Классификация информационных систем
Информационная система — прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации.
Корпоративной информационной системой называется совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительной аппаратной платформы, на которой установлено и настроено программное обеспечение.
Типовые программные компоненты, входящие в состав информационной системы, включают:
1) диалоговый ввод—вывод;
2) логику диалога;
3) прикладную логику обработки данных;
4) логику управления данными;
5) операции манипулирования файлами или базами данных.
Информационные системы классифицируются по разным признакам:
1. По масштабу (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Деление информационных систем по масштабу
Одиночные информационные системы реализуются на автономном ПК.
Содержат несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом. Рассчитаны на одного или на группу пользователей, использующих ПК с разделением по времени. Подобные приложения создаются с помощью настольных или локальных систем управления базами данных. Наиболее известны Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, DBase, Microsoft Access.
Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальных вычислительных сетей. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (SQL-серверы) для рабочих групп. Среди СУБД наиболее известны Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, Inter Base, Informix.
Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. Для них характерна архитектура «клиент/сервер» со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура.
Наибольшее распространение при разработке корпоративных информационных систем получили Oracle, DB2, Мicrosoft SQL Server.2. По сфере применения (рис. 2.2).
Системы обработки транзакций используются для отражения актуального состояния предметной области. Используются в информационных системах организационного управления. Транзакция — единица работы в СУБД. Формируется так, чтобы, начав работу с целостной БД, оставить ее после своего завершения также целостной. Это свойство обеспечивается атомарностью. Единичная операция либо доводится до завершения, либо аннулируется, отменив все начавшиеся действия.
Транзакция — последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Если операция выполнена успешно, то транзакция также считается успешно выполненной, и СУБД фиксирует (COMMIT) все изменения данных, то есть заносит изменения во внешнюю память. Если хотя бы одна операция заканчивается неудачно, то транзакция считается невыполненной и СУБД производит откат (Roll Back) — отмену всех изменений данных и возврат к первоначальному состоянию.
Рис. 2.2. Деление информационных систем по сфере применения
Транзакция начинается при целостном состоянии базы данных и оставляет это состояние целостным после своего завершения, что позволяет характеризовать транзакцию как единицу пользовательской активности по отношению к БД.
Наибольшее значение имеет оперативная обработка транзакций (On Line Transaction Processing), позволяющая отражать предметную область в любой момент времени. Пакетная обработка занимает незначительный объем. В таких системах необходимо выполнять следующие требования:
• высокая производительность обработки транзакций;
• гарантированная доставка информации при удалении доступа к БД по телекоммуникациям.
Для систем OLTP характерен поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов.
Системы поддержки принятия решений — (Decision Support System) информационные системы, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических, стоимостных, технических и т.д.
Информационно-справочные системы в настоящее время основаны на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие получили в Internet.
Офисные информационные системы нацелены на перевод бумажных документов в электронный вид, на автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.
3) По способу организации (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Деление информационных систем по способу организации
Ограничения в применении различных архитектур информационных систем можно понять, выделив и проанализировав их функциональные компоненты (табл. 2.1).
Таблица 2.1
| Обозна чение | Наименование | Характеристика |
| PS | Presentation Services (средства представления) | Обеспечивается устройствами, принимающими ввод от пользователя и отображающими то, что сообщает ему компонент логики представления PL с использованием соответствующей программной поддержки. |
| PL | Presentation logic (логика представления) | Управляет взаимодействием между пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия пользователя при выборе команд в меню, при нажатии кнопок или при выборе элементов из списка. |
| BL | Business or Application logic (прикладная логика) | Набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которое должно выполнять приложение |
| DL | Data logic (логика управления данными) | Операции с базой данных (SQL-операторы) которые нужно выполнить для реализации прикладной логики управления данными. |
| DS | Data Services (операции с базой данных) | Действия СУБД, вызываемые для выполнения логики управления данными, определения данных, фиксация или откат транзакций. СУБД обычно компилирует SQL-предложения. |
| FS | File services (файловые операции) | Дисковые операции чтения и записи данных для СУБД и других компонентов. Обычно являются функциями операционной системы. |
Архитектура телеобработки (рис. 2.4) использует мощную вычислительную систему с единственным процессором, терминалы неинтеллектуальные и неавтономные.
Рис. 2.4. Архитектура телеобработки
Обработку данных осуществляет центральный процессор мейнфрейма. Пользователи при доступе к центральной ЭВМ зачастую дискриминировались системой приоритетов. На ЭВМ возлагалась работа не только по обслуживанию прикладных программ, баз данных, СУБД, но и по обслуживанию терминалов. Все компоненты диалогов и обработки данных располагаются на центральной ЭВМ.
Тенденция к децентрализации и появление высокопроизводительных ПК, локальных вычислительных сетей привели к появлению новых типов архитектуры.
Архитектура файл-сервер (рис. 2.5) 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. Дополнительные пользователи и приложения добавляют незначительную нагрузку на центральный процессор.
Рис. 2.5. Архитектура файловый сервер
Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты приложения, определяющие логику диалога PL, а также логику обработки BL и управления данными DL. Разработанное приложение реализуется либо в виде законченного загрузочного модуля, либо в виде специального кода для интерпретации. Существенный недостаток такой архитектуры заключается в том, что при выполнении некоторых запросов к базе данных пользователю могут передаваться большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемому времени реакции.
Устранить указанный недостаток позволяет удаленное управление файл серверным приложением в сети. При этом в локальной сети размещается сервер приложений, совмещенный с телекоммуникационным сервером (сервер доступа), в среде которого выполняются обычные файл серверные приложения.
Особенность состоит в том, что диалоговый ввод—вывод осуществляется через телекоммуникации. Приложение не должно быть слишком сложным.Архитектура «клиент/сервер» предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Большинство конфигураций клиент/сервер используют двухуровневую модель, в которой клиент обращается к услугам сервера (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Архитектура «клиент/сервер»
Диалоговые компоненты PS и PL, логика представлений и прикладная (BL, DL) размещаются на клиенте, что обеспечивает графический интерфейс. Компоненты управления данными DS и FS размещаются на сервере.
Клиент управляет пользовательским интерфейсом и логикой приложения, действуя как сложная рабочая станция, на которой выполняются приложения баз данных. Клиент принимает от пользователя запрос, проверяет синтаксис и генерирует запрос к базе данных на языке SQL или на другом языке баз данных. Затем он передает сообщение серверу, ожидает поступление ответа и форматирует полученные данные для представления их пользователю. Сервер принимает и обрабатывает запросы к базе данных, а затем передает полученные результаты клиенту. Выполняемые клиентом и сервером действия приведены в таблице 2.2.
| Клиент | Сервер |
| управляет пользовательским интерфейсом | принимает и обрабатывает запросы к базе данных со стороны клиентов |
| принимает и проверяет синтаксис введенного пользователем запроса; выполняет приложение | проверяет полномочия пользователей; гарантирует соблюдение ограничений целостности |
| генерирует запрос к базе данных и передает его серверу | выполняет запросы/обновления и возвращает результаты клиенту |
| отображает полученные данные пользователю | поддерживает системный каталог; обеспечивает параллельный доступ к базе данных; обеспечивает управление восстановлением |
Преимущества такой архитектуры заключаются в следующем:
1.
Обеспечивается более широкий доступ к существующим базам данным.2. Повышается общая производительность системы, т.к. клиент и сервер находятся на разных компьютерах и их процессоры способны выполнять процессы параллельно.
3. Настройка производительности компьютера-сервера упрощается, если на нем выполняется только работа с базой данных.
4. Стоимость аппаратного и программного обеспечения снижается, т.к. только сервер должен быть мощным и на нем должно быть установлено программное обеспечение по обслуживанию базы данных.
5. Сокращаются коммуникационные расходы, т.к. часть операций выполняется на клиентских компьютерах, по сети отправляются запросы только к базе данных.
6. Повышается уровень непротиворечивости данных. Сервер может самостоятельно управлять проверкой целостности данных, поскольку все ограничения определяются и проверяются в одном месте.
Эта архитектура весьма естественно отображается на архитектуру открытых систем.
Такая схема предъявляет наименьшие требования к серверу, однако сложные приложения, вызывающие большое взаимодействие с базой данных могут жестко загружать как клиента, так и сервер. Сократить нагрузку на сеть позволяет размещение компонента BL на сервере. Логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур — процедур с операторами языка SQL для доступа к БД и выполняющихся на сервере БД. (Язык SQL — структурированный язык запросов (Structured Query Language)).
2.1.