С. В. Ченцова. В. Чубарьинформатикакрасноярск 2002 введение
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
Одиночные ИС - реализуются на автономном ПК, сеть не используется. Такая система может содержать несколько 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 СУБД, среди которых наиболее известными являются Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Microsoft Access. • Групповые ИС - ориентированы на коллективное использование информации членам рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (также называемые SQL-серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL-серверов, как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы БД, как Oracle, DB2, MS SQL Server, InterBase, Sybase, Informix. • Корпоративные ИС являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы и сети. В основном 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 БД, что и при разработке групповых ИС. Однако в крупных ИС наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и MS 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 на серверах БД. 12.1.2. .Классификация по целям. • Бухгалтерские ИС (БУИС, или accounting information system - AIS) - исторически первый тип, появившийся в 50-е и 60-е годы, когда компьютеры начали применяться для обработки данных предприятий. Эти системы имели довольно узкую специализацию: они поддерживали повседневные операции, собирая и храня бухгалтерские операции, и помогали гарантировать, чтобы данные организации были обработаны подобающим образом. Информация, 77 производимая БУИС, стала доступной всем уровням руководства для использования в планировании и управлении деятельностью организации. • Административные ИС (АИС, или management information system - MIS), цель которых сбор и обработка всех данных, необходимых для планирования, обслуживания, проверки, оценки и управления деятельностью организации. Хотя АИС и БУИС поставляли много информации, они не удовлетворяли потребностей всех пользователей информации и не делали ее доступной в виде, удовлетворяющем всех пользователей. Это привело к разработке других типов систем: • Информационные системы руководителей (ИСР, или executive information system - EIS) были разработаны, чтобы обеспечить руководителей и менеджеров простым и понятным доступом к информации, нужной им для выработки стратегических планов, следить за деловой и экономической активностью, выделять проблемы и возможности и принимать решения. ИСР принимают данные из многих источников, объединяют, собирают воедино и суммируют их и делают доступными в удобном диалоговом формате. • Склад данных (data warehouses). По сути, склад данных - это огромная база данных, хранящая всю информацию, касающуюся деятельности компании. Все прикладные программы компании могут обращаться к ней с различными запросами. Основная проблема, связанная с таким подходом - поиск и предоставление информации в огромных массивах данных. Поэтому данные обобщаются заранее и в таком виде хранятся для дальнейшего использования. Большая часть запросов производится именно к обобщенным данным, хотя по-прежнему доступны и данные в их первоначальном виде. • Системы автоматизированного проектирования (САПР, или CAD/CAE - computer assisted design/engeneering) на предприятиях используются для разработки новых видов продукции. Они позволяют ускорить выход в свет новых товаров и уменьшить производство опытных образцов, т.к. некоторые виды испытаний могут производиться на моделях, а не на реальных изделиях. • Автоматизированные системы управления производством (АСУП, или CAM - computer assisted manufacturing) представляют собой комплекс аппаратных и программных средств, участвующих в производстве. К ним относятся быстро перенастраиваемые на новый вид продукции станки с числовым программным управлением, работающие без участия человека робототехнические комплексы, системы, регулирующие процессы в реакторах химических предприятий и управляющие промышленными установками в пищевой промышленности. Совместно с САПР, такие системы в некоторых случаях дают возможность стереть грань между разработкой и производством и выпускать продукты с коротким жизненным циклом. • Системы поддержки решений (СПР, или decision support systems - DSS) были разработаны, чтобы помочь пользователям принимать решения в неструктурированных условиях, при наличии высокой степени неопределенности и отсутствии четких отчетных данных. Они позволяют 78 пользователю изучать альтернативы, задавать вопросы типа «что будет, если», оперировать изменяющимися условиями и принимать решения в непредвиденных ситуациях. Кроме базы данных, такие системы содержат базу моделей и имеют диалоговые средства, позволяющие применять эти модели, как бы “проигрывая” имеющиеся данные на модели с целью узнать, какие последствия вызовет то или иное решение. Чтобы облегчить применение моделей, СПР очень часто посвящаются узкой предметной области. Для применения таких СПР не обязательно обладать большими познаниями в математике и досконально знать используемые модели, вполне достаточно владения графическим интерфейсом и знания области применения. • Экспертные системы (ЭС, или expert system - ES) содержат знания и опыт одного или более специалистов в определенной предметной области. Благодаря им другие могут использовать знания, загруженные в систему, чтобы решать проблемы и принимать решения. Экспертная система направляет процесс поиска решения, выдает обоснованные решения и гарантирует применение существенных для предметной области критериев качества решения. ЭС, кроме базы данных, содержит базу знаний (фактов и правил логического вывода), которая моделирует познания эксперта в какой-то предметной области. Подсистема логического вывода призвана отвечать на вопросы пользователей, а подсистема объяснений предназначена для ответа на вопросы, как был получен тот или иной вывод. С созданием баз знаний связано много проблем математического характера, поэтому для ее построения и поддержания требуется инженер по знаниям, работающий совместно с экспертом. Однако использовать ЭС может и не специалист. Чаще всего такие системы применяются для того, чтобы “расширить” сферу деятельности ведущих специалистов фирмы или “привлечь” эксперта со стороны. Пользователи ЭС - медсестры, операторы сложного оборудования, мастера на авторемонтных предприятиях, служащие, ведущие прием посетителей в консалтинговой фирме, бухгалтеры, планирующие налоги своего предприятия. • Системы конечного пользователя (СКП, или end user system - EUS) разрабатываются пользователями, чтобы удовлетворить свои собственные нужды в поиске информации, личной производительности и разработке приложений. Они обычно состоят из компьютерной рабочей станции на базе микро-ЭВМ и набора инструментальных средств типа СПР. 12.1.3. Классификация по способу организации По способу организации групповые и корпоративные ИС 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. 79 12.2. Архитектуры информационных систем В любой ИС можно выделить необходимые функциональные компоненты, которые помогают понять ограничения различных архитектур ИС. Рассмотрим подробнее особенности вариантов построения информационных приложений. Таблтца 12.1 Обозначени е Наименование Характеристика PS Средства представления (Presentation Service) Обеспечиваются устройствами, принимающими ввод от пользователя и отображающими то, что сообщает ему компонент логики представления PL, с использованием соответствующей программной поддержки PL Логика представления (Presentation Logic) Управляет взаимодействием между пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия пользователя при выборе команды в меню, нажатии кнопки или выборе элемента из списка BL Прикладная логика (Business Logic) Набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должны выполнить приложение DL Логика управления данными (Data Logic) Операции с БД, которые нужно выполнить для реализации прикладной логики управления данными DS Операции с БД (Data Services) Действия СУБД, вызываемые для выполнения логики управления данными, такие как манипулирование данными, определения данных, фиксация или откат транзакций и т. п. FS Файловые операции (File Services) Дисковые операции чтения и записи данных для СУБД и других компонентов. Обычно являются функциями ОС Архитектура файл-сервер не имеет сетевого разделения компонентов диалога PS и PL и использует компьютер для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на ЦП. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность 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 80 реализуется либо в виде законченного загружаемого модуля, либо в виде специального кода для интерпретации. Такая архитектура имеет существенный недостаток: при выполнении некоторых запросов к БД клиенту могут передаваться большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемости времени реакции. 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 этой архитектуры является использование выделенных серверов БД, понимающих запросы на специализированном языке SQL 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 процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки таких приложений помимо диалога и логики обработки являются реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL- операторов для типовых запросов к БД. Большинство конфигураций клиент-сервер используют двухуровневую модель, в которой клиент обращается к услугам сервера. Предполагается, диалоговые компоненты PS и PL размещаются на клиенте, что позволяет обеспечить графический интерфейс. Компоненты управления данными DS и FD размещаются на сервере, а диалог (PS,PL), логика BL и DL − на клиенте. Двухуровневое определение архитектура клиент-сервер использует именно этот вариант: приложение работает у клиента, СУБД – на сервере. Поскольку эта схема предъявляет наименьшие требования к серверу, она обладает наилучшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, вызывающие большое взаимодействие с БД, могут жестко загрузить как клиента, так и сеть, усложняя администрирование приложений. Для сокращения нагрузки на сеть и упрощения администрирования компонент BL можно разместить на сервере. При этом вся логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере БД. В настоящее время архитектура клиент-сервер получила признание и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и ИС корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность приложений за счет использования возможностей сервера БД, разгрузки сети и обеспечения целостности данных. Двухуровневые схемы клиент-сервер могут привести к некоторым проблемам в сложных информационных приложениях с множеством пользователей и запутанной логикой. Решением этих проблем может стать использование многоуровневой архитектуры. Многоуровневая архитектура 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 приложений на среднем уровне; 81 • средний уровень – это сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика BL и с которого логика обработки данных DL вызывает операции с базой данных DS. • верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных, выделенный для услуг обработки данных DS и файловых операций FS. Трехуровневая архитектура позволяет еще больше сбалансировать сетевую нагрузку и способствует специализации инструментов для разработки приложений и устраняет недостатки 2-уровневой модели клиент-сервер. Одним из эффективных решений для создания удобных и простых в использовании и сопровождении информационных систем, эффективно работающих с базами данных, стало объединение Интернет/интранет- технологии с многоуровневой архитектурой. При этом структура информационного приложения приобретает следующий вид: веб-броузер – сервер приложений – сервер БД – сервер динамических страниц – веб-сервер. Контрольные вопросы и задания: 1. Дайте определение информационной системы и ее составляющих частей. 2. Особенности программного обеспечения для информационных систем. 3. Назовите признаки классификации ИС. Приведите примеры. 4. Расскажите чем отличаются архитектура ИС файл-сервер, клиент- сервер и трехзвенная архитектура. 82 13. ПОНЯТИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА. КАЧЕСТВО И ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА 13.1. Программный продукт. Особенности разработки программного обеспечения В настоящее время программирование или использование готовых программ перестало быть уделом избранных. Миллиарды людей земного шара используют в своей деятельности электронную технику, снабженную программными средствами, разработанными неизвестными им программистами, и большинство из этих людей ничего не знают о программировании и его тонкостях, они просто знают, что если подать устройству такую-то команду, то последует ожидаемый ими результат, то есть, мы привыкли доверять разработчикам программ. Мы также, не обращаемся всякий раз непосредственно к разработчику, если нам нужна какая-либо консультация по использованию программы, а обращаемся к сопроводительным документам. Сами программы мы покупаем в магазинах на магнитных носителях, а предприятия, нуждающиеся в каком-либо особом программном обеспечении, заказывает его у компьютерных фирм- разработчиков. Таким образом, в конце ХХ века сформировалось новое экономическое понятие − программный продукт. Этот продукт является результатом нового вида современного промышленного производства. Программный продукт включает в себя программу, ее текст, представленный на магнитном носителе (дисках или лентах) и сопровождающую ее документацию. Программный продукт регистрируется в фондах алгоритмов и программ, в функции которых входит размножение копий программ и документации к ним для пользователей и охрана интеллектуальной собственности. Разработка программного обеспечения для информационных систем в настоящее время все больше приближается к промышленному производству со своими технологиями, стандартами, системами управления и другими признаками индустриальной отрасли. На этом пути приходится преодолевать разнообразные трудности, присущие как всем отраслям, так и специфические, связанные только с разработкой ПО. Это обусловлено тем, что процесс разработки сложного программного обеспечения • является относительно новой областью знаний, • носит эволюционный и экспериментальный характер, • сильно подвержен влиянию квалификации и индивидуальных особенностей исполнителей, • не имеет полных моделей, • обладает кажущейся легкостью внесения изменений, • требует основательного изучения особенностей предметной области и, как правило, результат является уникальным. Эти свойства являются причинами 83 • незавершенности многих программных проектов, • значительного превышения бюджета и задержки сроков, • плохой управляемости проектов, • отсутствия гарантированного качества ПО. Мировая практика показывает, что залогом успешного преодоления этих трудностей является использование при разработке ПО мировых технологий и стандартов. Ведь любой стандарт, в первую очередь, это результат обобщения многолетнего опыта десятков преуспевающих в своей области компаний.. Таблица 13.1 Характеристики качества программного обеспечения Качество реализации программного обеспечения Потребительские характеристики ПО Удовлетворение потребностей пользователя Легкость использования Реализация потенциальных способностей пользователя Программотехника ПО Адаптируемость Структурность Понятность Независимость Правильность Специфицируемость Полнота Непротиворичивость Осуществимость Проверяемость Эффективность процесса разработки программного обеспечения Организация работ Планируемость Организованность Укомплектованность Контролируемость Автоматизируемость |