9..Техническое и программное обеспечение информационных систем управления
Техническое обеспечение автоматизированной информационной системы представляет собой сложный сетевой аппаратно-программный комплекс, состоящий из множества персональных компьютеров, локальных и глобальных вычислительных сетей. От правильного построения сетевой структуры АИС зависит эффективность и надежность ее функционирования
В начале 90-х годов основным классом внедряемых информационных систем была система взаимосвязанных автоматизированных рабочих мест (АРМ).
АРМ работали независимо, либо обменивались информацией, передавая друг другу файлы установленного формата на дискетах. Позднее для передачи файлов стала использоваться компьютерная сеть, но нагрузка на нее была невелика.
При таком подходе невозможно оперативное получение информации о состоянии дел на предприятии. Поэтому по мере развития аппаратно-программных средств все большее количество пользователей стало обращаться к системам, в которых вся информация содержится в единой базе данных (БД), физически расположенной на одном мощном компьютере, который называется сервер БД. В таком варианте вся информация, введенная с одного рабочего места, становится доступной для всех остальных пользователей, имеющих соответствующие права.
9.1.Сетевые технологии в аис
Архитектура "Файл-сервер". Это исторически первая архитектура информационных систем. Как исполняемые модули, так и данные размещаются в отдельных файлах операционной системы. Доступ к данным осуществляется путем указания пути (path) и использования файловых операций (открыть, считать, записать). Для хранения данных используется отдельный компьютер, который и является файловым сервером. Исполняемые модули хранятся либо на рабочих станциях, либо на файловом сервере. В последнем случае упрощается процедура их администрирования, но при этом возрастают требования к надежности сети.
Архитектура "Клиент-сервер". Суть ее заключается в том, что клиент (исполняемый модуль) запрашивает те или иные сервисы в соответствии с определенным протоколом обмена данными. При этом, в отличие от ситуации с файловым сервером, нет необходимости в использовании прямых путей операционной системы: клиент их "не знает", ему "известны" лишь имя источника данных и другие специальные сведения, используемые для авторизации клиента на сервере. Сервер, который физически может находиться на том же компьютере, а может – на другом конце земного шара, обрабатывает запрос клиента и, произведя соответствующие манипуляции с данными, передает клиенту запрашиваемую порцию данных.
В рамках архитектуры "клиент-сервер" существуют две разновидности:
"тонкий" клиент;
"толстый" клиент.
В системах на основе тонкого клиента используется мощный сервер баз данных, это – высокопроизводительный компьютер и библиотека так называемых хранимых процедур, позволяющих производить вычисления, реализующие основную логику обработки данных, непосредственно на сервере. Клиентское приложение, соответственно, предъявляет невысокие требования к аппаратному обеспечению рабочей станции. Основное достоинство таких систем – относительная дешевизна клиентских станций.
Системы с толстым клиентом, напротив, реализуют основную логику обработки на клиенте, а сервер представляет собой в чистом виде сервер баз данных, обеспечивающий исполнение только стандартизованных запросов на манипуляцию с данными (как правило - чтение, запись, модификацию данных в таблицах реляционной базы данных). В системах такого класса требования к рабочей станции выше, а к серверу – ниже. Достоинство архитектуры – переносимость серверной компоненты на серверы различных производителей: все промышленные серверы баз данных реляционного типа поддерживают работу со стандартизованным языком манипулирования данными SQL, но внутренний встроенный язык обработки данных, необходимый для реализации логики обработки на сервере у каждого из серверов свой.
Трехслойная архитектура базируется на дальнейшей специализации компонент архитектуры: клиент занимается только организацией интерфейса с пользователем, сервер баз данных – только стандартизованной обработкой данных. Для реализации логики обработки данных архитектура предусматривает отдельный слой – слой бизнес-логики. Этот слой может представлять собой либо выделенный сервер (сервер приложений), либо размещаться на клиенте в качестве динамической библиотеки. Данная архитектура позволила соединить достоинства тонкого и толстого клиентов: хорошая переносимость соединяется в ней с невысокими требованиями к клиенту.
Сначала на предприятиях создавались небольшие локальные сети, используемые только небольшой группой сотрудников – сети рабочих групп, затем они вырастали в сети отделов и кампусов (площадок).
Сети рабочих групп и отделов используются небольшой группой сотрудников, решающих общие задачи. Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и не более чем 30 пользователей, не разделяются мостами на подсети (сегменты). Создаются на основе какой либо одной сетевой технологии - Ethernet, Token Ring, или, если в рабочей группе происходит обмен большими объемами информации (например, мультимедийными файлами), то используются высокоскоростные протоколы, такие как FDDI, Fast Ethernet или 100VG-AnyLAN. Такие сети использует одну сетевую ОС. Чаще всего это сеть с выделенным сервером NetWare 3.x или Windows NT, или же одноранговая сеть, например сеть Windows for Workgroups. Все пользователи рабочей группы или отдела пользуются СУБД одного типа, чаще всего настольными СУБД типа dBase, Paradox или FoxPro, пользующимися файловым сервером для хранения разделяемых данных.
Сети кампусов соединяют несколько сетей отделов внутри отдельного здания или внутри одной территории предприятия. Эти сети являются локальными сетями, хотя и могут покрывать территорию в несколько квадратных километров. Сервисы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к базам данных предприятия, доступ к факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам.
Сети кампусов имеют главную сеть, и подсети. Для повышения производительности используют маршрутизаторы; подсети присоединяются с помощью мостов или коммутирующих концентраторов.
В сети кампуса в каждом отделе осуществляется администрирование своими серверами, но сотрудники отдела получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Услуги, предоставляемые сетями кампусов, не ограничиваются простым разделением файлов и принтеров, а часто включают доступ и к серверам других типов, например, к факс-серверам и к серверам высокоскоростных модемов. Важным сервисом, предоставляемым сетями кампусов, является доступ к корпоративным базам данных, независимо от того, располагаются ли они на серверах баз данных или на миникомпьютерах.
Типы компьютеров, сетевых операционных систем, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в каждом отделе. Например, технический отдел может использовать операционную систему UNIX и сетевое оборудование Ethernet, отдел продаж может использовать операционные среды DOS/Novell и оборудование Token Ring. Очень часто сеть кампуса соединяет разнородные компьютерные системы, в то время как сети отделов используют однотипные компьютеры. Сеть кампуса содержит в себе многие признаки корпоративной сети – ей не хватает только масштабности и наличия глобальных связей.
Корпоративные сети – сети масштаба предприятия, организации, часто имеют значительную территорию охвата, используют коммуникационные возможности Интернета. Такие технологии получили название Интранет. Интранет-сети являются коммуникационной средой, в которой реализуются корпоративные приложения – прикладные программные комплексы для управления предприятием.
Интранет – это сеть внутри организации (внутрифирменная) или межфирменная компьютерная сеть, в которой задействованы технологии Интернета, имеющая доступ в сеть Интернет, но защищенная от обращений к своим ресурсам со стороны внешних пользователей.
Интранет-сеть должна обеспечивать следующие сетевые функции:
сетевое управление;
ведение сетевого каталога, отражающего все службы и ресурсы;
ведение сетевой файловой системы;
поддержка корпоративной базы данных и СУБД;
интегрированная передача сообщений (почта, факс, телеконференции)
поддержка технологии WWW;
сетевая печать;
защита от несанкционированного доступа.
Изоляция интранет-сети от внешних пользователей Интернета осуществляется с помощью средств сетевой защиты — брандмауэра.
Из Интернета взята простота объединения в одну инфраструктуру разнородных технических средств и операционных систем, заимствованы основные сетевые протоколы: TCP (протокол транспортного уровня) и IP (протокол сетевого уровня). На клиентских компьютерах интранет-сети должна иметься программа-браузер, осуществляющая доступ к объектам WWW и перевод HTML-файлов в видимое пользователю изображение.
Таким образом, основными разновидностями корпоративных компьютерных сетей являются:
1) сеть типа "клиент-сервер". Передаваемая информация цифровые данные, вид трафика – потоки данных между сервером и рабочими станциями;
2) интрасеть предприятия. Передаются цифровые данные, текст, графика; вид трафика – потоки данных, обогащенные множественными ссылками и включениями данных, размещенных на разных серверах (конечный пользователь видит единый связный поток);
3) интрасеть с приложениями реального времени. Предаются цифровые данные, аудио и видеоинформация; трафик основан на гипермедиа, включая приложения, работающие в реальном времени: голосовой телефон, видеоконференции, аудио и видеопрограммы, дистанционное обучение.
Примерная структура интранет-сети показана на рис1.
Рис.1 Структура корпоративной Интранет-сети