Лекция 4.2. Архитектура. Классификации. Создание ИС. Лекция 2 Архитектура, классификация, создание ис понятие об архитектуре ис
 Скачать 42.13 Kb.
|
|
Лекция 4.2 Архитектура, классификация, создание ИС 1. Понятие об архитектуре ИС Понятие архитектуры в значительной мере субъективно и имеет множество противоречивых толкований; в лучшем случае оно отображает общую точку зрения команды разработчиков на результаты проектирования системы. Существует большое количество определений архитектуры. Понятие «архитектура» пришло из строительства: Архитектура (лат. architectura) — искусство проектировать и строить здания и другие сооружения (комплексы), создающие материально организованную среду, необходимую людям для их жизни и деятельности, в соответствии с современными техническими возможностями и эстетическими воззрениями общества. Постепенно классическое определение архитектуры трансформировалось в применении к техническим системам как принципиальное устройство чего-либо сложного, общий вид, вид без указания конкретных инженерных расчетов. Архитектура – это организационная структура системы. Архитектура – это базовая организация системы, воплощенная в ее компонентах, их отношениях между собой и с окружением, а также принципы, определяющие проектирование и развитие системы. Архитектура – это структура организации и связанное с ней поведение системы. Архитектура информационной системы – концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы. Последнее определение примем за основу. Архитектуру можно разобрать на части, взаимодействующие посредством интерфейсов, связи, которые соединяют части, и условия сборки частей. Части, которые взаимодействуют через интерфейсы, включают классы, компоненты и подсистемы. Архитектура ИС обычно определяется как набор ответов на следующие вопросы: что делает система? на какие части она разделяется? как эти части взаимодействуют? где эти части размещены? Таким образом, архитектура ИС связана с концепцией построения, выполняемыми функциями и взаимосвязью компонентов ИС. Традиционными архитектурами ИС являются: централизованные или локальные ИС, в которых все компоненты (БД, СУБД, клиентские приложения) находятся на одном компьютере; распределённые (distributed) ИС, в которых компоненты распределены по нескольким компьютерам. Достоинства централизованной архитектуры: – совместное использование дорогих периферийных устройств; – централизация ресурсов и оборудования, облегчающих обслуживание и эксплуатацию ИС; – отсутствие необходимости администрирования рабочих мест. Основным недостатком централизованной архитектуры является то, что пользователь полностью зависит от администратора хост-ЭВМ и не может настроить рабочую среду под свои потребности - все используемое программное обеспечение является коллективным. Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют: на файл-серверные ИС (ИС с архитектурой «файл-сервер«); клиент-серверные ИС (ИС с архитектурой «клиент-сервер«). В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях. В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся клиентские приложения. В свою очередь, клиент-серверные ИС разделяют на двухзвенные и многозвенные. В двухзвенных (two-tier) ИС всего два типа «звеньев»: сервер баз данных, на котором находятся БД и СУБД (back-end), и рабочие станции, на которых находятся клиентские приложения (front-end). Клиентские приложения обращаются к СУБД напрямую. В многозвенных (multi-tier) ИС добавляются промежуточные «звенья»: серверы приложений (application servers). Пользовательские клиентские приложения не обращаются к СУБД напрямую, они взаимодействуют с промежуточными звеньями. Типичный пример применения многозвенности − современные веб-приложения, использующие базы данных. В таких приложениях помимо звена СУБД и клиентского звена, выполняющегося в веб-браузере, имеется как минимум одно промежуточное звено − веб-сервер с соответствующим серверным программным обеспечением. 2. Классификации ИС 2.1. Классификация по архитектуре Такая классификация приведена выше, см.п.1. 2.2. Классификация по степени автоматизации По степени автоматизации ИС делятся на: автоматизированные: информационные системы, в которых автоматизация может быть неполной; автоматические: информационные системы, в которых автоматизация является полной, то есть вмешательство персонала не требуется или требуется только эпизодически. «Ручные ИС», где все делает человек, в настоящее время существовать не могут, поскольку существующие определения предписывают обязательное наличие в составе ИС аппаратно-программных средств. Вследствие этого понятия «автоматизированная информационная система», «компьютерная информационная система» и просто «информационная система» являются синонимами. 2.3. Классификация по характеру обработки данных По характеру обработки данных ИС делятся на: информационно-справочные, или информационно-поисковые ИС, в которых нет сложных алгоритмов обработки данных, а целью системы является поиск и выдача информации в удобном виде; ИС обработки данных, или решающие ИС, в которых данные подвергаются обработке по сложным алгоритмам. К таким системам в первую очередь относят автоматизированные системы управления и системы поддержки принятия решений. 2.4. Классификация по сфере применения Поскольку ИС создаются для удовлетворения информационных потребностей в рамках конкретной предметной области, то каждой предметной области соответствует свой тип ИС. Перечислять все эти типы не имеет смысла, так как количество предметных областей велико, но можно указать (исключительно в качестве примера) следующие типы ИС: Экономическая информационная система, предназначенная для выполнения функций управления на предприятии. Медицинская информационная система, предназначенная для использования в лечебном или лечебно-профилактическом учреждении. Географическая информационная система информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных. 2.5. Классификация по охвату задач Персональная ИС предназначена для решения некоторого круга задач одного человека. Групповая ИС ориентирована на коллективное использование информации членами рабочей группы или подразделения. Корпоративная ИС в идеале охватывает все информационные процессы целого предприятия, достигая их полной согласованности. Последние иногда называют системами комплексной автоматизации предприятия: Системы электронной обработки данных (СОД), которые обеспечивают технологический процесс обработки данных. Информационные системы управления (ИСУ). Используются для решения различного вида управленческих задач, использующих данные базы данных (БД). Системы поддержки принятия решений (СППР) для решения в режиме диалога плохо структурированных задач, для которых характерна неполнота входных данных, неопределенность целей и ограничений, использующих как БД, так и базу моделей алгоритмов принятия решений. Экспертные системы (ЭС) основываются на моделировании процесса принятия решения человеком-экспертом с использованием компьютера и разработок в области искусственного интеллекта. ЭС основываются на использовании как БД, так и знаний, улучшающих принимаемое человеком решение. ИС можно разделить также на классы: фактографические (единица хранения и обработки - «факт», информационная совокупность в виде реквизитов, показателей, структурных единиц информации); документографические (единица хранения и обработки - «документ»); и геоинформационные (единица хранения – информационный объект). К фактографическим ИС относятся: СОД - системы обработки данных, в которых превалируют технологические процессы и процедуры обработки данных. АИС - автоматизированные ИС. АСУ- автоматизированные системы управления объектом, в которых превалируют задачи для реализации функций управления. К документографическим ИС относятся: ИПС - информационно-поисковые системы. ИСС - информационно-семантические системы на основе ИПЯ - информационно-поисковых языков (ЭС - экспертные системы). В геоинформационных системах данные организованы в виде отдельных информационных объектов (с определенным набором реквизитов), привязанных к общей электронной топографической основе (электронной карте). Геоинформационные системы применяются для информационного обеспечения в тех предметных областях, структура информационных объектов и процессов в которых имеет пространственно-географический компонент (маршруты транспорта, коммунальное хозяйство). 3. Создание информационной системы В соответствии с ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные системы. Стадии создания» определены следующие стадии и этапы создания ИС (см. табл. 2): Табл. 1
На этапе «Обследование объекта и обоснование необходимости создания в ИС» в общем случае проводят: 1) сбор данных об объекте автоматизации и осуществляемых видах деятельности; 2) оценку качества функционирования объекта и осуществляемых видов деятельности, выявление проблем, решение которых возможно средствами автоматизации; 3) оценку (технико-экономической, социальной) целесообразности создания ИС. На этапе «Формирование требований пользователя к ИС» проводят: 1) подготовку исходных данных для формирования требований ИС (характеристика объекта автоматизации, описание требований к системе, ограничения допустимых затрат на разработку, ввод в действие и эксплуатацию, эффект, ожидаемый от системы, условия создания и функционирования системы); 2) формулировку и оформление требований пользователя к ИС. На этапе «Оформление отчёта о выполненной работе и заявки на разработку ИС (технико-технического задания)» проводят оформление отчета о выполненных работах на данной стадии и оформление заявки на разработку ИС (тактико-технического задания) или другого заменяющего её документа с аналогичным со-держанием. На этапах «Изучение объекта» и «Проведение научно-исследовательских работ» организация-разработчик проводит детальное изучение объекта автоматизации и необходимые научно-исследовательские работы (НИР), связанные с поиском путей и оценкой возможности реализации требований пользователя, оформляют и утверждают отчёты о НИР. На этапе «Разработка вариантов концепции ИС и выбор вари-анта концепции ИС, удовлетворяющего требованиям пользователя» в общем случае, проводят разработку альтернативных вариантов концепции создаваемой ИС и планов их реализации; оценку необходимых ресурсов на их реализацию и обеспечение функционирования; оценку преимуществ и недостатков каждого варианта; определение порядка оценки качества и условий приёмки системы; оценку эффектов, получаемых от системы. На этапе «Оформление отчёта о выполненной работе» подготавливают и оформляют отчет, содержащий описание выполненных работ на стадии описания и обоснования предлагаемого варианта концепции системы. На этапе «Разработка и утверждение технического задания на создание ИС» проводят разработку, оформление, согласование и утверждение технического задания на ИС и, при необходимости, технических заданий на части ИС. На этапе «Разработка предварительных проектных решений по системе и её частям» определяются: функции ИС; функции подсистем, их цели и эффекты; состав комплексов задач и отдельных задач; концепция информационной базы, её укрупнённая структура; функции системы управления базой данных; состав вычислительной системы; функции и параметры основных программных средств. На этапе «Разработка проектных решений по системе и её частям» обеспечивают разработку общих решений по системе и её частям, функционально-алгоритмической структуре системы, по функциям персонала и организационной структуре, по структуре технических средств, по алгоритмам решения задач и применяемым языкам, по организации и ведению информационной базы, системе классификации и кодирования информации, по программ-ному обеспечению. На этапе «Разработка документации на ИС и её части» проводят разработку, оформление, согласование и утверждение документации в объёме, необходимом для описания полной совокупности принятых проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию ИС. На этапе «Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования ИС и (или) технических требований (технических заданий) на их разработку» проводят: подготовку и оформление документации на поставку изделий для комплектования ИС; определение технических требований и составление ТЗ на разработку изделий, не изготовляемых серийно. На этапе «Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации» осуществляют разработку, оформление, согласование и утверждение заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации для проведения строительных, электротехнических, санитарно-технических и других подготовительных работ, связанных с созданием ИС. На этапе «Разработка рабочей документации на систему и её части» осуществляют разработку рабочей документации, содержащей все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и её эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) системы в соответствии с принятыми проектными решениями, её оформление, согласование и утверждение. На этапе «Разработка или адаптация программ» проводят разработку программ и программных средств системы, выбор, адаптацию и (или) привязку приобретаемых программных средств, разработку программной документации. На этапе «Подготовка объекта автоматизации к вводу ИС в действие» проводят работы по организационной подготовке объекта автоматизации к вводу ИС в действие, в том числе: реализацию проектных решений по организационной структуре ИС; обеспечение подразделений объекта управления инструктивно-методическими материалами; внедрение классификаторов информации. На этапе «Подготовка персонала» проводят обучение персонала и проверку его способности обеспечить функционирование ИС. На этапе «Комплектация ИС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)» обеспечивают получение комплектующих изделий серийного и единичного производства, материалов и монтажных изделий, проводят входной контроль их качества. На этапе «Строительно-монтажные работы» проводят: выполнение работ по строительству специализированных зданий (помещений) для размещения технических средств и персонала ИС; сооружение кабельных каналов; выполнение работ по монтажу технических средств и линий связи; испытание смонтированных технических средств; сдачу технических средств для проведения пусконаладочных работ. На этапе «Пусконаладочные работы» проводят: автономную наладку технических и программных средств, загрузку информации в базу данных и проверку системы её ведения; комплексную наладку всех средств системы. На этапе «Проведение предварительных испытаний» осуществляют: испытания ИС на работоспособность и соответствие техническому заданию в соответствии с программой и методикой предварительных испытаний; устранение неисправностей и внесение изменений в документацию на ИС, в том числе эксплуатационную в соответствии с протоколом испытаний; оформление акта о приёмке ИС в опытную эксплуатацию. На этапе «Проведение опытной эксплуатации» проводят: опытную эксплуатацию ИС; анализ результатов опытной эксплуатации ИС; доработку (при необходимости) программного обеспечения ИС; дополнительную наладку (при необходимости) технических средств ИС; оформление акта о завершении опытной эксплуатации. На этапе «Проведение приёмочных испытаний» проводят: испытания на соответствие техническому заданию в соответствии с программой и методикой приёмочных испытаний; анализ результатов испытания ИС и устранение недостатков, выявленных при испытаниях; оформление акта о приёмке ИС в постоянную эксплуатацию. На этапе «Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами» осуществляются работы по устранению недостатков, выявленных при эксплуатации ИС в течение установленных гарантийных сроков, внесению необходимых изменений в документацию по ИС. На этапе «Послегарантийное обслуживание» осуществляют работы по: анализу функционирования системы; выявлению отклонений фактических эксплуатационных характеристик ИС от проектных значений; установлению причин этих отклонений; устранению выявленных недостатков и обеспечению стабильности эксплуатационных характеристик ИС; внесению необходимых изменений в документацию на ИС. Задания Найти, понять и зафиксировать материал по каждой из упомянутых архитектур ИС (см. п.1): схема, принципы работы, достоинства и недостатки. Разработать более подробную классификацию ИС по сфере применения. Дополнить п.2 другими классификациями ИС |