О выборе архитектуры корпоративной информационной системы

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1
СЕТИ ЭВМ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ
О ВЫБОРЕ АРХИТЕКТУРЫ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Г. Ю. Громов, В.В. Кириллов
В статье рассматриваются вопросы выбора наилучшей (при заданной функциональности) архитектуры корпоративной информационной системы по критерию производительность-стоимость (стоимость программно-аппаратной составляющей и эксплуатации системы).
1. Введение
Информационная система корпорации состоит из двух относительно независимых составляющих. Первая представляет собой собственно компьютерную инфраструктуру корпорации в широком смысле этого слова (сетевая, телекоммуникационная, программная, информационная, организационная инфраструктура). Вторая составляющая — взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач корпорации и достижение ее целей. Если первая отражает системно-техническую, структурную сторону любой информационной системы, то вторая целиком относится к прикладной области и сильно зависит от специфики задач корпорации и ее целей.
До недавнего времени в технологии создания информационных систем доминировал подход, основанный на концепции BPR (Business Process Reengineering), когда вся архитектура информационной системы строилась «сверху-вниз» — от прикладной функциональности к системно-техническим решениям, а первая составляющая информационной системы целиком выводилась из второй [1]. Однако практика многих российских проектов показала, что начинать построение ИС только с анализа бизнес-процессов (не уделяя должного внимания инфраструктуре) весьма и весьма проблематично. Проблема заключается в том, что в современных российских условиях — условиях исключительно быстро меняющихся правил игры (социальных, политических, экономических), в рамках которой строится вся прикладная функциональность — систематизация управленческой деятельности представляет собой весьма сложную задачу ввиду высокой степени неопределенности. Кроме того, многие российские организации начинали создавать информационные системы на базе существующей у них компьютерной инфраструктуры, стихийно появившейся к началу 90-х годов в ряде отделов.
Поэтому в настоящее время развивается комбинированный подход, который можно характеризовать как «встречное движение»: компьютерная инфраструктура и системная функциональность строятся и модифицируются так, чтобы в максимальной степени обеспечить изменчивость на уровне прикладной функциональности [3]. При этом возникает задача оценки подходящих по функциональности архитектур создаваемой компьютерной инфраструктуры для выбора наилучшей по критерию производительность-стоимость. (Здесь в понятие «стоимость» входят все затраты как на программно-аппаратную составляющую, так и на эксплуатацию компьютерной инфраструктуры.)
2. Архитектура компьютерной инфраструктуры
2.1. Общее представление
Компьютерная инфраструктура объединяет в единое пространство информационные системы всех объектов корпорации. Она создается в качестве системно-
технической основы информационной системы, как ее главный системообразующий компонент, на базе которого конструируются другие подсистемы.
Компьютерная инфраструктура задумана и проектируется в единой системе координат, основу которой составляет понятия системно-технической инфраструктуры (структурный аспект), системной функциональности (сервисы и приложения) и эксплуатационных характеристик (свойства и службы). Каждое понятие находит свое отражение в том или ином компоненте и реализуется в конкретных технических решениях.
С функциональной точки зрения компьютерная инфраструктура — это эффективная среда передачи актуальной информации, необходимой для решения задач корпорации. С системно-технической точки зрения она представляет собой целостную структуру, состоящую из нескольких взаимосвязанных и взаимодействующих уровней:
• интеллектуальное здание-
• компьютерная сеть-
• телекоммуникации-
• компьютерные платформы-
• программное обеспечение промежуточного слоя (middleware) —
• приложения.
С точки зрения системной функциональности компьютерная инфраструктура выглядит как единое целое, предоставляющее пользователям и программам набор полезных в работе услуг (сервисов), общесистемных и специализированных приложений, обладающее набором полезных качеств (свойств) и содержащее в себе службы, гарантирующее ее нормальное функционирование. Ниже будет дана краткая характеристика сервисов, приложений, свойств и служб.
2.1.1. Сервисы
Одним из принципов, положенных в основу создания Сети, является максимальное использование типовых решений, стандартных унифицированных компонентов. Конкретизируя этот принцип применительно к прикладному ПО, можно выделить ряд универсальных сервисов, которые целесообразно сделать базовыми компонентами приложений. Такими сервисами являются сервис СУБД, файловый сервис, информационный сервис (Web-сервис), электронная почта, сетевая печать и другие.
Понятие сервисов ПО промежуточного слоя исключительно полезно при проработке архитектуры КС. Фактически программная инфраструктура КС представляется многослойной, где каждый слой есть совокупность сервисов ПО промежуточного слоя. Нижние слои составляют низкоуровневые сервисы, такие как сервис имен, сервис регистрации, сетевой сервис и т. д. Вышележащие слои включают сервисы управления документами, сервисы управления сообщениями, сервисы событий и так далее. Верхний слой представляет собой сервисы, к которым опосредованно (через приложения) обращаются пользователи.
Здесь уместна аналогия с телефонной службой. Если пользователь нуждается в получении определенной услуги от информационной системы, то он должен программно подключиться к соответствующему сервису. Для этого он должен установить на свой компьютер приложение, которое такое подключение обеспечивает, и запросить от системного администратора выполнения административных действий. Например, если пользователь подключается к электронной почте, он должен установить приложение-клиент электронной почты, а системный администратор должен зарегистрировать нового пользователя. Точно так же сотрудник организации, желающий подключиться к телефонной сети, попросту должен подключить телефонный аппарат к розетке (предварительно затребовав от системного администратора выполнения соответствующих действий).
Проект К С исключительно удобно описывать в терминах сервисов. Так, например, политику информационной безопасности целесообразно строить, исходя их потребности в защите существующих и вводимых в действие сервисов. Подробнее об этом можно прочесть в работе [3].
2.1.2. Приложения
К общесистемным приложениям относят средства автоматизации индивидуального труда, используемые разнообразными категориями пользователей и ориентированные на решение типичных офисных задач. Это — текстовые процессоры, электронные таблицы, графические редакторы, календари, записные книжки и т. д. Как правило, общесистемные приложения представляют собой тиражируемые локализованные программные продукты, несложные в освоении и простые в использовании, ориентированные на конечных пользователей.
Специализированные приложения направлены на решение задач, которые невозможно или технически сложно автоматизировать с помощью общесистемных приложений. Как правило, специализированные приложения либо приобретаются у компаний-разработчиков, специализирующихся в своей деятельности на конкретную сферу, либо создаются компаниями-разработчиками по заказу организации, либо разрабатываются силами самой организации. В большинстве случаев специализированные приложения обращаются в процессе работы к общесистемным сервисам, таким, например, как файловый сервис, СУБД, электронная почта и т. д. Собственно, специализированные приложения, рассматриваемые в совокупности в масштабах корпорации, как раз и определяют весь спектр прикладной функциональности.
2.1.3. Свойства и службы
Как уже говорилось выше, срок службы системно-технической инфраструктуры в несколько раз больше, чем у приложений. Корпоративная сеть обеспечивает возможность развертывания новых приложений и их эффективное функционирование при сохранении инвестиций в нее, и в этом смысле она должна обладать свойствами открытости (следование перспективным стандартам), производительности и сбалансированности, масштабируемости, высокой готовности, безопасности, управляемости.
Перечисленные выше свойства, по сути, представляют собой эксплуатационные характеристики создаваемой информационной системы и определяются в совокупности качеством продуктов и решений, положенных в ее основу.
Профессионально выполненная интеграция компонентов информационной системы (системное конструирование) гарантирует, что она будет обладать заранее заданными свойствами. Эти свойства вытекают также из высоких эксплуатационных характеристик (свойств) сервисов ПО промежуточного слоя. Разумеется, хорошие показатели по конкретным свойствам будут достигаться за счет грамотных технических решений системного конструирования.
Так, система будет обладать свойствами безопасности, высокой готовности и управляемости за счет реализации в проекте Корпоративной Сети соответствующих служб.
Масштабируемость в контексте компьютерных платформ (например, для серверной платформы) означает возможность адекватного наращивания мощностей компьютера (производительности, объема хранимой информации и т. д.) и достигается такими качествами линии серверов, как плавное наращивание мощности от модели к модели, единая операционная система для всех моделей, удобная и продуманная политика модификации младших моделей в направлении старших (upgrade) и т. д.
Общесистемные службы — это совокупность средств, не направленных напрямую на решение прикладных задач, но необходимых для обеспечения нормального функ-
ционирования информационной системы корпорации. В качестве обязательных в корпоративную сеть должны быть включены службы информационной безопасности, высокой готовности, централизованного мониторинга и администрирования.
2.2. Технология клиент-сервер
До середины 80-х годов эксплуатировались централизованные компьютерные системы. Все вычислительные ресурсы были сконцентрированы в едином комплексе, там же хранились и обрабатывались огромные массивы данных. Достоинства централизованной архитектуры мэйнфреймов очевидны — это простота администрирования, защиты информации и ряд других.
Среди множества характерных черт архитектуры мэйнфреймов особо отметим использование в качестве основного средства доступа к информации алфавитно-цифровых терминалов. Решение выглядело естественным, логичным и оправданным -если где-либо требовался доступ к информационной системе, то к этому месту техническая служба подводила кабели и устанавливала терминал, который тут же начинал работать, и пользователь получал доступ к мэйнфрейму. Если терминал ломался, техническая служба заменяла его, и пользователь продолжал свою работу. Вообще говоря, терминал подобен бытовой технике — стиральной машине, холодильнику или утюгу -простому устройству, которое все время функционирует, а в случае поломки подвергается ремонту или замене.
С появлением персональных компьютеров стало возможным иметь вычислительные и информационные ресурсы на собственном рабочем месте. Появилась возможность переноса части системы для выполнения на персональном компьютере. Таким образом, система стала распределенной — одна ее часть выполнялась на центральном компьютере, другая — на персональном, который был объединен в сеть с центральным. Появилась исключительно удобная и естественная модель клиент-сервер — модель взаимодействия компьютеров и программ в сети [2].
Известно, что один из принципов технологии клиент-сервер состоит в разделении функций интерактивного приложения на три группы: функции ввода и отображения данных- чисто прикладные функции, характерные для данной предметной области- функции управления данными. Соответственно, в любом приложении выделяются: компонент представления, реализующий функции первой группы- прикладной компонент, поддерживающий функции второй группы- компонент доступа к данным, реализующей функции третьей группы.
На рис. 1 приведены различные модели архитектуры клиент-сервер. Здесь показан переход от подхода «мощный сервер» (слева), в рамках которого почти вся работа осуществляется на сервере, к подходу «мощный клиент» (справа), в соответствии с которым все приложения находятся на клиентской стороне, а по сети к серверу могут посылаться лишь SQL-вызовы.
Упрощенный подход выполнения большей части приложения на рабочей станции и резервирования сервера для обработки SQL («мощный клиент») кажется привлекательным — он эксплуатирует мощь процессора на рабочем столе, и модель архитектурно проста. Однако:
• размещение программы максимально близко к данным (т.е. на сервере) значительно снижает объем пересылаемой информации-
• использование такого инструмента баз данных, как хранимые процедуры, повышает целостность и безопасность данных, в то же время уменьшая загруженность разработчика приложений-
• практически приложения показывают лучшую масштабируемость по производительности при «мощном сервере», чем при «мощном клиенте».
Поэтому в средах, где важны масштабирование и безопасность данных, превалирует более сбалансированная архитектура (нечто близкое к тому, что на рис. 1 было названо «распределенной функцией»).
Распределенная функция
Удаленное представление
Клиент Удаленный
досдуп к данным
Распределенное представление
Распределенное управл. данными
Рис. 1. Модели клиент-сервер
Вычисления клиент-сервер позволяют резко поднять огромный потенциал все увеличивающегося числа локальных сетей. Выполнение программы на нескольких машинах дает возможность повысить производительность и обеспечить масштабируемость. Однако архитектура клиент-сервер не решает всех задач. Неправильно спроектированная или плохо реализованная технология не только снижает производительность, но и иногда становится источником новых проблем управления. Как и у любой другой технологии вычислений, у систем клиент-сервер есть свои достоинства, которые следует использовать, и недостатки, от которых нужно избавляться.
Некоторые преимущества модели клиент-сервер определяются тем фактом, что клиентская и серверная части системы работают, как правило, на разных компьютерах, причем каждый из них можно установить таким образом, чтобы он наилучшим образом отвечал требованиям функционирующего на нем компонента. Например, для сервера базы данных целесообразно применять компьютер с мощным процессором (или несколькими процессорами), большим объемом ОЗУ и дисковой памяти. Такой сервер способен хранить значительные объемы данных и адекватно обрабатывать множество одновременных запросов клиентов. Для выполнения же клиентского приложения скорее подойдет менее дорогой персональный компьютер с минимально необходимой памятью. В этом случае в руках пользователя при минимальных затратах окажется доста-
точно удобный инструмент. Такая система обладает хорошей адаптируемостью и гибкостью при неизбежных изменениях в программном и аппаратном обеспечении. В частности, в приложениях клиент-сервер при необходимости можно заменить старый сервер на новый, более мощный, не нарушая функциональности клиентских компонентов и не снижая продуктивности работы пользователей. Кроме того, такую систему легко масштабировать, приспосабливая ее к изменениям в рабочей группе (при увеличении числа сотрудников добавлять новые рабочие станции). Каждый функциональный компонент системы можно настроить на наилучшее выполнение тех или иных операций.
Таким образом, с точки зрения пользователя, приложения функционируют быстрее, поскольку многие процессы обрабатываются параллельно и благодаря этому выполняется больший объем работы. Приложения клиент-сервер, приближаясь к ресурсам, с которыми они работают, становятся более эффективными, а сетевые ресурсы -менее загруженными, так как многие операции осуществляются локально и избыточные данные не передаются по локальной сети.
Что касается организаций, эксплуатирующих информационные системы, то, поскольку с дорогими высокопроизводительными компьютерами могут совместно работать несколько клиентов, они загружаются более оптимально, а к имеющимся ресурсам получает доступ большее число пользователей. Кроме того, организации могут сохранить свои вложения в существующие клиентские технологии, наращивая масштабы систем за счет дополнительных или более мощных серверов.
3. Выбор архитектуры корпоративной информационной системы
Для выбора наилучшей архитектуры корпоративной информационной системы по критерию производительность-стоимость необходимо:
• иметь набор показателей моделей клиент-сервер, устанавливающих границы применения этих моделей к специфике информационно-вычислительных задач (количество пользователей, объемы обрабатываемой информации, сложность вычислений и др.) —
• определить специфику задач корпорации и ее цели, по которым можно выявить ряд вышеперечисленных показатели, но уже для этих задач-
• по разработанной методике (будет рассмотрена в другой работе) сопоставить полученные показатели и выбрать по критерию производительность-стоимость наиболее целесообразную модель клиент-сервер, а также программно-аппаратное обеспечение для решения задач корпорации.
Аналогичным способом следует поступать при необходимости модернизации существующей информационной системы.
4. Заключение
Выше рассматривались подходы к проектированию корпоративных информационных систем и обосновывалась целесообразность использование комбинированного подхода, который можно характеризовать как «встречное движение»: компьютерная инфраструктура и системная функциональность строятся и модифицируются так, чтобы в максимальной степени обеспечить изменчивость на уровне прикладной функциональности.
При этом возникает задача оценки подходящих по функциональности архитектур создаваемой компьютерной инфраструктуры для выбора наилучшей по критерию производительность-стоимость. (Здесь в понятие «стоимость» входят все затраты как на
программно-аппаратную составляющую, так и на эксплуатацию компьютерной инфраструктуры.)
Изложенные понятия и принципы вполне конкретны. Будучи принятыми в качестве основополагающих при построении информационной системы, они выливаются в конкретные организационные шаги и технические действия, которые в совокупности можно охарактеризовать как рациональные технологии. Будучи последовательно проведенными в жизнь, они с высокой гарантией приведут к желаемому результату.
Литература
1. Дейт К. Введение в системы баз данных. 8-изд. К.: Диалектика, 2005. 1328 с.
2. Сэнджив Рохилла, Сэнтил Натан, Сербии Мэлхотра. Мicrosoft ADO. NET: разработка профессиональных проектов. СПб: BHV-Петербург, 2003. 724 с.
3. Крам Дж. Использование Oracle 11i. / Специальное издание. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1072 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой