1.3. Архітектура обробки даних в інформаційних системах
Взагалі під архітектурою ІС розуміють узгодженість між її фізичною та логічною структурами. Під фізичною структурою при цьому розуміють схему зв’язків фізичних елементів, таких як технічні засоби, апаратура вузлів, самі вузли і обчислювальна техніка, що встановлена в них., а також – вузли, канали та лінії зв’язку. Логічна структура ІС визначає принципи встановлення зв’язків, алгоритми організації процесів та управління ними, логіку функціонування програмних засобів. В цілому архітектуру ІС можна визначити наступним чином:
А рхітектура ІС - точно визначений інтерфейс між програмами та апаратурою обчислювальної системи.
Більш конкретний склад апаратно-програмних засобів та схему їх взаємозв’язку називають також конфігурацією ІС.
Але у сучасній класифікації ІС основні її ознаки пов’язують з архітектурою обробки даних (способом організації ІС). Від архітектури обробки даних в ІС на відповідному рівні управління залежать інформаційні потоки для забезпечення потреб управління. Спосіб організації ІС має вплив на продуктивність ІС, час виконання запиту, вартість їх створення, експлуатації, розвитку.
За архітектурою розрізняють наступні системи обробки даних:
системи з автономною обробкою даних;
системи на основі архітектури “файл-сервер”;
системи на основі архітектури “клієнт-сервер”;
системи на основі багаторівневої архітектури.
Особливостями автономної обробки даних (рис.1.1) є те, що на одному комп’ютері функціонують і програмні засоби інтерфейсу користувача для забезпечення інтерактивного режиму його роботи, і програмні засоби додатків для змістовної обробки даних, і бази даних.
Зрозуміло, що розвиток ІС за такою архітектурою обмежений технічними параметрами локального комп’ютера (обсягом оперативної і дискової пам’яті, надійністю роботи самого комп’ютера та його програмного забезпечення, а також швидкодією процесора тощо).
Рис. 1.1. ІС з архітектурою автономної обробки даних
Більш прогресивною у порівняні з попередньою є архітектура ІС з розподіленою обробкою даних типу “файл-сервер” на базі комп’ютерних мереж локального типу (рис. 1.2). За такою архітектурою на робочій станції (підключеного до мережі персонального комп’ютера користувача, якому доступні її ресурси) встановлюються програмні засоби інтерфейсу користувача і програмні засоби додатків. Бази даних знаходяться на файловому сервері (комп’ютері, підключеного до мережі, що надає певні послуги користувачам).
Перевагами архітектури “файл-сервер” є простота інструментів, на базі яких вони створюються (СУБД), зручність їх використання та доступність, а також забезпечення високого рівня захисту даних від несанкціонованого доступу. До недоліків архітектури належать: обмін на рівні файлів, доступ до яких у режимі редагування блокується для інших користувачів; перевантаження трафіка мережі (потоку інформаційного обміну, робочого навантаження лінії зв’язку); високі вимоги до технічного оснащення робочих станцій, на яких виконується змістовна обробка даних. Завдяки розвитку мережевих технологій такі інформаційні системи все більше витискуються клієнт-серверними та багаторівневими їх реалізаціями.
Інтерфейс користувача
БД
Додатки
Рис. 1.2. ІС з архітектурою “файл-сервер”
Архітектура обробки інформації типу “клієнт-сервер” дозволяє розв’язати проблеми файл-серверної архітектури розподілом компонентів додатків між сервером і робочою станцією з метою більш ефективного їх функціонування. Особливістю такої архітектури є використання виділених серверів баз даних, що розуміють мову структурованих запитів SQL (Structured Query Language) і виконують пошук, сортування і агрегування інформації.
Більшість конфігурацій “клієнт-сервер” використовують дворівневу модель (рис. 1.3), в якій клієнт звертається до послуг серверу. Це пов’язане із тим, що додаток працює у клієнта, СУБД – на сервері, що значно зменшує вимоги до серверу.
Передача запитів
Рис. 1.3. ІС з архітектурою “дворівневий клієнт-сервер”
В ІС за такою архітектурою суттєво зменшується трафік мережі, знімаються обмеження різним додаткам на доступність даних БД. “Клієнтська” частина додатків стає де в чому полегшеною, але для великих ІС із ускладненою логікою обробки даних виникає проблема “товстого” клієнта: робоча станція повинна мати досить високі технічні параметри для роботи із складними додатками.
В ІС з архітектурою “багаторівневий клієнт-сервер” окремо виділений сервер додатків, на якому знаходяться програмні засоби загального використання. Такі сервери повністю виконують змістовну обробку даних. Серверів додатків та БД у мережі може бути декілька, але у класичній формі така архітектура складається з трьох рівнів (рис. 1.4).
Перевагою архітектури є ефективне використання додатків загального призначення багатьма клієнтами. Клієнти перетворюються у “тонкі”, при цьому знижуються вимоги до обладнання робочих станцій. Наявність самостійних рівнів у такій архітектурі дає можливість варіювати апаратними та програмними засобами: обирати операційні системи, СУБД, інтерфейси кінцевих користувачів, типи серверів і робочих станцій.
Багаторівнева архітектура ІС забезпечує ізоляцію паралельно працюючих процесорів, у результаті чого помилки у роботі однієї програми не впливають на роботу інших, у тому числі, операційної системи. Доступ до баз даних в ІС здійснюється за допомогою адміністрування – виконання функцій визначення, організації, керування і захисту даних у цій базі.
Рис. 1.4. ІС з архітектурою “багаторівневий клієнт-сервер”
Така архітектура найбільш доцільна для корпоративної інформаційної системи: сукупності спеціалізованого програмного забезпечення та обчислювальної апаратної платформи, де встановлено і налагоджено програмне забезпечення. Саме корпоративні інформаційні системи є необхідним інструментарієм для успішного управління бізнесом у сучасних умовах.
Поєднання багаторівневої архітектури із Internet/Intranet–технологіями дозволяє створювати найбільш зручні і прості у використанні та супроводженні корпоративні інформаційні системи, що ефективно працюють з базами даних.