Архитектура программных систем

В то время как большинство автономных приложений - офисные программы, среды разработки, системы подготовки текстов и изображений - выполняются на одном компьютере, крупные информационные комплексы (например, система автоматизации предприятия) состоят из десятков и сотен отдельных программ, которые взаимодействуют друг с другом по сети, выполняясь на разных компьютерах. В таких случаях говорят, что они работают в различной программной архитектуре.

1) Автономные приложения. Работают на одном компьютере.

2) Приложения в файл-серверной архитектуре. Компьютеры пользователей системы объединены в сеть, при этом на каждом из них (на клиентском месте) запущены копии одной и той же программы, которые обращаются за данными к серверу, который хранит файлы, одновременно доступные всем пользователям (как правило, это базы данных). Сервер обладает повышенной надежностью, высоким быстродействием, большим объемом памяти, на нем установлена специальная серверная версия операционной системы. При одновременном обращении нескольких программ к одному файлу, например, с целью его обновления, могут возникнуть проблемы, связанные с неоднозначностью определения его содержимого. Поэтому каждое изменение общедоступного файла выделяется в транзакцию (элементарную операцию по обработке данных, имеющую фиксированные начало, конец (успешное или неуспешное завершение) и ряд других характеристик). Особенность этой архитектуры в том, что все вычисления выполняются на клиентских местах, что требует наличия на них достаточно производительных ПК (это так называемые системы с толстым клиентом - программой, которая выполняет всю обработку получаемой от сервера информации).

3) Приложения в клиент-серверной архитектуре. Эта архитектура похожа на предыдущую, только сервер помимо простого обеспечения одновременного доступа к данным, способен еще выполнять программы, которые берут на себя определенный объем вычислений (в файл-серверной архитектуре он реализуется полностью на клиентских установках). Благодаря этому удается повысить общую надежность системы, так как сервер работает значительно более устойчиво, чем ПК, и снять лишнюю нагрузку с клиентских мест, на которых удается использовать. Запускаемые на них приложения осуществляют небольшие объемы вычислений, а иногда занимаются только отображением получаемой от сервера информации, поэтому они называются тонкими клиентами.

4) Приложения в многозвенной архитектуре. Недостаток предыдущей архитектуры в том, что резко возрастает нагрузка на сервер, а если он выходит из строя, то работа всей системы останавливается. Поэтому в систему добавляется так называемый сервер приложений, на котором выполняется вся вычислительная работа. Другой сервер баз данных обрабатывает запросы пользователей, на третьем может быть установлена специальная программа - монитор транзакций, которая оптимизирует обработку транзакций и балансирует нагрузку на серверы. В большинстве практических случаев все серверы соединены последовательно, и выход из строя одного звена если и не останавливает всю работу, то по крайней мере, снижает производительность системы.

5) Приложения в распределенной архитектуре. Чтобы избежать недостатков рассмотренных архитектур, были придуманы специальные технологии, позволяющие создавать программу в виде набора компонентов, которые можно запускать на любых серверах, связанных сеть (компоненты как бы распределены по сети). Основное преимущество подобного подхода в том, что при выходе из строя любого компьютера специальные программы-мониторы, которые следят за корректностью работы, сразу перезапускают временно пропавший компонент на другом компьютере. При этом общая надежность всей системы становится очень высокой, а вычислительная загрузка распределяется между серверами оптимальным образом. Доступ к возможностям любого компонента, предназначенного для общения с пользователем, осуществляется с произвольного клиентского места. Так как все вычисления происходят на серверах, появляется возможность создавать сверхтонкие клиенты - программы только отображающие получаемую из сети информацию и требующие минимальных компьютерных ресурсов. Благодаря этому доступ к компонентной системе возможен не только с ПК, но и с небольших мобильных устройств. Частный случай компонентного подхода - доступ к серверным приложениям из браузеров через Интернет.

Сегодня наиболее популярны три компонентные технологии:CORBA консорциума OMG, Java Beans компании Sun, СОМ+ корпорации Microsoft.

Эти технологии будут определять развитие информационной индустрии в ближайшие десятилетия.

Список рекомендуемой литературы

1. http://www.sap.ru.

2. Информационно-вычислительные системы в машиностроении CALS-технологии / Ю.М.Соломенцев, В.Г.Митрофанов, В.В.Павлов и др. - М.: Наука, 2003, 292 с.

3. Шалумов А.С., Никишкин С.И., Носков В.Н. Введение в CALS-технологии: Учебное пособие. Ковров: КГТА, 2002. 137 с.

4. Кравченко Т.К., Пресняков В.Ф. Информационные технологии управления предприятием. М.: ГУ-ВШЭ, 2002. 440 с.

5. Елашкин М. SAP Business One. Строим эффективный бизнес. М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. 240 с.

6. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий (CALS-технологии). М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 320 с.

7. Kenneth Wong Стратегии PLM: удлинение ЖЦИ на крупных сервисно-ориентированных предприятиях // CAD/CAM/CAE Observer 2008. №2

8 John MacKrell, Ed Miller Интеграция PLM- и ERP-систем (Интеграция PLM- и ERP-систем CAD/CAM/CAE Observer 2006. №1,№2

9. www.wikipedia.ru

10. Е.В.Смоленцев, А.В.Бондарь, В.Ю Склокин Технология машиностроения. САПР в машиностроении: Учеб. пособие. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет, 2008. 172 с.

11. http://www.cals.ru

Оглавление

Аннотация……………………………….……………………………………...3

МОДУЛЬ 4………………………………………………………………….…..4

1. Информационные технологии в системах организационного управления...................................................................................................................4

2. Информационные технологии в обучении..………………………….........9

3. Автоматизированные системы управления на предприятии....................17

МОДУЛЬ 5…………………………………………………………………….43

1. Модели информационных процессов передачи, обработки, накопления данных................................................................................................................43

2. Технологии распределенных вычислений (РВ).......................................54

3 Технологии и модели "Клиент-сервер".....................................................59

МОДУЛЬ 6………………………………………………………………….…67

1. Понятие о компьютерном математическом моделировании...................67

2. Моделирования случайных процессов......................................................73

МОДУЛЬ 7………………………………………………………………….…77

1. Общая характеристика технологии создания программного обеспечения.................................................................................................................77

2. Современные методы и средства разработки программного обеспечения.................................................................................................................82

3. Инструментарий технологии программирования.....................................87

4. Языки и системы программирования........................................................92

Список рекомендуемой литературы..............................................................102