Інтегровані технології в розподілених системах опрацювання даних

Різноманіття комп'ютерних мереж і форм взаємодії персонального комп'ютера породжує проблему їх інтеграції чи принаймні з'єднання на рівні обміну повідомленнями.

Зацеркляний М. М., Мельников О. Ф.

ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ І ТЕХНОЛОГИ У ФІНАНСОВО-КРЕДИТНИХ УСТАНОВАХ

У розподілених системах використовуються три інтегровані тех­нології.

• технологія «клієнт — сервер»;

• технологія спільного використання ресурсів у рамках глобальних мереж;

• технологія універсального користувацького спілкування у вигляді електронної пошти.

Основною формою взаємодії персональних комп'ютерів у мережі є технологія «клієнт — сервер». Як правило, одні персональні комп'ютери мережі мають у своєму розпорядженні інформаційно-обчислювальні ре­сурси (процесори, файлову систему, поштову службу, службу друкування, базу даних), а інші користуються ними. Комп'ютер, управляючий тим чи іншим ресурсом, прийнято називати сервером цього ресурсу, а комп'ютер, який користується цим ресурсом, — клієнтом. Якщо ресурсом є база да­них, то говорять про сервер баз даних, призначення якого обслуговувати запити клієнтів, зв'язані з опрацюванням даних; якщо ресурс — файлова система, то говорять про файловий сервер чи файл-сервер і т. д.

Один із основних принципів технології «клієнт — сервер», полягає в розподілі операцій опрацювання даних на три групи, які мають різну природу. Перша група — це введення і відображення даних. Друга гру­па поєднує прикладні операції опрацювання даних, характерні для роз­в'язування задач даної предметної області. Нарешті, до третьої групи належать операції збереження та управління даними (базами даних чи файловими системами).

Відповідно до цієї класифікації в будь-якому технологічному про­цесі можна виділити програми трьох видів:

• програми подання, які реалізують операції першої групи;

• прикладні програми, що підтримують операції другої групи;

• програми доступу до інформаційних ресурсів, які реалізують опе­рації третьої групи.

Відповідно до цього виділяються три моделі реалізації технології «клієнт — сервер»:

• модель доступу до віддалених даних (Remote Data Access — RDA);

• модель сервера бази даних (DateBase Server — DBS);

• модель сервера застосувань (Application Server — AS).

Рис. 2.4

Модель сервера бази даних

У RDA-моделі програми подання і прикладні програми об'єднані і виконуються на комп'ютері-клієнті, який підтримує як операції вве­дення і відображення даних, так і прикладні операції. Доступ до ін­формаційних ресурсів забезпечується або операторами мови SQL, якщо мова йде про бази даних, або викликами функцій спеціальної бібліотеки. Запити до інформаційних ресурсів направляються мережею віддалено­му комп'ютеру, наприклад серверу бази даних, який опрацьовує запити і повертає клієнту необхідні для опрацювання блоки даних (рис. 2.3).

DBS-модель будується при умові, що програми, виконувані на ком­п'ютері-клієнті, обмежуються введенням і відображенням, а прикладні програми реалізуються в процедурах бази даних і зберігаються безпосе­редньо на комп'ютері-сервері разом із програмами, які управляють до­ступом до даних — ядра СУБД (рис. 2.4).

На практиці часто використовуються змішані моделі, коли під­тримка цілісності бази даних і найпростіші операції опрацювання да­них підтримуються збереженими процедурами (DBS-модель), а більш складні операції виконуються безпосередньо прикладною програмою на комп'ютері-клієнті (RDA-модель).

Рис. 2.5

Модель сервера застосувань

У AS-моделі програма, виконувана на комп'ютері-клієнті, розв'я­зує задачу введення і відображення даних, тобто реалізує операції пер­шої групи. Прикладні програми виконуються одним або групою серверів застосувань. Доступ до інформаційних ресурсів, необхідних для розв'я­зування прикладних задач, забезпечується так само, як і в RDA-моделі. Прикладні програми забезпечують доступ до ресурсів різних типів — баз даних, індексованих файлів, черг тощо. RDA- і DBS-моделі спира­ються на дволанцюгову схему поділу операцій. У AS-моделі реалізована трьохланцюгова схема поділу операцій, де прикладна програма виділена як найважливіша (рис. 2.5).

Головна перевага RDA-моделі полягає в тому, що вона надає мно­жину інструментальних засобів, які забезпечують швидке створення за­стосувань, працюючих з SQL-орієнтованими СУБД. Іншими словами, основна перевага RDA-моделі полягає в уніфікації і широкому наборі засобів розробки застосувань. Переважна більшість цих засобів ство­рена мовами четвертого покоління, включаючи і засобу автоматизації програмування; вони забезпечують розробку прикладних програм і операцій подання.

Незважаючи на широке поширення, RDA-модель поступається місцем більш технологічній DBS-моделі. Остання реалізована в деяких реляційних СУБД (Ingres, SyBase, Oracle).

У DBS-моделі застосування є розподіленим. Програми подання виконуються на комп'ютері-клієнті, в той час як прикладні програми роз-в'язування задач оформлені як набір збережених процедур і функціону­ють на комп'ютері-сервері баз даних. Переваги DBS-моделі перед RDA-моделлю очевидні: це і можливість централізованого адміністрування

Розділ 2 ТЕХНОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ

процесу розв'язування економічних задач, і зниження напруженості, і можливість поділу процедури опрацювання між декількома застосуван­нями, і економія ресурсів персонального комп'ютера за рахунок вико­ристання одиі! раз створеного плану виконання процедури.

Основним елементом прийнятої в AS-моделі трьохланцюгової схеми є сервер застосування. Він реалізує декілька прикладних функ­цій, кожна з яких оформлена як служба і надає послуги всім програмам, яким потрібно ними користуватися. Серверів застосувань може бути де­кілька, і кожний із них надає певний набір послуг. Будь-яка програма, яка користується ними, розглядається як клієнт застосування. Деталі реалізації прикладних програм на сервері застосувань цілком приховані від клієнта застосування.

AS-модель має універсальний характер. Чітке розмежування ло­гічних компонентів і раціональний вибір програмних засобів для їх ре­алізації забезпечують моделі такий рівень гнучкості і відкритості, який поки-що недосяжний у RDA- і DBS-моделях. Саме AS-модель викорис­товується як фундамент відносно нового виду програмного забезпечен­ня — моніторів транзакцій.

Монітори опрацювання транзакцій (Transaction Processing Monitor — ТРМ), чи просто монітори транзакцій, — це програмні сис­теми, які забезпечують ефективне управління інформаційно-обчислю­вальними ресурсами в розподіленій мережі. Вони є гнучким, відкритим середовище для розробки і управління мобільними застосуваннями, орі­єнтованими на оперативне опрацювання розподілених транзакцій.

Поняття транзакції в ТРМ і в традиційних СУБД дещо різні. Транзакція в СУБД — це атомарна дія над базою даних. У ТРМ транзак-ція трактується набагато ширше: вона охоплює не тільки операції з да­ними, а й будь-які інші дії — передачу повідомлень, запис в індексовані файли, опитування датчиків і т. д. Це і дозволяє реалізовувати в ТРМ прикладні дії предметної області (СУБД це виконати не в змозі).

ТРМ мають можливості, які істотно знижують вартість опрацю­вання даних у режимі on-line. Економіст-користувач вважається ввім­кненим до СУБД, починаючи з моменту початку сеансу з базою даних і закінчуючи її закриванням. Протягом сеансу СУБД вважає користувача

Зацеркляний М. М., Мельников О. Ф.

ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ І ТЕХНОЛОГІЇ У ФІНАНСОВО-КРЕДИТНИХ УСТАНОВАХ

активним і змушена зберігати факт його ввімкнення навіть у тому ви­падку, коли користувач взагалі не направляє запитів до СУБД, а роз­в'язує свої внутрішні задачі.

Основна функція ТРМ — забезпечити швидке опрацювання запи­тів, які надходять до AS від множини клієнтів — сотень і навіть тисяч.

Ефективне опрацювання повідомлень може підвищуватися за ра­хунок використання систем управління чергами. Розроблювачі ТРМ, як правило, включають в арсенал своїх систем спеціальний менеджер ре­сурсів, відповідальний за управління чергами.

У правління чергами покладено на спеціальну програму. Розміщення в черзі і вибірка з неї — прерогатива серверів, які запитують менеджер черг для виконання відповідних дій.

Спрощено робота з чергами виглядає таким чином. Користувач надсилає запит конкретній службі (виділеному серверу), який розміщує повідомлення в чергу запитів до даної служби. Інший сервер дістає пові­домлення з черги запитів, виконує запропоновані дії і формує відповідь на запит у вигляді повідомлення, посилаючи його в чергу відповідей.

Можливість збереження черг повідомлень у довгостроковій па­м'яті дозволяє говорити про практично стовідсоткову надійність вза­ємодії клієнта і сервера. У випадку збою персонального комп'ютера всі повідомлення зберігаються, а їх опрацювання поновляється з тієї точ­ки, де відбувся збій.

На сучасному ринку моніторів транзакцій найбільш популярними є системи ACMS (DEC), CICS (IBM), TOP END (NCR) тощо. "

Варто розрізняти чисті операційні системи (наприклад, UNIX) і ме­режеві операційні системи (наприклад, NetWare). У перших, як правило, значно більше розвинуті багатозадачш традиційні можливості. Можна сказати, що UNIX — це операційна система, у яку додали засоби забез­печення локальної мережі, a NetWare є системою поділу ресурсів, у яку додали засоби операційної системи.

Глобальні мережі — це телекомунікаційні структури, які поєд­нують локальні інформаційні мережі, що мають загальний протокол зв'язку, методи підключення і протоколи обміну даними. Кожна із гло­бальних мереж (Internet, Bitnet, DECnet та ін.) організовується з певною

Розділ 2
^ЩЭД ТЕХНОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ

метою, а надалі розширюється за рахунок ввімкненням локальних ме­реж, які користуються її послугами і ресурсами.

Найбільшою глобальною інформаційною мережею є Internet. Архітектура мережевих протоколів TCP/IP, на основі яких побудо­ваний Internet, призначена спеціально для об'єднаної мережі. Мережа може складатися із різнорідних підмереж, з'єднаних одна з одною шлю­зами. Підмережами можуть бути локальні мережі, національні, регіо­нальні і спеціалізовані мережі, а також інші глобальні мережі. До цих мереж можуть підключатися машини різних типів. Кожна підмережа працює відповідно своїм специфічним вимогам і має свою природу зв'яз­ку, сама розв'язує свої внутрішні проблеми. Проте передбачається, що підмережа може прийняти пакет інформації і доставити його за зазна­ченою в цій підсистемі адресою. Таким чином, дві машини, ввімкнені в одну підмережу, можуть безпосередньо обмінюватися пакетами, а якщо виникає необхідність передати повідомлення машині іншої підмережі, то набирають силу міжмережеві угоди, для чого підмережі використову­ють міжмережеву мову — протокол IP. Повідомлення передається лан­цюгом шлюзів і підмереж, поки не досягне потрібної підмережі, де до­ставляється безпосередньо одержувачу.

Для забезпечення доступу до глобальних мереж користувачу необ­хідно здійснити підключення до підмережі, використовуючи певні ме­тоди доступу, які грунтуються на взаємозв'язку протоколу обміну і типу лінії зв'язку.

Розглянемо найбільш поширені види доступу: • Безпосередній (прямий) доступ. Забезпечує доступ до всіх ресур­сів мережі. Постачальник послуг здає в оренду виділену лінію з необхідною роздільною спроможністю і дозволяє розмістити вуз­ловий комп'ютер (мережевий сервер) безпосередньо у замовника. Цей вузол відповідає за зв'язок фірми з іншими вузлами і пере­силання даних в обидва кінці. Даний вид доступу досить дорогий. Але встановивши один раз таке з'єднання, користувач може під­ключати до цього вузла стільки комп'ютерів, скільки потрібно. Безпосередній доступ пропонує найбільш гнучке підключення. Кожний із комп'ютерів є повноправним членом мережі і може

Зацеркляний М. М., Мельников О. ф.

ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ І ТЕХНОЛОГИ У ФІНАНСОВО-КРЕДИТНИХ УСТАНОВАХ

користуватися кожною із її функцій. Для обслуговування та екс­плуатації свого вузла потрібний персонал і документація. Це збільшує експлуатаційні витрати;

Доступ протоколами канального рівня Internet — SLIP і РРР. SLIP і РРР є версіями програмного забезпечення Internet, які пра­цюють на звичайних телефонних лініях, використовуючи стан­дартні високошвидкісні модеми. SLIP і РРР — це протоколи канального рівня, причому РРР — це більш пізній протокол, що виконує ті ж функції, що і SLIP. РРР досконаліший і потужніший свого попередника, тому він швидко витісняє SLIP. SLIP і РРР досить зручні для підключення віддаленого комп'ютера до ло­кальної мережі, що входить в Internet. Робота з SLIP чи РРР відбу­вається звичайною лінією, яку користувач звільняє по завершенні сеансу роботи, і цією лінією можуть скористатися інші користу­вачі. Перевага SLIP і РРР полягає в тому, що вони дозволяють працювати в режимі повноправного входу в Internet. SLIP і РРР також підходять для підключення до глобальної мережі маленької (до 5 користувачів) локальної мережі;

Доступ «за викликом». Системи з комутованим доступом — це найпоширеніший шлях до ресурсів Internet для невеликих груп та індивідуальних користувачів. У цих системах використовуються ресурси чужого комп'ютера. Чимало організацій надають цей вид послуг за певну плату;

Доступ стандартними телефонними лініями за допомогою UNIX, UUCP. Усі системи UNIX підтримують метод, який називається UUCP, що дозволяє пересилати дані стандартними телефонними лініями. UUCP — це, як SLIP і РРР, протокол канального рівня, але він не має повного спектру можливостей, які можна було б реалізувати на цьому рівні. UUCP дозволяє пересилати файли з однієї системи в іншу. Одержати щось більше, ніж користуватися поштою і новинами, користувач не може, оскільки він не приєд­наний до Internet. Його комп'ютер має можливість звертатися до другого, який підключений до Internet, і обмінюватися з ним фай­лами. UUCP широко розповсюджений, оскільки потрібна лише програма підтримки протоколу UUCP і модем;

Розділ 2 ТЕХНОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ

Доступ іншими мережами, які входять у глобальну мережу. До­ступ іншими мережами можна розглянути на прикладі онлайно-вих систем DELPHI і ВІХ. DELPHI надає повноцінний доступ до Internet, електронну пошту, передачу файлів і віддалений доступ до інших комп'ютерів. Це перший випадок, коли велика орієнто­вана на споживача онлайнова система надала доступ до Internet з таким великим набором послуг. Система забезпечує не тіль­ки шлюзи електронної пошти, а й пряме приєднання до всіх мож­ливостей Internet.

Електронна пошта є популярною послугою обчислювальних ме­реж, і постачальники мережевих операційних систем комплектують свої продукти засобами підтримки електронної пошти.

Електронна пошта в локальних мережах забезпечує передавання документів, успішно використовується при автоматизації конторських робіт. При використанні для зв'язку між співробітниками всього офі­су вона виявляється зручнішою телефону, оскільки дозволяє передавати звіти, таблиці, діаграми, рисунки тощо, що телефоном передати важко. Передавання між терміналами повідомлень, наприклад фототеле­грам, може розглядатися як різновид електронної пошти. Проте для біль­шості конкретних випадків використання електронної пошти допускає передавання повідомлень спеціальними «поштовими скриньками», між якими розміщуються пристрої опрацювання даних. «Поштова скринь­ка» — загальна область пам'яті обчислювальної мережі, призначена для запису інформації за допомогою однієї прикладної програми з метою її подальшого використання іншими прикладними програмами, які функ­ціонують в інших вузлах мережі.

Електронна пошта глобальних мереж передавання повідомлень, де можуть поєднуватися комп'ютери різних конфігурацій і сумісності, за­безпечує:

роботу в офлайновому режимі, коли не вимагається постійна при­сутність на поштовому вузлі. Досить вказати спеціальній програмі-поштовику час системних подій і адреси, де варто забирати пошту; доступ до телеконференцій; доступ до файлових телеконференцій.

Зацеркляний М. М., Мельников О. Ф.

ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ І ТЕХНОЛОГІЇ У ФІНАНСОВО-КРЕДИТНИХ УСТАНОВАХ

Файлові телеконференції відрізняються від звичайних тим, що повідомленнями в них є не листи, а файли. Наприклад, створюється файлова телеконференція, присвячена економіці, де кожний учасник конференції може розмістити свій файл, а інші учасники цей файл не­одмінно одержать.

Існують інші можливості, надані членам мережі. Можна, наприклад, послати замовлення на посилання чи приймання факсу. Складається звичайний електронний лист, оформлений належним образом, і посила­ється на адресу комп'ютерного вузла, який займається факсимільними операціями. Текст цього листа у вигляді факсу доставляється на фак­симільний апарат адресата.

До переваг електронної пошти належать швидкість і надійність доставки кореспонденції, відносно низька вартість послуг, можливість швидкого ознайомлення з повідомленням широкого кола користувачів. Будь-яка система електронної пошти складається з двох головних підсистем:

клієнтського програмного забезпечення, з яким безпосередньо взаємодіє користувач;

серверного програмного забезпечення, яке управляє прийманням повідомлень від користувача-відправника, передаванням повідом­лення, направленням повідомлення в поштову скриньку адре­сата і його збереження у цій шухляді доти, поки користувач-одер-жувач його не дістане. Серверне програмне забезпечення при сумісності протоколів передавання даних може опрацьовувати пошту, підготовлену різними клієнтськими програмами. Це про­грамне забезпечення різниться рівнями продуктивності, надійнос­ті, сумісності, стійкості до помилок, можливостями розширення. Клієнтське програмне забезпечення надає користувачам зручні за­соби для роботи з поштою.

Незважаючи на різноманіття в різних системах, усі електронні пошти мають загальні функції: оповіщення про прибуття нової по­шти; читання вхідної пошти; створення вихідної пошти; адресація по­відомлень; використання адресної книги, що містить список абонентів,

iSjfcjL, Розділ 2

ШЩр ТЕХНОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ

яким часто посилається пошта; відправлення повідомлень; опрацювання повідомлень та їх збереження. До опрацювання повідомлень належать: друкування, вилучення, переадресація листа, сортування, архівуван­ня повідомлень, збереження зв'язаних повідомлень. Особливо варто виділити програми, які дозволяють працювати з папками, створювати свої папки для збереження в них повідомлень за різними темами. Це до­сить зручно і допомагає швидко та ефективно опрацьовувати пошту.

Різні поштові програми можуть бути класифікованими за різними ознаками. Наприклад, в якій операційній системі вони можуть працюва­ти. Зараз одержали найбільше поширення продукти, які працюють в ОС Windows. Широко використовуються програми e-Mail компанії Демос, Eudora Light for Windows компанії Qualcomm, програми для опрацюван­ня пошти, що входять до складу браузерів Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator. Існують програми для користувачів систем UNIX і OS/2; на старих моделях комп'ютерів застосовуються програми, які пра­цюють під управлінням MS-DOS.

Іншою важливою ознакою класифікації є функціональна можли­вість поштових програм. Наприклад, опрацювання мультимедійних по­відомлень (підтримка стандарту МІМЕ), можливість роботи з різними кодуваннями повідомлень, наявність багатокористувацького інтерфей­су тощо. До додаткових ознак можна віднести інтерфейс користувача, якість довідкової системи, інтеграцію з іншими пакетами, необхідний дисковий простір для завантаження, ціна.