Управлять оборудованием и сетевыми операциями

5.1. Управлять централизованным оборудованием
5.2. Управлять распределенным оборудованием
5.3. Управлять сетевыми операциями

6. Управлять информационными услугами
6.1. Управлять библиотеками и центрами информации
6.2. Управлять документированием и фиксированием данных бизнеса

7. Обеспечивать распределенный доступ к информации и коммуникациям
7.1. Управлять внешними коммуникационными системами
7.2. Управлять внутренними коммуникационными системами
7.3. Подготавливать и распространять публикации

8. Оценивать и проводить аудит качества информации

1.2.3 Жизненный цикл информационных ресурсов

Ценность информации, содержащейся в конкретном информационном ресурсе, может быть различной, кроме того, она изменяется во времени. Как все на свете, информационный ресурс рождается, живет и умирает. Поэтому можно говорить о жизненном цикле информационного ресурса.

Если исходить из пункта 4 классификации бизнес-процессов, рассмотренных в предыдущем разделе, информационный ресурс в период своего существования проходит следующие этапы жизненного цикла:

· сбор информации, создание ИР,

· хранение,

· обработка (упорядочение, поиск, изменение и обновление),

· архивирование,

· уничтожение.

В течение жизненного цикла меняется актуальность информации, содержащейся в информационном ресурсе и ее актуальности. С этой точки зрения информация может классифицироваться как критическая, важная и маловажна [32].

Как правило, актуальность информации уменьшается с течением времени, следовательно, указанные классы актуальности наступают последовательно. По сравнению с американской классификацией п. 1.2.3 мы дополнительно ввели жизненный цикл этап архивирования, который обычно наступает, когда информация становится маловажной.

Исходя из сказанного, модель жизненного цикла информационного ресурса (ИР) может быть упрощенно представлена в виде цепи Маркова, графическая схема которой показана на рисунке 1.1.

 

1

Рисунок 1.1 Модель жизненного цикла информационного ресурса

Здесь выделено 8 состояний, смысл которых приведен ниже;

создание ИР,

хранение ИР критической важности,

обработка ИР критической важности,

хранение ИР с важной информацией,

обработка ИР с важной информацией,

архивирование и хранение ИР с маловажной информацией,

обработка ИР с маловажной информацией,

удаление ИР.

Переход из одного состояние в другое за один временной шаг является случайным событием, вероятность которого определяется этапами жизненного цикла ИР, их «временем жизни» и другими факторами. В целом, модель определится следующей матрицей переходных вероятностей размерности 8 8.

. (1.1)

Вероятности перехода определяют также среднюю продолжительность пребывания информационного ресурса в каждом из выделенных состояний. Более подробно методика расчета параметров жизненного цикла информационного ресурса рассмотрена в шестой главе настоящего курса.

1.3 Информационные технологии

Технология при переводе с греческого означает искусство, мастерство, умение, а это ни что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализоваться с помощью совокупности различных средств и методов.

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Если цель технологии материального производства – выпуск продукции, удовлетворяющей потребности человека или системы, то цель информационной технологии – производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия. В последние годы появился термин новые информационные технологии, которым обозначаются технологии, основанные на использовании компьютерных и телекоммуникационных средств.

Можно выделить три основных принципа новых информационных технологий [1,2,6]:

· интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером и телекоммуникационной системой;

· интегрированность с другими программными продуктами;

· гибкость процесса изменения, как данных, так и постановок задач.

В настоящее время область информационных технологий представляет собой:

· обширную область знаний, имеющую фундаментальный характер, которая объединяет множество научных аправлений, таких как вычислительная математика, искусственный интеллект, программная инженерия, веб-технологии и другие;

· важную часть информационной индустрии и обширную область профессиональной деятельности, влияющую на все процессы современного общества;

· актуальное и активно развивающееся образовательное направление – Информационные технологии (Computing), к которому относится, в том числе, и интересующая нас специальность 230201. 65 – «Информационные системы и технологии».

В качестве критериев классификации информационных технологий используют виды управленческой деятельности, виды обеспечения или реализуемые функции. В наиболее общем виде применительно к данному курсу можно выделить для дальнейшего рассмотрения следующие классы информационных технологий:

· информационные сетевые компьютерные технологии;

· информационные технологии организации человеко-машинного интерфейса;

· информационные технологии создания, обработки и управления документами;

· информационные технологии управления данными;

· технологии защиты информации;

· информационные технологии управления знаниями.

Формы представления информационных технологий и соответствующие стандарты рассмотрены в третьей главе данного пособия.

1.4 Информационные технологии и информационные системы

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой [1].

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии - в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи.

Основная цель информационной системы - организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Примерами могут служить:

· информационная технология работы в среде текстового процессора Word 6.0, который не является информационной системой;

· информационная технология мультимедиа, где с помощью телекоммуникационной связи осуществляются передача и обработка на компьютере изображения и звука.

Обобщая все вышесказанное, можно предложить несколько более узкие, чем рассмотренные ранее, определения информационной системы и технологии.

Информационная технология–совокупность четко определенных целенаправленных действий персонала по переработке информации с помощью средств вычислительной техники

Информационная система – человеко - машинная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

1.5 О становлении информационных технологий

Упомянем основные события, предшествовавшие и способствовавшие созданию информационных систем и технологий.

· В 1944 году в США создана первая электронно-вычислительная машина UNIVAC, которая открыла возможность быстрой обработки больших объемов данных.

· В 1948 году Клод Шеннон сформулировал основные положения математической теории связи, положенные в дальнейшем в фундамент теории информации.

· В те же годы Норберт Винер показал прикладные аспекты этой теории в своей книге «Кибернетика или управление и связь в животном и машине».

· В 1951 году под руководством академика С.А. Лебедева создана первая отечественная электронно-вычислительная машина МЭСМ. В следующем году создана ЭВМ БЭСМ, которая стала первой серийно выпускаемой машиной в нашей стране.

· В начале 50-х годов инженеры фирмы Веll Laboratories изобрели транзистор, что привело к появлению новых поколений ЭВМ и вызвало проникновение информационных технологий в различные области жизни, науки, образования и техники.

· В середине 50-х годов начались работы по автоматизации программирования. А.А. Ляпуновым был предложен язык логических схем программ для операторного программирования. Тогда же были разработаны первые версии языков программирования (Фортран, Алгол) и созданы соответствующие трансляторы. В 1960 году в качестве международного стандарта был принят язык Алгол-60.

· В начале 60-х годов в США разработана система COBOL, явившаяся прототипом систем управления базами данных (СУБД).

· В 60-е годы началась автоматизация простейших производственных функций, появились первые локальные системы управления в крупных фирмах для решения регулярных задач высокой размерности, в основном информационного и справочного характера, отдельные решения задач оптимального распределения ресурсов и т.д. В СССР начали создаваться автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП).

· В 1962 году академик В.М. Глушков предложил проект Общегосударственной автоматизированной системы (ОГАС) для управления экономикой страны на базе сети вычислительных центров и систем широкополосной связи. Техническую основу ОГАС должна была составить Единая государственная сеть вычислительных центров (ЕГСВЦ), охватывающая всю страну. К сожалению, этот проект не был реализован. Кстати, В.М. Глушков первым предложил термин «безбумажная информатика».

· 1967 – черный год отечественной вычислительной техники. На правительственном уровне было принято решение о копировании американских ЭВМ IBM/360 (копии получили название ЕС ЭВМ), а многие отечественные проекты были заморожены. Это привело к ослаблению научно-технической базы в области информационных технологий и нарастающей зависимости страны от зарубежных разработок.

· 1970-е годы – первые интегрированные комплексы, работающие в пакетном режиме, повышение уровня интеллектуальности решаемых задач, формирование первых систем цифровой связи, отработка комплексных решений автоматизации управления предприятием, начало формирования современной концепции новых информационных технологий.

· 1980-е годы – появление персональных ЭВМ и локальных вычислительных сетей; расширение использования информационных технологий на основе распределённых систем, реальное воздействие элементов новых информационных технологий на всех участников производственных процессов; непосредственное влияние на процессы принятия решений высшим руководством фирм. Развития систем управления качеством на базе стандартов ISO 900х, рождение CASE- и CALS-технологий.

· 1990-е годы – появление и широкое распространение Интернет; интеграция информационных технологий в различных областях; на базе новых информационных технологий бурно развивается международная интеграция бизнеса и электронная коммерция; совместное использование данных и обмен информацией изменяют общество, возникают новые парадигмы организации производства, стандарты реконфигурации и управления проектами, внедрение технологий реинжиниринга и виртуального предприятия.

· 1994 г. – в Неаполе лидеры стран Большой семерки подчеркнули необходимость разработки всемирных проектов информационного общества, создания системы стандартов в области информационных технологий.

· 2002 г. – Принятие Федеральной целевой программы «Электронная Россия (2002 – 2010 годы)», предусматривающей качественное развитие информационного и телекоммуникационного пространства России.

1.6 Современное развитие новых информационных технологий

Уровень развития и использования информационных технологий существенно различается в разных странах. Для развивающихся стран единственной возможностью сократить отставание от индустриальных в области новых информационных технологий является концентрация ресурсов и координация усилий в этом направлении. Никто из них в одиночку не может полностью контролировать процессы создания и поддержания новых информационных технологий. В решении этой проблемы они не могут рассчитывать на помощь более богатых соседей, так как по логике последних «сырьевые» страны не нуждаются в информационном обществе. С другой стороны, страны, находящиеся в начале пути промышленного роста, не испытывают груза проблем, порождаемых «индустриальным прошлым», и в наибольшей степени выигрывают от внедрения новых информационных технологий, поскольку это позволяет им рационально использовать и без того ограниченные ресурсы.

Процесс развития информационных технологий весьма актуален и для России. В нашей стране, как уже упоминалось, с 2002 года действует Федеральная целевая программа «Электронная Россия» [25]. Рассмотрим ее характеристики.

Целью программы является создание условий для развития демократии, повышение эффективности функционирования экономики, государственного управления и местного самоуправления за счет внедрения и массового распространения информационных и коммуникационных технологий, обеспечения прав на свободный поиск, получение, передачу, производство и распространение информации, расширения подготовки специалистов по информационным и коммуникационным технологиям и квалифицированных пользователей.

Задачами программы являются:

· Совершенствование законодательства и системы государственного регулирования в сфере информационных и коммуникационных технологий;

· обеспечение открытости в деятельности органов государственной власти и общедоступности государственных информационных ресурсов;

· создание условий для эффективного взаимодействия между органами государственной власти и гражданами на основе использования информационных и коммуникационных технологий;

· совершенствование деятельности органов государственной власти и органов местного самоуправления на основе использования информационных и коммуникационных технологий;

· совершенствование взаимодействия органов государственной власти и органов местного самоуправления с хозяйствующими субъектами и внедрение информационных и коммуникационных технологий в реальный сектор экономики;

· развитие системы подготовки специалистов по информационным и коммуникационным технологиям и квалифицированных пользователей;

· содействие развитию независимых средств массовой информации посредством внедрения информационных и коммуникационных технологий;

· развитие телекоммуникационной инфраструктуры и создание пунктов подключения к открытым информационным системам;

· разработка и создание системы электронной торговли;

· формирование общественной поддержки выполнения мероприятий Программы.

В 2005 году начался новый этап информатизации России в рамках программы «Электронная Россия» на основе реализации общероссийских концепций, предложенных Министерством информационных технологий и связи РФ, а именно:

· Концепции развития отрасли информационных технологий,

· Концепции развития рынка информационных технологий,

· Концепции использования информационных технологий в системе государственного управления.

В концепциях показано, что Россия сегодня имеет достаточно высокие шансы для развития информационного сектора экономики, а этот сектор может дать существенный и достаточно быстрый вклад в увеличение внутреннего валового продукта (ВВП) страны. Однако для этого необходимо внести ряд поправок в российское законодательство, развернуть подготовку необходимых кадров и обеспечить экономические преференции для информационного секторов экономики. В настоящее время в процессе информатизации российского общества установлены следующие приоритеты:

· органы государственной власти,

· финансовая сфера,

· сфера образования,

· наука и культура,

· промышленность.

Красноярский край также включен в общий процесс развития информационных технологий. Законодательным собранием Красноярского края принята программа «Информатизация Красноярского края на 2003–2007 годы» [26], которая в настоящее время успешно выполняется.

В последние годы важным моментом в области информатизации России стало то, что в различных регионах страны начали создаваться технопарки по развитию информационных технологий. Первыми из них стали:

· Российский центр программирования в г. Дубне Московской области,

· Технопарки в городах: Новосибирске, Сарове (Нижегородская область), Санкт-Петербурге и Екатеринбурге.

Создание таких центров будет продолжено.

Подготовка специалистов по информационных системам и технологиям предусмотрена всеми упомянутыми программами информатизации. Настоящий учебный курс является определенным вкладом в этот процесс.

Глава 2 Информационные системы как программы

В первой главе мы рассмотрели общие понятия, связанные с информационными технологиями и роль информационных систем в их формировании. В данной главе будут рассмотрены основные вопросы, относящиеся к программным компонентам информационных систем, определены их типы и базовые свойства, перечислены задачи, решаемые при разработке таких систем, и возникающие при этом проблемы. Более подробно этот материал излагается в курсе «Проектирование информационных систем».

2.1 Основные понятия

С точки зрения менеджера и программиста под информационной системой обычно понимается прикладная программная подсистема, ориентированная па сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем [1,2].

В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав информационной системы, реализуют:

· диалоговый ввод-вывод;

· логику диалога;

· прикладную логику обработки данных;

· логику управления данными;

· операции манипулирования файлами и (или) базами данных.

Корпоративной информационной системой (КИС) мы будем называть 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 важность построения на предприятии корпоративных информационных систем как необходимого инструментария для успешного управления бизнесом в современных условиях.

Можно выделить три наиболее важных фактора, существенно влияющих на развитие корпоративных информационных систем:

· развитие методик управления предприятием;

· развитие общих возможностей и производительности вычислительных систем;

· развитие подходов к технической и программной реализации элементов информационных систем.

Рассмотрим эти факторы более подробно.

Развитие методик управления предприятием

Теория управления предприятием представляет собой довольно обширный предмет для изучения и совершенствования. Это обусловлено постоянным изменением и разнообразием ситуаций на мировом рынке. Растущий уровень конкуренции вынуждает руководителей компаний 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 нововведениям в теории и практике менеджмента. Несомненно, это самый главный фактор, так как построение совершенной в техническом отношении системы, которая не отвечает требованиям по функциональности, не имеет смысла.

Развитие общих возможностей и производительности вычислительных систем

Прогресс в области наращивания мощности и производительности вычислительных систем, развитие сетевых технологий и систем передачи данных, широкие возможности интеграции компьютерной техники с самым разнообразным оборудованием позволяют постоянно наращивать производительность информационных систем и их функциональность.

Развитие подходов к технической и программной реализации элементов информационных систем

Параллельно с развитием аппаратной части информационных систем на протяжении последних лет происходит постоянный поиск новых, более удобных и универсальных, методов программно-технологической реализации информационных систем. Можно выделить три наиболее существенных новшества, оказавших колоссальное влияние на развитие информационных систем в последние годы.

· Новый подход к проектированию информационных систем и их программированию. С начала 90-х годов начали активно использоваться тк называемые CASE-средства при проектировании и разработке информационных систем; объектно-ориентированное программирование фактически вытеснило модульное; до настоящего времени непрерывно совершенствуются методы построения объектных моделей. Благодаря внедрению CASE-средств и объектно-ориентированных технологий проектирования и программирования существенно сокращаются сроки разработки сложных информационных систем, упрощаются их поддержка и развитие.

· Благодаря развитию сетевых технологий локальные информационные системы повсеместно вытесняются клиент-серверными и многоуровневыми реализациями.

· Развитие Интернета расширило возможности работы с удаленными подразделениями, открыло широкие перспективы электронной коммерции, обслуживания покупателей через Интернет и многое другое. Болеетого, определенные преимущества дает использование Интернет-технологий во внутренних сетях предприятий (так называемые интранет-технологии).

2.2 Основные составляющие корпоративных информационных систем

В составе корпоративных информационных систем можно выделить две относительно независимые составляющие:

· компьютерную инфраструктуру организации, представляющую собой совокупность сетевой, телекоммуникационной, программной, информационной и организационной инфраструктур (данная составляющая обычно называется корпоративной сетью);

· взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач организации и достижение ее целей.

Первая составляющая отражает системо-техническую, структурную сторону любой информационной системы. По сути, это основа для интеграции функциональных подсистем, полностью определяющая свойства информационной системы, ее успешную эксплуатацию. Требования к компьютерной инфраструктуре едины и стандартизованы, а методы ее построения хорошо известны и многократно проверены на практике.

Вторая составляющая корпоративной информационной системы целиком относится к прикладной области и в значительной степени зависит от специфики задач и целей предприятия. Данная составляющая полностью базируется на компьютерной инфраструктуре предприятия и определяет прикладную функциональность информационной системы. Требования к функциональным подсистемам сложны и зачастую противоречивы, так как выдвигаются специалистами из различных прикладных областей. Однако, в конечном счете, именно эта составляющая более важна для функционирования организации, так как для нее, собственно, и строится компьютерная инфраструктура.

Соотношение между составляющими информационной системы

Взаимосвязи между двумя указанными составляющими информационной системы 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 применять па предприятии для организации бухгалтерского учета.

С другой стороны, указанные составляющие в определенном смысле все же зависят друг от друга. Функциональные подсистемы в принципе не могут существовать без компьютерной инфраструктуры. В то же время компьютерная инфраструктура сама по себе достаточно ограничена, поскольку не обладает необходимой функциональностью. Невозможно эксплуатировать распределенную информационную систему при отсутствии сетевой инфраструктуры. Хотя, имея развитую инфраструктуру, можно предоставить сотрудникам организации ряд полезных общесистемных служб (например, электронную почту и доступ в Интернет), упрощающих работу и делающих ее более эффективной (в частности, за счет использования 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 технологии и гарантированно реализуемой в разумные сроки в силу высокой степени 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 возможность 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 информационных систем сильно зависит от организационно-управленческой структуры организации, ее функциональности, распределения функций, принятых в организации финансовых технологий и схем, существующей технологии документооборота и множества других факторов.

Разрабатывать и внедрять функциональные подсистемы можно постепенно. Например, сначала на наиболее важных и ответственных участках выполнять разработки, обеспечивающие прикладную функциональность системы (например, внедрять системы финансового учета, управления кадрами и т. п.), а затем распространять прикладные программные системы и на другие, первоначально менее значимые области управления предприятием.

2.3 Классификация информационных систем

Информационные системы классифицируются по разным признакам. Рассмотрим наиболее часто используемые способы классификации.

2.3.1 Классификация ИС по масштабу

По масштабу информационные системы подразделяются на следующие группы:

· одиночные;

· групповые;

· корпоративные.

Одиночные информационные системы реализуются, как правило, на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по 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 Microsoft Access.

Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (называемые также SQL-серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL-серверов как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, InterBase, Sybase, Informix.

Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. Чаще всего они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-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 информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2, Microsoft SQL Server.

Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций (т.е. запросов к базам данных) в серверах баз данных.

2.3.2 Классификация ИС по сфере применения

По сфере применения информационные системы обычно подразделяются на четыре группы:

· системы обработки транзакций, включающие:

- системы оперативной обработки транзакций,

- системы пакетной обработки транзакций;

· системы поддержки принятия решений, включающие:

- системы оперативной аналитической обработки,

- экспертные системы,

- системы обработки данных в режиме реального времени;

· информационно-справочные системы, включающие:

- системы электронной документации,

- геоинформационные системы,

- гипертекстовые системы;

· офисные информационные системы, включающие:

- документальные системы,

- системы автоматизации делопроизводства,

- системы управления документооборотом.

Рассмотрим перечисленные системы более подробно.

Системы обработки транзакций. Эти системы, свою очередь, по оперативности обработки данных разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы. В информационных системах организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций (OnLine Transaction Processing, OLTP) 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. Важными требованиями для них являются:

· высокая производительность обработки транзакций;

· гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.

Системы поддержки принятия решений. Такие системы представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических, по другим показателям. Сравнительно новым классом таких систем являются системы обработки данных в режиме реального времени (On-line Processing System – OLAP-system)

Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные системы получили в Интернете.

Офисные информационные системы осуществляют перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.

Следует отметить, что приведенная классификация по сфере применения в достаточной степени условна. Крупные информационные системы очень часто обладают признаками всех перечисленных выше классов. Кроме того, корпоративные информационные системы масштаба предприятия обычно состоят из ряда подсистем, относящихся к различным сферам применения.

2.3.3 Классификация ИС по способу организации

По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы:

· системы на основе архитектуры файл-сервер;

· системы на основе архитектуры клиент-сервер;

· системы на основе многоуровневой архитектуры;

· системы на основе Интернет/интранет - технологий.

В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты (таблица 2.1), которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем. Рассмотрим более подробно особенности вариантов построения информационных приложений.

В архитектуре файл-сервер сетевое разделение компонентов диалогаPSиPL отсутствует, а компьютер используется для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения лишь незначительно увеличивают нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети. Таблица 2.1.

Типовые функциональные компоненты информационной системы

Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты приложения, определяющие логику диалогаPL, а также логику обработкиBL и управления данными DL Разработанное приложение реализуется либо в виде законченного загрузочного модуля, либо в виде специального кода для интерпретации.

Однако такая архитектура имеет существенный недостаток: при выполнении некоторых запросов к базе данных клиенту могут передаваться большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемости времени реакции. Значительный сетевой трафик особенно сказывается при организации удаленного 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 сервером (обычно называемым сервером доступа), в среде которого выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность состоит в том, что диалоговый 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 приложений.

Клиент Сервер

Запросы

Компонент Прикладной Компонент доступа к ресурсам

представления компонент (файловая система ОС)

файлы

Рисунок 2.1 Модель файлового сервера

Одним из традиционных средств, на основе которых создаются файл-серверные системы, 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 данных возлагается на программы клиентов, что приводит к усложнению клиентских приложений. Тем не менее эти инструменты привлекают своей простотой, удобством применения и доступностью. Поэтому файл-серверные информационные системы до сих пор представляют интерес для малых рабочих групп и, более того, нередко используются в качестве информационных систем масштаба предприятия.

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является наличие выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов (Structured Query Language, SQL) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации.

Отличительная черта серверов БД — наличие справочника данных, в котором записаны структура БД, ограничения целостности данных, форматы и даже серверные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях, помимо диалога и логики обработки, являются, прежде всего, реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL-операторов для типовых запросов к базе данных.

Клиент Сервер

Вызов

Компонент Прикладной Компонент доступа

представления Результат компонент SQL к данным

Рисунок 2.2 Модель архитектуры клиент-сервер

Большинство конфигураций клиент-сервер использует двухуровневую модель, в которой клиент обращается к услугам сервера. Предполагается, что диалоговые компонентыPS и PL размещаются на клиенте, что позволяет реализовать графический интерфейс. Компоненты управления даннымиDS и FS размещаются на сервере, а диалог (PS,PL) и логика(BL, DL) — на клиенте. В двухуровневом определении архитектуры клиент-сервер используется именно этот вариант: приложение работает на клиенте, СУБД – на сервере.

Поскольку эта схема предъявляет наименьшие требования к серверу, она обладает наилучшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, активно взаимодействующие с БД, могут жестко загрузить как клиент, так и сеть. Результаты SQL-запроса должны вернуться клиенту для обработки, потому что там реализована логика принятия решения. Такая схема приводит к дополнительному усложнению администрирования приложений, разбросанных по различным клиентским узлам.

Для сокращения нагрузки на сеть и упрощения администрирования приложений компонентBL можно разместить на сервере. При этом вся логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере БД.

Хранимая процедура — процедура с SQL-операторами для доступа к БД, вызываемая по имени с передачей требуемых параметров и выполняемая па сервере БД. Хранимые процедуры могут компилироваться, что повышает скорость их выполнения и сокращает нагрузку на сервер.

Хранимые процедуры улучшают целостность приложений и БД, гарантируют актуальность коллективных операций и вычислений. Улучшается сопровождение таких процедур, а также безопасность (нет прямого доступа к данным).

Следует помнить, что перегрузка хранимых процедур прикладной логикой может перегрузить сервер, что приведет к потере производительности. Эта проблема особенно актуальна при разработке крупных информационных систем, в которых к серверу может одновременно обращаться большое количество клиентов. Поэтому в большинстве 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 терминалами. 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 информационных систем корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования возможностей сервера БД, разгрузки сети и обеспечения контроля целостности данных.

Двухуровневые схемы архитектуры клиент-сервер могут привести к некоторым проблемам в сложных информационных приложениях с множеством пользователей и запутанной логикой. Решением этих проблем может стать применение многоуровневой архитектуры.

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 программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;

· средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполняется прикладная логикаBL и с которого логика обработки данных DLвыполняет операции с базой данныхBS;

· верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных, выделенный для услуг обработки данныхDS и файловых операцийFS (без использования хранимых процедур).

Подобную концепцию обработки данных пропагандируют, в частности, фирмы Oracle, Sun, Borland и др.

Клиент Сервер приложений Сервер базы данных

Компонент API Прикладной SQL Компонент доступа

представления результат компонент данные к данным

Рисунок 2.3 Трехуровневая архитектура информационной системы

Трехуровневая архитектура позволяет еще больше сбалансировать нагрузку на разные узлы и сеть, а также способствует специализации инструментов для разработки приложений и устраняет недостатки двухуровневой модели клиент-сервер.

Централизация логики приложения упрощает администрирование и сопровождение. Четко разделяются платформы и инструменты для реализации интерфейса и прикладной логики, что позволяет с наибольшей отдачей реализовывать их специалистам узкого профиля. Наконец, изменения прикладной логики не затрагивают интерфейса, и наоборот. Но поскольку границы между компонентамиPL, BL и DL размыты, прикладная логика может реализовываться на всех трех уровнях. Сервер приложений с помощью монитора транзакций обеспечивает интерфейс с клиентами 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 трехуровневой архитектуры, так называемые мониторы транзакций, являются относительно новыми. Эти инструменты в основном ориентированы па среду Unix, однако прикладные серверы можно строить на базе Microsoft Windows NT с вызовом удаленных процедур для организации связи клиентов с сервером приложений. На практике в локальной сети могут использоваться смешанные архитектуры (двухуровневые и трехуровневые) с одним и тем же сервером базы данных. С учетом глобальных связей архитектура может иметь больше трех уровней. В настоящее время появились новые инструментальные средства для гибкой сегментации приложений клиент-сервер по различным узлам сети.

Таким образом, многоуровневая архитектура распределенных приложений позволяет повысить эффективность работы корпоративной информационной системы и оптимизировать распределение ее программно-аппаратных ресурсов. Но пока на российском рынке по-прежнему доминирует архитектура клиент-сервер.

Системы на основе Интернет/интранет-технологий. В развитии Интернет/интранет-технологии основной акцент пока что делается на разработке инструментальных программных средств. В то же время наблюдается отсутствие развитых средств разработки приложении, работающих с базами данных. Компромиссным решением для создания удобных и простых в использовании и сопровождении информационных систем, эффективно работающих с базами данных, стало объединение Интернет/интранет-технологнй с многоуровневой архитектурой. При этом структура информационного приложения приобретает следующий вид: браузер — сервер приложений — сервер баз данных — сервер динамических страниц — веб-ссрвер.

Благодаря интеграции Интернет/интранет-технологии и архитектуры клиент-сервер, процесс внедрения и сопровождения корпоративной информационной системы существенно упрощается при сохранении достаточно высокой эффективности и простоты совместного использования информации.

Глава 3 Концепция открытых систем и стандарты информационных технологий

3.1 Формы представления информационных технологий

Уровень развития информационной индустрии и соответствующих технологий в значительной степени зависит от уровня развития научно-методических основ области информационных технологий (ИТ). Важную часть научно-методических основ этой области составляет нормативная база или система стандартов информационных технологий. Знание и использование системы стандартов является непременным условием успешной разработки и эксплуатации информационных систем.

В настоящей главе приводятся краткие сведения о научно-методических основах области информационных технологий [2].

Таблица 3.1

Формы представления и использования информационных технологий

Информационные технологии могут рассматриваться в двух формах представления:

· в виде спецификаций ИТ,например, в виде стандартов, описывающих функциональные возможности или поведение объектов ИТ, синтаксис и семантику языков программирования и пр.;

· в виде реализаций ИТ(систем ИТ, продуктов ИТ, сервисов ИТ, информационных содержаний или ресурсов, электронных коллекций и пр.), т. е. в виде материализованных программным, информационным и/или аппаратным способами сущностей, представляющих собой реализации спецификаций ИТ.

Двойная природа ИТ является отражением двух взаимосвязанных друг с другом сфер деятельности. Одна из них - научно-методическая деятельность, другая, - собственно производство и маркетинг реализаций ИТ. Основным продуктом первой сферы является пространство спецификаций ИТ, вторая - порождает пространство или рынок реализаций ИТ.

Такая модель области ИТ показана в таблице 3.1.

В настоящее время в нашей стране в области стандартизации ИТ сложилась своеобразная ситуация. В связи с широким применением иностранных программных средств де-факто используются зарубежные (в том числе международные) стандарты. В то же время отечественные стандарты, разработанные еще в 70-х – начале 90-х годов, действуют до сих пор, о чем свидетельствуют сборники стандартов [],[], изданные уже после 2000 года.

Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению концепции открытых систем и международных стандартов остановимся коротко на действующих отечественных стандартах по ИТ.

3.2 Отечественные стандарты по информационным технологиям

В Советском Союзе существовала развитая система государственных стандартов (ГОСТов). Они охватывали практически все области человеческой деятельности – промышленность, сельское хозяйство, геологию, торговлю и многие другие. Была создана система стандартов и в области информационной технологии.

Каждый стандарт определялся следующей классификационной схемой

ГОСТ ХХ. Х ХХ – ХХ

В этой схеме:

слово ГОСТ определяет категорию стандарта,

первые две цифры определяют класс стандарта,

следующая цифра определяет классификационную группу стандартов,

следующие две цифры определяют порядковый номер стандарта в группе,

последние две цифры означают год регистрации стандарта.

Для нас наибольший интерес представляют следующие классы стандартов:

ГОСТ 19. Х ХХ – ХХ Стандарт единой системы программной документации (ЕСПД);

ГОСТ 24. Х ХХ – ХХ Единая система стандартов автоматизированных систем управления;

ГОСТ 34. Х ХХ – ХХ Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы.

Кроме государственных стандартов существуют еще категории руководящих документов (методических указаний), шифр РД и рекомендаций, шифр Р.

В качестве примера приведем фрагменты из ГОСТ 34-го класса. Сведения, содержащиеся в этих материалах, потребуются студентам при выполнении курсовых и дипломных проектов.

3.2.1 ГОСТ 34.601-90 Автоматизированные системы. Стадии создания [27,28].

Стандарт устанавливает стадии и этапы создания автоматизированных систем (АС).

Общие положения

1.1. Процесс создания АС представляет собой совокупность упорядоченных во времени, взаимосвязанных, объединенных в стадии и этапы работ, выполнение которых необходимо и достаточно для создания АС, соответствующей заданным требованиям.

1.2. Стадии и этапы создания АС выделяются как части процесса создания по соображениям рационального планирования и организации работ, заканчивающихся заданным результатом.

1.3. Работы по развитию АС осуществляют по стадиям и этапам, применяемым для создания АС.

1.4. Состав и правила выполнения работ на установленных настоящим стандартом стадиях и этапах определяют в соответствующей документации организаций, участвующих в создании конкретных видов АС.