не которых запросов к базе данных клиенту могут передаваться большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемости времени реакции. Значи тельный сетевой трафик особенно сильно сказывается при организации удален ного доступа к базам данных на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи. Одним из вариантов устранения данного недостатка является удаленное управление файл-серверным приложением в сети. При этом в локальной сети размещается сервер приложений, совмещенный с телекоммуникационным сер вером (обычно называемым сервером доступа), в среде которого выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность состоит в том, что диалого вый ввод-вывод поступает от удаленных клиентов через телекоммуникации. Приложения не должны быть слишком сложными, иначе велика вероятность перегрузки сервера, или же нужна очень мощная платформа для сервера прило жений.
Одним из традиционных средств, на основе которых создаются файл-серверные си стемы, являются локальные СУБД. Однако такие системы, как правило, не отвечают требованиям обеспечения целостности данных (в частности, они не поддерживают транзакции). Поэтому при их использовании задача обеспечения целостности дан ных возлагается на программы клиентов, что приводит к усложнению клиентских при ложений. Однако эти инструменты привлекают своей простотой, удобством исполь зования и доступностью. Поэтому файл-серверные информационные системы до сих пор представляют интерес для малых рабочих групп и, более того, нередко использу ются в качестве информационных систем масштаба предприятия.
• Архитектура клиент-сервер
Архитектура остеит-сервер предназначена для разрешения проблем файл-сервер ных приложении путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, пони мающих запросы на языки структурированных запросов SQL (Structured Query Language) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации.
Отличительная черта серверов БД — наличие справочника данных, в котором записана структура БД, ограничения целостности данных, форматы и даже сер верные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях помимо диалога и логики обработ ки являются, прежде всего, реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL-онераторов для типовых запросов к базе данных.
Большинство конфигураций клиент-сервер использует двухуровневую модель, в ко торой клиент обращается к услугам сервера. Предполагается, что диалоговые ком поненты PS и PL размещаются на клиенте, что позволяет обеспечить графиче ский интерфейс. Компоненты управления данными DS и FS размещаются на сервере, а диалог (PS, PL), логика BL и DL — на клиенте. Двухуровневое опреде ление архитектуры клиент-сервер использует именно этот вариант: приложение работает у клиента, СУБД — на сервере.
Поскольку эта схема предъявляет наименьшие требования к серверу, она обла дает наилучшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, вызывающие большое взаимодействие с БД, могут жестко загрузить как клиента, так и сеть. Результаты SQL-запроса должны вернуться клиенту для обработки, пото му что там находится логика принятия решения. Такая схема приводит к допол нительному усложнению администрирования приложений, разбросанных по раз личным клиентским узлам.
Для сокращения нагрузки на сеть и упрощения администрирования приложений компонент BL можно разместить на сервере. При этом вся логика принятия реше ний оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере БД.
Хранимая процедура — процедура с операторами SQL для доступа к БД, вызывае мая по имени с передачей требуемых параметров и выполняемая на сервере БД. Хранимые процедуры могут компилироваться, что повышает скорость их выпол нения и сокращает нагрузку на сервер.
Хранимые процедуры улучшают целостность приложений и БД, гарантируют акту альность коллективно используемых операций н вычислений. Улучшается сопро вождение таких процедур, а также безопасность (нет прямого доступа к данным).
Однако следует помнить, что перегрузка хранимых процедур прикладной логикой может пе регрузить сервер, что приведет к потере производительности. Эта проблема особен но актуальна при разработке крупных информационных систем, в которых к серверу может одновременно обращаться большое количество клиентов. Поэтому в большин стве случаев следует принимать компромиссные решения: часть логики приложения размещать на стороне сервера, часть на стороне клиента. Такие клиент-серверные системы называются системами с разделенной логикой. Данная схема при удачном разделении логики позволяет получить более сбалансированную загрузку клиентов и сервера, но при этом затрудняется сопровождение приложений.
Создание архитектуры клиент-сервер возможно и на основе многотерминальной
системы. В этом случае в многозадачной среде сервера приложений выполняются программы пользователей, а клиентские узлы вырождены и представлены терми налами. Подобная схема информационной системы характерна для UNIX.
В настоящее время архитектура клиент-сервер получила признание и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и ин формационных систем корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования воз можностей сервера БД, разгрузки сети и обеспечения контроля целостности дан ных.
Двухуровневые схемы архитектуры клиент-сервер могут привести к некоторым проблемам в сложных информационных приложениях с множеством пользовате лей и запутанной логикой. Решением этих проблем может стать использование многоуровневой архитектуры.
• Многоуровневая архитектура
Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех уровней:
-нижний уровень представляет собой приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики представлений PS и PL и имеющие программ ный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;
-средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполня ется прикладная логика BL и с которого логика обработки данных DL вызыва ет операции с базой данных DS;
-верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных, выделенный для услуг обработки данных DS и файловых опера ций FS (без риска использования хранимых процедур).
Подобную концепцию обработки данных пропагандируют, в частности, фирмы Oracle, Sun, Borland и др.
Трехуровневая архитектура позволяет еще больше сбалансировать нагрузку на
разные узлы и сеть, а также способствует специализации инструментов для раз работки приложений и устраняет недостатки двухуровневой модели клиент-сер вер.
Централизация логики приложения упрощает администрирование и сопровожде ние. Четко разделяются платформы и инструменты для реализации интерфейса и прикладной логики, что позволяет с наибольшей отдачей реализовывать их спе циалистам узкого профиля. Наконец, изменения прикладной логики не затраги вают интерфейса, и наоборот. Но поскольку границы между компонентами PL, BL и DL размыты, прикладная логика может появиться на всех трех уровнях. Сер вер приложений с помощью монитора транзакций обеспечивает интерфейс с кли ентами и другими серверами, может управлять транзакциями и гарантировать целостность распределенной базы данных. Средства удаленного вызова процедур наиболее соответствуют идее распределенных вычислений: они обеспечивают из любого узла сети вызов прикладной процедуры, расположенной на другом узле, передачу параметров, удаленную обработку и возврат результатов.
С ростом систем клиент-сервер необходимость трех уровней становится все более очевидной. Продукты для трехзвенной архитектуры, так называемые мониторы транзакций, являются относительно новыми. Эти инструменты в основном ори ентированы на среду UNIX, однако прикладные серверы можно строить на базе Qicroaoli Windows NT с использованием вызова удаленных процедур для органи зации связи клиентов с сервером приложений. На практике в локальной сети мо гут использоваться сметанные архитектуры (днухуровнсвые и трехуровневые) с одним и тем же сервером базы данных. С учетом глобальных связей архитектура может иметь больше трех звеньев. В настоящее время появились новые инстру ментальные средства для гибкой сегментации приложений клиент-сервер по раз личным узлам сети.
Таким образом, многоуровневая архитектура распределенных приложений по зволяет повысить эффективность работы корпоративной информационной си стемы и оптимизировать распределение ее программно-аппаратных ресурсов. Но пока на российском рынке попрежнему доминирует архитектура клиент-сервер.