Разработка электронного проектного офиса

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1 Теоретическая часть

1.1.1 Управление проектами

1.1.2 Стандарты проектного управления

1.1.3 Специфика IT-проектов

1.1.4 SaaS-приложения

1.1.5 SaaS-приложения для управления проектами

1.2 Вычислительная часть

1.2.1 Постановка проблемы

1.2.2 Способ решения

1.2.3 Электронный проектный офис как система поддержки принятия решений

1.2.4 Применимость и целевая аудитория

1.2.5 Основные функции сервиса

1.2.6 Методология

1.2.7 UseCases

1.2.8 Диаграмма базы данных

1.2.9 Макеты пользовательских интерфейсов

1.2. 10 Математическая модель

2. Экономическая часть

2.1 Общие положения

2.2 Определение затрат на создание продукта

2.3 Затраты на создание продукта

3. Охрана труда и окружающей среды

3.1 Введение

3.2 Факторы, воздействующие на оператора ПК

3.3 Освещение

3.4 Требование к монитору

3.5 Эргономика рабочего места

3.6 Заключение

Заключение и выводы

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Введение

электронный проектный офис программный

Управление проектами — одна из самых ответственных областей человеческих знаний. Без нее немыслимо представить ни одного маломальского дело. Запуск человека в космос, создание новой модели самолета или разработка новой операционной системы — это все примеры масштабных проектов. Выпускники вузов редко сталкиваются с такими проектами в начале своего трудового пути. Специалисты чаще работают с мелкими и средними проектами, чем с крупными. Таких проектов гораздо больше чем крупных. К сожалению, часто проектами управляют недостаточно квалифицированные менеджеры, а иногда и специалисты, из-за недостатка проектного опыта и внимания к проекту, часто могут возникать различные проблемы.

В данной работе будет рассмотрены теоретические основы проектного менеджмента, основные проблемы, возникающие в процессе работы над проектами. Будет предложена программное обеспечение, позволяющую если не решить, то как минимум снизить негативное влияние основных проблем проектного управления. Так же будут предложены методология управления проектами, схема базы данных, макеты интерфейса программного обеспечения, реализующую данную методологию.

1. Основная часть

1.1 Теоретическая часть

1.1.1 Управление проектами

Существует несколько толкований термина «Управление проектами».

Управление проектами (англ. project management) -- в соответствии с определением международного стандарта ISO 21 500, принятого правительствами США, странами Евросоюза и правительством России в сентябре 2012 года — применение методов, инструментов, техник и компетенцией к проекту. Само понятие «проект» в ISO 21 500 определяется как уникальный набор процессов, состоящих из скоординированных и управляемых задач с начальной и конечной датами, предпринятых для достижения цели. Достижение цели проекта требует получения результатов, соответствующих определенным заранее требованиям, в том числе ограничения на получения результатов, таких как время, деньги и ресурсы.

Управление проектами -- в соответствии с определением национальным стандартом ANSI PMBoK -- область деятельности, в ходе которой определяются и достигаются четкие цели проекта при балансировании между объемом работ, ресурсами (такими как деньги, труд, материалы, энергия, пространство и др.), временем, качеством и рисками. Ключевым фактором успеха проектного управления является наличие четкого заранее определенного плана, минимизации рисков и отклонений от плана, эффективного управления изменениями (в отличие от процессного, функционального управления, управления уровнем услуг).

Управление проектами -- в соответствии с P2М -- сочетание науки и искусства, которые используются в профессиональных сферах проекта, чтобы создать продукт проекта, который бы удовлетворил миссию проекта, путем организации надежной команды проекта, эффективно сочетающей технические и управленческие методы, создает наибольшую ценность и демонстрирует эффективные результаты работы. 1]

Продуктами проекта могут быть продукция предприятия (результаты научных и маркетинговых исследований, проектно-конструкторская и технологическая документация на новое изделие, разработанные для заказчика) и решение разных внутренних производственных задач (повышение качества продукции и эффективности организации труда, оптимизация финансовых потоков и т. д.).

Управление проектами является частью системы менеджмента предприятия.

Краеугольным камнем проектного управления является цикл Деминга-Шухарда, приведенный на рисунке ниже. Цикл Деминга-Шухарда представляет собой циклически повторяющийся процесс принятия решений, используемый в управлении качеством. Цикл начинается с планирования:

Методология PDCA представляет собой простейший алгоритм действий руководителя по управлению процессом и достижению его целей. Цикл управления начинается с планирования:

Планирование -- установление целей и процессов, необходимых для достижения целей, планирование работ по достижению целей процесса и удовлетворения потребителя, планирование выделения и распределения необходимых ресурсов.

Выполнение -- выполнение запланированных работ.

Проверка -- сбор информации и контроль результата на основе ключевых показателей эффективности (KPI), получившегося в ходе выполнения процесса, выявление и анализ отклонений, установление причин отклонений.

Воздействие (управление, корректировка) -- принятие мер по устранению причин отклонений от запланированного результата, изменения в планировании и распределении ресурсов.

Рисунок 1. Цикл Деминга-Шухарта

1.1.2 Стандарты проектного управления

PMBoK

Свод знаний по управлению проектами PMBoK (Project Management Body of Knowledge) представляет собой сумму профессиональных знаний по управлению проектами. Руководство PMBOK фиксирует части Свода знаний по управлению проектами, которая обычно считается хорошей практикой. PMI использует этот документ в качестве основного справочного материала для своих программ по профессиональному развитию. Является Американским национальным стандартом.

В настоящем стандарте описываются суть процессов управления проектами в терминах интеграции между процессами и взаимодействий между ними, а также цели, которым они служат. Эти процессы разделены на пять групп, называемых «группы процессов управления проектом».

PMBOK 4й редакции стал революционным изменением методик PMI. Впервые была раскрыта методика ведения аналитических работ, прототипирование, итеративность и даже применение систем искусственного интеллекта для прогноза завершения проекта по срокам и бюджету.

P2M

P2M -- «A Guidebook of Project and Program Management for Enterprise Innovation» -- стандарт по управлению проектами, базирующийся на опыте Японии с 1999 года, который позволил визуализировать проекты с большей добавленной стоимостью и инновационные программы.

P2M -- это система знаний, представленная в форме «Руководства по управлению инновационными проектами и программами предприятий».

Первая редакция P2M была опубликована в ноябре 2001 года Японской ассоциацией развития инжиниринга (ENAA), сейчас P2M поддерживается Ассоциацией проектных менеджеров Японии (PMAJ).

P2M сконцентрировал уроки японских компаний с 1980 года, сформировав методологию управления ценностью и выздоровления компаний за последнее десятилетие с 1990 года, как новое направление развития.

Главное преимущество Р2М по отношению к другим школам по управлению проектами состоит в том, что в Р2М существует акцент на выработку инновации как подхода к управлению программами и управление ожиданиями заинтересованных лиц. В то же время проект в Р2М -- в первую очередь обязательство менеджера проекта создать ценность как продукт в соответствии с миссией программы и организации в целом.

ISO 21 500

ISO 21 500 -- стандарт по управлению проектами на базе модели PMBOK.

В сентябре 2012 года Россия, США и страны Евросоюза на государственном уровне через International Standard Organization ISO ввели в действие стандарт ISO 21 500, который был построен на базе модели PMBOK. Стандарт был принят согласно Уставу ISO Комитетом TC 236 — Проектный менеджмент, единогласным голосованием 37 стран, при отсутствии замечаний от 12 стран-наблюдателей. Управление комитетом, группой разработки и само голосование проводилось Секретариатом комитета, роль которого выполняли официальные представители ANSI.

Текст конечной и официальной редакции стандарта ISO 21 500 доступен на сайте ISO. org за 100 долларов, драфт-версии стандарта до утверждения находятся в свободном доступе на сайтах участников его разработки, имеется перевод стандарта на русский язык, c комментариями отечественных экспертов. Драфт-версия стандарта ISO 21 500 отличается от релиза тем, что в релизе стандарта было снято ограничение на использование ISO 21 500 в качестве национальных стандартов и для проведения сертификаций организаций и персонала. Это условие существенно с точки зрения Устава ISO как аналога Устава ООН, но не для вопросов международной безопасности, а для вопросов международной стандартизации (см. юридические комментарии ниже).

По заключению профессора Станислава Гашика, соавтора 4й редакции PMBOK, стандарт ISO имеет 31 из 39 процессов управления проектами имеют прямой аналог в PMBOK, но авторам ISO 21 500 их удалось изложить существенно более компактно.

Об принятии стандарта ISO 21 500 был выпущен специальный пресс-релиз PMI с признанием нового основного стандарта. Билл Дункан, автор модели PMBOK, считает, что новый стандарт «достаточно полноценен"[1], что бы заменить текущий стандарт PMBOK, который является национальным стандартом США в управлении проектами (утвержден ANSI).

ISO 21 500 вводит определение понятия «проект» также как в других стандартах ISO, которое отличается от PMBOK кардинально, а именно:

Проект -- это уникальный набор процессов, состоящих из скоординированных и управляемых задач с начальной и конечной датами, предпринятых для достижения цели. Достижение цели проекта требует получения результатов, соответствующих определенным заранее требованиям, в том числе ограничения на получения результатов, таких как время, деньги и ресурсы.

1.1.3 Специфика IT-проектов

Главной спецификой IT-проектов является то, что чаще всего результат проекта не имеет физического воплощения. Брукс в своей книге «Мифический человеко-месяц» утверждает, что программисты имеют дело с чистой мыслью, которой могут как угодно манипулировать. В такой среде очень сложно достигать нужного результата

Методологии управления IT-проектами

Методология разработки программного обеспечения -- структура, согласно которой строится разработка программного обеспечения (ПО).

Существует несколько моделей такого процесса, каждая из которых описывает свой подход, в виде задач и/или деятельности, которые имеют место в ходе процесса.

Ниже описаны основные методологии, их плюсы и минусы.

Каскадная модель (Waterfall)

Каскадная модель (англ. waterfall model) -- модель процесса разработки программного обеспечения, в которой процесс разработки выглядит как поток, последовательно проходящий фазы анализа требований, проектирования, реализации, тестирования, интеграции и поддержки. В качестве источника названия часто указывают статью, опубликованную У. У. Ройсом (W. W. Royce) в 1970 году; забавно, что сам Ройс использовал итеративную модель разработки.

В 1970 году в своей статье Ройс описал в виде концепции то, что сейчас принято называть «каскадная модель», и обсуждал недостатки этой модели. Там же он показал как эта модель может быть доработана до итеративной модели.

Рис. 2. Каскадная модель Ройса.

В оригинальной каскадной модели Ройса, следующие фазы шли в таком порядке:

Определение требований

Проектирование

Конструирование (также «реализация» либо «кодирование»)

Воплощение

Тестирование и отладка (также «верификация»)

Инсталляция

Поддержка

Переход от одной фазы к другой происходит только после полного и успешного завершения предыдущей

Следуя каскадной модели, разработчик переходит от одной стадии к другой строго последовательно. Сначала полностью завершается этап «определение требований», в результате чего получается список требований к ПО. После того как требования полностью определены, происходит переход к проектированию, в ходе которого создаются документы, подробно описывающие для программистов способ и план реализации указанных требований. После того как проектирование полностью выполнено, программистами выполняется реализация полученного проекта. На следующей стадии процесса происходит интеграция отдельных компонентов, разрабатываемых различными командами программистов. После того как реализация и интеграция завершены, производится тестирование и отладка продукта; на этой стадии устраняются все недочёты, появившиеся на предыдущих стадиях разработки. После этого программный продукт внедряется и обеспечивается его поддержка -- внесение новой функциональности и устранение ошибок.

Тем самым, каскадная модель подразумевает, что переход от одной фазы разработки к другой происходит только после полного и успешного завершения предыдущей фазы, и что переходов назад либо вперёд или перекрытия фаз -- не происходит.

Каскадная модель позволяет добиваться успехов в случае отточенных навыков работы руководителя, команды, четкости требований и адекватности заказчика. Такое редко встречается в реальном мире, но некоторым крупным компаниям удается работать по водопадной модели.

Спиральная модель

Спиральная модель, предложенная Барри Боэмом в 1988 году, стала существенным прорывом в понимании природы разработки ПО. Она представляет собой процесс разработки программного обеспечения, сочетающий в себе как проектирование, так и постадийное прототипирование с целью сочетания преимуществ восходящей и нисходящей концепции, делающая упор на начальные этапы жизненного цикла: анализ и проектирование. Отличительной особенностью этой модели является специальное внимание рискам, влияющим на организацию жизненного цикла. Боэм формулирует десять наиболее распространённых (по приоритетам) рисков:

Дефицит специалистов.

Нереалистичные сроки и бюджет.

Реализация несоответствующей функциональности.

Разработка неправильного пользовательского интерфейса.

«Золотая сервировка», перфекционизм, ненужная оптимизация и оттачивание деталей.

Непрекращающийся поток изменений.

Нехватка информации о внешних компонентах, определяющих окружение системы или вовлечённых в интеграцию.

Недостатки в работах, выполняемых внешними (по отношению к проекту) ресурсами.

Недостаточная производительность получаемой системы.

«Разрыв» в квалификации специалистов разных областей знаний.

Большая часть этих рисков связана с организационными и процессными аспектами взаимодействия специалистов в проектной команде.

Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии программного обеспечения, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации. Каждый виток разбит на 4 сектора:

оценка и разрешение рисков,

определение целей,

разработка и тестирование,

планирование.

На каждом витке спирали могут применяться разные модели процесса разработки ПО. В конечном итоге на выходе получается готовый продукт. Модель сочетает в себе возможности модели прототипирования и водопадной модели. Разработка итерациями отражает объективно существующий спиральный цикл создания системы. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. При итеративном способе разработки недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная задача -- как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований. Основная проблема спирального цикла -- определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков. Одним из возможных подходов к разработке программного обеспечения в рамках спиральной модели жизненного цикла является получившая в последнее время широкое распространение методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Под этим термином обычно понимается процесс разработки программного обеспечения, содержащий 3 элемента:

небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);

короткий, но тщательно проработанный производственный график (от 2 до 6 месяцев);

повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные через взаимодействие с заказчиком.

Жизненный цикл программного обеспечения по методологии RAD состоит из четырёх фаз:

фаза определения требований и анализа;

фаза проектирования;

фаза реализации;

фаза внедрения.

Спиральная модель ориентирована на большие, дорогостоящие и сложные проекты. В условиях, когда бизнес цели таких проектов могут измениться, но требуется разработка стабильной архитектуры, удовлетворяющей высоким требованиям по нагрузке и устойчивости, имеет смысл применение Spiral Architecture Driven Development. Данная методология, включающая в себя лучшие идеи спиральной модели и некоторых других, позволяет существенно снизить архитектурные риски, что является немаловажным фактором успеха при разработке крупных систем.

Итеративная разработка

Итеративный подход (англ. iteration, «повторение») в разработке программного обеспечения -- это выполнение работ параллельно с непрерывным анализом полученных результатов и корректировкой предыдущих этапов работы. Проект при этом подходе в каждой фазе развития проходит повторяющийся цикл Деминга-Шухарта.

Преимущества итеративного подхода:

снижение воздействия серьёзных рисков на ранних стадиях проекта, что ведет к минимизации затрат на их устранение;

организация эффективной обратной связи проектной команды с потребителем (а также заказчиками, стейкхолдерами) и создание продукта, реально отвечающего его потребностям;

акцент усилий на наиболее важные и критичные направления проекта;

непрерывное итеративное тестирование, позволяющее оценить успешность всего проекта в целом;

раннее обнаружение конфликтов между требованиями, моделями и реализацией проекта;

более равномерная загрузка участников проекта;

эффективное использование накопленного опыта;

реальная оценка текущего состояния проекта и, как следствие, большая уверенность заказчиков и непосредственных участников в его успешном завершении.

затраты распределяются по всему проекту, а не группируются в его конце.

Рисунок 3. Итеративная модель разработки ПО.

Пример реализации итеративного подхода -- Rational Unified Process.

Гибкая методология разработки

Гибкая методология разработки (англ. Agile software development, agile-методы) -- серия подходов к разработке программного обеспечения, ориентированных на использование итеративной разработки и динамическое формирование требований и обеспечение их реализации в результате постоянного взаимодействия внутри самоорганизующихся рабочих групп, состоящих из специалистов различного профиля. Существует несколько методик, относящихся к классу гибких методологий разработки, в частности, известны как гибкие методики экстремальное программирование, DSDM, Scrum.

Большинство гибких методологий нацелены на минимизацию рисков путём сведения разработки к серии коротких циклов, называемых итерациями, которые обычно длятся две-три недели. Каждая итерация сама по себе выглядит как программный проект в миниатюре и включает все задачи, необходимые для выдачи мини-прироста по функциональности: планирование, анализ требований, проектирование, кодирование, тестирование и документирование. Хотя отдельная итерация, как правило, недостаточна для выпуска новой версии продукта, подразумевается, что гибкий программный проект готов к выпуску в конце каждой итерации. По окончании каждой итерации команда выполняет переоценку приоритетов разработки.

Agile-методы делают упор на непосредственное общение лицом к лицу. Большинство agile-команд расположены в одном офисе, иногда называемом англ. bullpen. Как минимум, она включает и «заказчиков» (англ. product owner -- заказчик или его полномочный представитель, определяющий требования к продукту; эту роль может выполнять менеджер проекта, бизнес-аналитик или клиент). Офис может также включать тестировщиков, дизайнеров интерфейса, технических писателей и менеджеров.

Основной метрикой agile-методов является рабочий продукт. Отдавая предпочтение непосредственному общению, agile-методы уменьшают объём письменной документации по сравнению с другими методами. Это привело к критике этих методов как недисциплинированных.

Agile -- семейство процессов разработки, а не единственный подход в разработке программного обеспечения, и определяется Agile Manifesto[1]. Agile не включает практик, а определяет ценности и принципы, которыми руководствуются успешные команды.

Agile Manifesto разработан и принят 11−13 февраля 2001 года на лыжном курорте The Lodge at Snowbird в горах Юты. Манифест подписали представители следующих методологий Extreme programming, Scrum, DSDM, Adaptive software development, Crystal Clear, Feature-driven development, Pragmatic Programming. Agile Manifesto содержит 4 основные идеи и 12 принципов. Примечательно, что Agile Manifesto не содержит практических советов.

Основные идеи:

Личности и их взаимодействия важнее, чем процессы и инструменты;

Работающее программное обеспечение важнее, чем полная документация;

Сотрудничество с заказчиком важнее, чем контрактные обязательства;

Реакция на изменения важнее, чем следование плану.

Принципы, которые разъясняет Agile Manifesto[2]:

удовлетворение клиента за счёт ранней и бесперебойной поставки ценного программного обеспечения;

приветствие изменений требований даже в конце разработки (это может повысить конкурентоспособность полученного продукта);

частая поставка рабочего программного обеспечения (каждый месяц или неделю или ещё чаще);

тесное, ежедневное общение заказчика с разработчиками на протяжении всего проекта;

проектом занимаются мотивированные личности, которые обеспечены нужными условиями работы, поддержкой и доверием;

рекомендуемый метод передачи информации -- личный разговор (лицом к лицу);

работающее программное обеспечение -- лучший измеритель прогресса;

спонсоры, разработчики и пользователи должны иметь возможность поддерживать постоянный темп на неопределённый срок;

постоянное внимание улучшению технического мастерства и удобному дизайну;

простота -- искусство не делать лишней работы;

лучшие технические требования, дизайн и архитектура получаются у самоорганизованной команды;

постоянная адаптация к изменяющимся обстоятельствам.

Существуют методологии, которые придерживаются ценностей и принципов заявленных в Agile Manifesto, некоторые из них:

Agile Modeling (англ.) -- набор понятий, принципов и приёмов (практик), позволяющих быстро и просто выполнять моделирование и документирование в проектах разработки программного обеспечения. Не включает в себя детальную инструкцию по проектированию, не содержит описаний, как строить диаграммы на UML. Основная цель: эффективное моделирование и документирование; но не охватывает программирование и тестирование, не включает вопросы управления проектом, развёртывания и сопровождения системы. Однако включает в себя проверку модели кодом[3].

Agile Unified Process (англ.) (AUP) упрощенная версия IBM Rational Unified Process (RUP), разработанная Скоттом Амблером, которая описывает простое и понятное приближение (модель) для создания программного обеспечения для бизнес-приложений.

Agile Data Method (англ.) -- группа итеративных методов разработки программного обеспечения, в которых требования и решения достигаются в рамках сотрудничества разных кросс-функциональных команд.

DSDM основан на концепции быстрой разработки приложений (Rapid Application Development, RAD). Представляет собой итеративный и инкрементный подход, который придаёт особое значение продолжительному участию в процессе пользователя/потребителя.

Essential Unified Process (англ.) (EssUP).

Экстремальное программирование (англ. Extreme programming, XP).

Feature driven development (FDD) -- функционально-ориентированная разработка. Используемое в FDD понятие функции или свойства (англ. feature) системы достаточно близко к понятию прецедента использования, используемому в RUP, существенное отличие -- это дополнительное ограничение: «каждая функция должна допускать реализацию не более, чем за две недели». То есть если сценарий использования достаточно мал, его можно считать функцией. Если же велик, то его надо разбить на несколько относительно независимых функций.

Getting Real -- итеративный подход без функциональных спецификаций, использующийся для веб-приложений. В данном методе сперва разрабатывается интерфейс программы, а потом её функциональная часть.

OpenUP -- это итеративно-инкрементальный метод разработки программного обеспечения. Позиционируется как лёгкий и гибкий вариант RUP. OpenUP делит жизненный цикл проекта на четыре фазы: начальная фаза, фазы уточнения, конструирования и передачи. Жизненный цикл проекта обеспечивает предоставление заинтересованным лицам и членам коллектива точек ознакомления и принятия решений на протяжении всего проекта. Это позволяет эффективно контролировать ситуацию и вовремя принимать решения о приемлемости результатов. План проекта определяет жизненный цикл, а конечным результатом является окончательное приложение.

Scrum устанавливает правила управления процессом разработки и позволяет использовать уже существующие практики кодирования, корректируя требования или внося тактические изменения. Использование этой методологии дает возможность выявлять и устранять отклонения от желаемого результата на более ранних этапах разработки программного продукта.

Бережливая разработка программного обеспечения (англ. lean software development) использует подходы из концепции бережливого производства.

1.1.4 SaaS-приложения

Основные понятия электронно-вычислительных сетей

Электронно-вычислительная сеть (или просто компьютерная сеть) — это совместное подключение нескольких отдельных компьютеров к единому каналу передачи данных.

Основное назначение вычислительной сети состоит в совместном использовании ресурсов и осуществление быстрой связи как внутри организации, так и за ее пределами.

Рассмотрим основные понятия, которые используются в вычислительных сетях.

Клиент — компьютер, подключенный к вычислительной сети.

Сервер (server) — компьютер, предоставляющий свои ресурсы клиентам сети. Различают следующие виды серверов:

файловый сервер предназначен для хранения и предоставления файлов, с которыми работают пользователи;

сервер баз данных обеспечивает доступ клиентам к общим базам данных;

сервер приложений служит для предоставления пользователям прикладных программ;

сервер печати обеспечивает печать на общем печатном устройстве со всех рабочих мест;

Web-сервер обеспечивает предоставление информации через сеть Internet;

почтовый сервер обеспечивает циркуляцию электронной почты, как внутри организации, так и во внешней сети.

Среда — способ соединения компьютеров.

Ресурсы — диски, файлы, принтеры, модемы и другие элементы, используемые при работе в сети.

В зависимости от размера все электронно-вычислительные сети делятся на:

Локальные вычислительные сети (ЛВС), абоненты которых сосредоточены на расстоянии до 10 — 15 км. Такие сети объединяют компьютеры, размещенные внутри одного здания или в нескольких рядом расположенных зданиях.

Региональные сети, абоненты которых сосредоточены на расстоянии 10 — 100 км. К таким сетям относятся районные, городские и областные сети.

Глобальные сети, сосредоточенные на расстоянии 1000 и более километров. К таким сетям относятся сети, объединяющие города, области, районы, страны. Наиболее известные среди них — Internet, Fido, Sprint, Relcom.

Во многих организациях, в которых эксплуатируются персональные компьютеры, создаются локальные вычислительные сети. Это делается потому, что ЛВС предоставляет ряд значительных преимуществ, по сравнению с использованием отдельных компьютеров. Рассмотрим эти преимущества.

Разделение ресурсов — позволяет экономно использовать ресурсы в информационной системе. Например, производить печать со всех компьютеров на одном принтере, использовать один дисковод DVD и т. д.

Разделение данных — позволяет иметь доступ с разных рабочих мест к файлам, которые расположены на других компьютерах. Благодаря разделению данных можно организовать работу нескольких пользователей по созданию общего документа.

Разделение программных средств — позволяет пользователям использовать программы, установленные на других компьютерах.

Топология локальных сетей

Под топологией вычислительной сети понимается способ соединения ее отдельных компонентов (компьютеров, серверов, принтеров и т. д.). Различают три основные топологии:

топология типа звезда;

топология типа кольцо;

топология типа общая шина.

При использовании топологии типа звезда информация между клиентами сети передается через единый центральный узел. В качестве центрального узла может выступать сервер или специальное устройство — концентратор (Hub).

Рисунок 4. Топология «Звезда».

Преимущества данной топологии состоят в следующем:

Высокое быстродействие сети, так как общая производительность сети зависит только от производительности центрального узла.

Отсутствие столкновения передаваемых данных, так как данные между рабочей станцией и сервером передаются по отдельному каналу, не затрагивая другие компьютеры.

Однако помимо достоинств у данной топологии есть и недостатки:

Низкая надежность, так как надежность всей сети определяется надежностью центрального узла. Если центральный компьютер выйдет из строя, то работа всей сети прекратится.

Высокие затраты на подключение компьютеров, так как к каждому новому абоненту необходимо ввести отдельную линию.

При топологии типа кольцо все компьютеры подключаются к линии, замкнутой в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер.

Рисунок 5. Топология «Кольцо».

Передача информации в такой сети происходит следующим образом. Маркер (специальный сигнал) последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, которому требуется передать данные. Получив маркер, компьютер создает так называемый «пакет», в который помещает адрес получателя и данные, а затем отправляет этот пакет по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя.

После этого принимающий компьютер посылает источнику информации подтверждение факта получения данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

Преимущества топологии типа кольцо состоят в следующем:

Пересылка сообщений является очень эффективной, т.к. можно отправлять несколько сообщений друг за другом по кольцу. Т. е. компьютер, отправив первое сообщение, может отправлять за ним следующее сообщение, не дожидаясь, когда первое достигнет адресата.

Протяженность сети может быть значительной. Т. е. компьютеры могут подключаться к друг к другу на значительных расстояниях, без использования специальных усилителей сигнала.

К недостаткам данной топологии относятся:

Низкая надежность сети, так как отказ любого компьютера влечет за собой отказ всей системы.

Для подключения нового клиента необходимо отключить работу сети.

При большом количестве клиентов скорость работы в сети замедляется, так как вся информация проходит через каждый компьютер, а их возможности ограничены.

Общая производительность сети определяется производительностью самого медленного компьютера.

При топологии типа общая шина все клиенты подключены к общему каналу передачи данных. При этом они могут непосредственно вступать в контакт с любым компьютером, имеющимся в сети.

Рисунок 6. Топология «Шина»

Передача информации в данной сети происходит следующим образом. Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети. Однако информацию принимает только тот компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу данных.

Преимущества топологии общая шина:

Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру.

Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга. Т. е. при подключении нового абонента нет необходимости останавливать передачу информации в сети.

Построение сетей на основе топологии общая шина обходится дешевле, так как отсутствуют затраты на прокладку дополнительных линий при подключении нового клиента.

Сеть обладает высокой надежностью, т.к. работоспособность сети не зависит от работоспособности отдельных компьютеров.

К недостаткам топологии типа общая шина относятся:

Низкая скорость передачи данных, т.к. вся информация циркулирует по одному каналу (шине).

Быстродействие сети зависит от числа подключенных компьютеров. Чем больше компьютеров подключено к сети, тем медленнее идет передача информации от одного компьютера к другому.

Для сетей, построенных на основе данной топологии, характерна низкая безопасность, так как информация на каждом компьютере может быть доступна с любого другого компьютера.

Самым распространенным типом сети с топологией общая шина является сеть стандарта Ethernet со скоростью передачи информации 10 — 100 Мбит/сек.

Мы рассмотрели основные топологии ЛВС. Однако на практике при создании ЛВС организации могут одновременно использоваться сочетание нескольких топологий. Например, компьютеры в одном отделе могут быть соединены по схеме звезда, а в другом отделе по схеме общая шина, и между этими отделами проложена линия для связи.

Типы локальных сетей

Существует две модели локальных вычислительных сетей:

одноранговая сеть;

сеть типа клиент-сервер.

Данные модели определяют взаимодействие компьютеров в локальной вычислительной сети. В одноранговой сети все компьютеры равноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к данным, которые хранятся на его компьютере.

В одноранговой сети пользователю, работающему за любым компьютером доступны ресурсы всех других компьютеров сети. Например, сидя за одним компьютером, можно редактировать файлы, расположенные на другом компьютере, печатать их на принтере, подключенном к третьему, запускать программы на четвертом.

К достоинствам такой модели организации сети относится простота реализации и экономия материальных средств, так как нет необходимости приобретать дорогой сервер. Несмотря на простоту реализации, данная модель имеет ряд недостатков:

низкое быстродействие при большом числе подключенных компьютеров;

отсутствие единой информационной базы;

отсутствие единой системы безопасности информации;

зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера, т. е. если компьютер выключен, то вся информация, хранящиеся на нем, будет недоступна.

Одноранговую модель сети можно рекомендовать для небольших организациях при числе компьютеров до 20 шт.

В сетях типа клиент-сервер имеется один (или несколько) главных компьютеров — серверов. Серверы используются для хранения всей информации в сети, а также для ее обработки. В качестве достоинств такой модели следует выделить:

высокое быстродействие сети;

наличие единой информационной базы;

наличие единой системы безопасности.

Однако у данной модели есть и недостатки. Главный недостаток заключается в том, что стоимость создания сети типа клиент-сервер значительной выше, за счет необходимости приобретать специальный сервер. Также к недостаткам можно отнести и наличие дополнительной потребности в обслуживающем персонале — администраторе сети.

Компьютерная сеть Интернет

Внешне Интернет похож на телефонную или телеграфную сеть. Однако способ соединения несколько иной.

При звонке по телефону, аппарат прямым проводом соединяется со станцией, станция присоединяет провод идущий к другой станции, а та в свою очередь подключает провод идущий к телефону, которому был адресован звонок. Получается жесткое физическое соединение двух именованных точек (например, А и Б) в пространстве. Его главное неудобство — ваш телефон привязан к розетке. Если вы возьмете свой аппарат и включите в розетку на другом проводе, к вам никто не сможет дозвониться, т.к. другая розетка — это уже не точка A (а С, например).

В чем же отличается от этого передача сообщений по сети Интернет, ведь компьютер сначала тоже соединяется со станцией?

Посылаемое в Интернет сообщение кодируется компьютером в серию электрических сигналов и помечается специальнымикодами получателя и отправителя, в итоге формируется как бы электронное письмо (пакет) с прямым и обратным адресом. С компьютера письмо поступает на сервер, сервер сверяет адрес получателя со специальной адресной таблицей и, определив ближайший к нему сервер по пути в нужную сторону, посылает письмо туда. Эта процедура повторяется до тех пор, пока пакет не достигнет адресата. Компьютеры получателя и отправителя физически могут находиться где угодно. В сети Интернет они определяются IP-адресами.

Поэтому Интернет не соединяет абонентов сплошным электрическим проводом, он кодирует сообщения в пакеты и передает их от станции к станции. Такой способ соединения называется логическим. Он конечно медленнее, чем физический способ соединения при передаче телефонного сигнала, но все равно пакет доходит в другую точку мира за доли секунды. Ответ приходит таким же образом, и мы общаемся, не замечая задержки.

У логического способа связи есть неоспоримые преимущества. Например, маршрут письма может пройти по любым соединениям, которые оказались свободны. Например, если на какой-то линии произошла неполадка или сильная загрузка сети, то два абонента живущие на одном континенте могут общаться через другой, не подозревая об этом. Больше того, пакет может уйти через Австралию, ответ прийти через Африку, а следующее письмо отправиться любой третьим путем.

В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых и оптоволоконных каналов. Операционные системы, используемые в сети Internet, также отличаются разнообразием. Большинство компьютеров сети Internet работают под ОС семейства Unix.

Фактически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащим различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики сложенной из небольших сетей различной величины, которые активно взаимодействуют между собой, пересылая файлы, сообщения и т. п.

В настоящее время Интернет является глобальной вычислительной сетью, задача которого, как и любой другой вычислительной сети, — это передача данных от одного компьютера к другому.

Главное свойство Internet состоит в том, что если в сеть подключается новый абонент, то ему становится доступна информация всей сети. И, наоборот, всем остальным абонентам Internet становится доступна информация и ресурсы его компьютера.

Особенность сети Internet заключается в том, что фактически Internet, как глобальная мировая компьютерная сеть, не имеет своего владельца, т. е. она ни кому не принадлежит. Хотя отдельные вычислительные сети, которые подключены к Internet, имеют своих конкретных владельцев.

Internet основывается на идее существования множества независимых сетей произвольной архитектуры. Это возможно благодаря применению, так называемого, принципа открытости сетевой архитектуры. Он заключается в том, что Internet не предъявляет каких-либо специфических требований к подключаемым компьютерным сетям. Потребитель сам определяет вид собственной сети и метод ее технической реализации. Т. е. он может выбрать любую конфигурацию сети и любое программное обеспечение. Благодаря этому, практически все сети, которые функционируют в мире, можно свободно подключать к Internet.

Основные системы и понятия сети Интернет

Всемирная сеть Интернет состоит из нескольких систем, которые могут функционировать как вместе, так и независимо друг от друга. Рассмотрим подробно эти системы.

World Wide Web (WWW — дословно переводится как всемирная паутина) — это глобальная гипертекстовая система документов, связанных электронными ссылками.

WWW позволяет перемещаться между различными документами, используя гиперссылки, причем географическое расположение компьютеров, на которых хранится информация, не имеет значения.

Гиперссылка — это электронная ссылка в документе, связывающая его с другим документом.

Для просмотра гипертекстовых документов используются специальные программы — браузеры. Браузер — это интеллектуальная программа, которая сама определяет вид просматриваемого гипертекста. Поэтому в зависимости от различных условий один и тот же гипертекстовый документ в браузере может выглядеть по-разному.

Электронная почта (E-mail) — система электронных сообщений между компьютерами.

При работе с электронной почтой у каждого абонента должен быть свой уникальный почтовый адрес, например, master@primer. ru. Запись почтового адреса состоит из следующих элементов:

master — имя абонента;

@ - определитель почтового адреса в Internet;

primer. ru — имя сервера, на котором располагается «почтовый ящик» пользователя.

FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) — система, позволяющая копировать на компьютер файлы с любого другого компьютера, подключенного к Internet. FTP-серверы представляют собой как бы каталоги, содержащие тысячи файлов с разнообразной информацией, включая программы, звуковые файлы, рисунки, видеоизображения и т. д.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей/Межсетевой протокол) — обеспечивает доставку по адресу, так называемых, сетевых пакетов.

Смысл сетевого пакета состоит в том, что любое сообщение, передаваемое по сети Internet, делится на пакеты, т. е. на несколько отдельных сообщений. Затем эти пакеты передаются по сети нужному адресату. Причем каждый пакет может передаваться по своему собственному пути, не совпадающему с путями других пакетов. В конечном пункте назначения эти пакеты собираются в исходное сообщение. Если какой-то пакет потерялся по дороге, то происходит повторная передача этого пакета, а не целиком всего сообщения.

Описанное действие называется пакетной коммутацией в сети. Благодаря использованию пакетной коммутации достигается высокая надежность функционирования сети Internet. Так как если на какой-то информационной магистрали произойдет сбой или ее выход из строя, то отправленные пакеты все равно достигнут своей цели. Они просто обойдут неисправные участки сети по другому пути.

HTTP (HyperText Transport Protocol) — протокол передачи гипертекста. Определяет способ передачи гипертекстовых страниц во всемирной паутине от сервера к программе просмотра браузеру.

IP Address — адрес, которым идентифицируется компьютер в сети Internet. Обычно записывается как четыре числа, разделенных точками, например, 213. 180. 204. 11. Это число может постоянно числится за компьютером, или автоматически присваиваться каждый раз, при подключении к Internet. Например, серверы крупных организаций имеют постоянный адрес в Internet. Если же компьютер подключается к Internet с помощью телефонной линии и модема, то ему, как правило, каждый раз при подключении присваивается новый адрес.

DNS (Domain Name System) — это система доменных имен, которая представляет собой распределенную по Internet совокупность таблиц, отображающих числовые IP-адреса компьютеров в понятном для пользователя виде. Другими словами, DNS преобразует числовой адрес компьютера в текстовую форму (или просто имя). Например, адрес вида 213. 180. 204. 11 в системе доменных имен может отображаться как yandex. ru

В Internet существуют специальные программы — серверы имен (name servers), которые содержат в форме таблиц числовые IP-адреса компьютеров, символьные адреса и дополнительную информацию. Когда пользователь указывает текстовый адрес интересующего компьютера, то эта информация поступает на сервер имен. Сервер преобразует имя компьютера в числовой IP-адрес. А затем уже происходит поиск компьютера в сети по его IP-адресу.

URL (Uniform Resource Location — единый указатель ресурсов) — обеспечивает единообразное описание размещения ресурсов в Internet.

Общий вид адреса ресурса в сети выглядит следующим образом:

протокол: //сервер/путь/имя_файла

HTML (HyperText Mark-Up Language — язык разметки гипертекста) — это форматирующий язык, который описывает, как будет выглядеть страница с гипертекстом, при ее просмотре в браузере. HTML-документ представляет собой текст, для которого указаны специальные коды — теги. Эти коды определяют, как должен выглядеть документ в окне браузера. Когда браузер открывает HTML-документ (т.е. документ в виде гипертекста), он «читает» теги. И в зависимости от тегов браузер представляет документ именно так, как он выглядит на экране.

Уровни сетевой модели OSI

Сетевая модель OSI (англ. open systems interconnection basic reference model -- базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, сокр. ЭМВОС; 1978 г) -- сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO (ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498−1-99).

В данный момент основным используемым стеком протоколов является TCP/IP, разработанный вне связи с моделью OSI и до её принятия.

Модель OSI, говорит о том, что любое взаимодействие высокоуровневых приложений проходит через нижние уровни, и каждый из уровней увеличивает количество служебной информации, передаваемой через нижние уровни. Так же любой протокол модели OSI должен взаимодействовать с протоколами своего уровня, либо с протоколами на единицу выше или ниже своего.

Рисунок 7. Передача сообщения между двумя компьютерами.

Седьмой уровень

Прикладной уровень обеспечивает интерфейс между пользователем и сетью, делает доступными для человека всевозможные услуги. На этом уровне реализуется, по крайней мере, пять прикладных служб — передача файлов, удаленный терминальный доступ, электронная передача сообщений, служба справочника и управление сетью.

Шестой уровень

Уровень представления данных имеет дело с синтаксисом и семантикой передаваемой информации, т. е. здесь устанавливается взаимопонимание двух сообщающихся компьютеров относительно того, как они представляют и понимают при получении передаваемую информацию. Здесь решаются, например, такие задачи, как перекодировка текстовой информации и изображений, сжатие и распаковка, поддержка сетевых файловых систем, абстрактных структур данных и т. д.

Пятый уровень

Сеансовый уровень координирует взаимодействие связывающихся пользователей, оперирует с ними, восстанавливает аварийно оконченные сеансы. Этот же уровень ответственен за картографию сети — он преобразовывает региональные (доменные) компьютерные имена в числовые адреса, и наоборот. Он координирует не компьютеры и устройства, а процессы в сети, поддерживает их взаимодействие — управляет сеансами связи между процессами прикладного уровня.

Четвертый уровень

Транспортный уровень регламентирует пересылку пакетов сообщений между процессами, выполняемыми в компьютерах сети, завершает организацию передачи данных. Собирает информацию из блоков в ее прежний вид. Или же, ожидает отклика (подтверждения из пункта назначения), проверяет правильность доставки и адресации и повторяет посылку, если не пришел отклик.

Транспортный уровень скрывает от всех высших уровней любые детали и проблемы передачи данных, обеспечивает стандартное взаимодействие стоящего над ним уровня с приемом-передачей независимо от конкретной технической реализации этой передачи.

Третий уровень

Сетевой уровень пользуется возможностями, предоставляемыми ему уровнем 2 для обеспечения связи двух любых точек в сети. Любых, необязательно смежных. На этом же уровне производится маршрутизация, а также выполняется обработка адресов и демультипликсирование. Основной функцией программного обеспечения на этом уровне является выборка информации из источника, преобразование ее в пакеты и правильная передача в точку назначения. Есть два принципиальных различных способа работы сетевого уровня — метод виртуальных каналов и метод дейтаграмм.

Второй уровень

Канальный уровень обеспечивает связь данных, т. е. безошибочную передачу блоков данных (называемых кадрами или фреймами, frame) через уровень 1, который при передаче может искажать данные. Этот уровень должен определять начало и конец кадра в битовом потоке, формировать из данных 1-го уровня кадры или последовательности, включать процедуру проверки наличия ошибок и их исправления. Этот уровень (и только он) оперирует такими элементами, как битовые последовательности, методы копирования и маркеры. Он несет ответственность за правильную передачу данных (пакетов) на участках между непосредственно связанными элементами сети. Обеспечивает управление доступом к среде передачи.

Первый уровень

Физической уровень включает в себя физические аспекты передачи двоичной информации по линии связи. Детально описывает, например, напряжения, частоты, природу передающей среды. Этому уровню вменяется в обязанность поддержание связи и прием-передача битового потока. На этом уровне безошибочность желательна, но не требуется.

Нулевой уровень

Связан с физической средой, которая передает сигнал. Этот уровень представляет посредников (кабели, радиолинии и т. д.), соединяющих конечные устройства. Существует множество различных видов и типов кабелей: экранированные и неэкранированные, витые пары, коаксиальные кабели, кабели на основе оптических волокон и т. д.

Каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правила взаимодействия).

SaaS -- Software as a service

SaaS (англ. software as a service -- программное обеспечение как услуга; также англ. software on demand -- программное обеспечение по требованию) -- бизнес-модель продажи и использования программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчику доступ к программному обеспечению через Интернет. Основное преимущество модели SaaS для потребителя услуги состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и работающего на нём программного обеспечения.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой