Файл: Учебник Рекомендовано Федеральным государственным учреждением.pdf

базу данных легко занести ошибки, которые могут отразиться на всех пользователях.
Кроме того, в файл-серверной архитектуре изменения, сделан­
ные в базе данных одним пользователем, не видны другим поль­
зователям. Пока один пользователь редактирует какую-либо за­
пись, она заблокирована для других клиентов. Возникает необхо­
димость синхронизации работы отдельных пользователей, свя­
занная с блокировкой записей.
И еще один недостаток — управление базой данных осущест­
вляется с разных компьютеров, поэтому в значительной степени затруднена организация контроля доступа, соблюдения конфи­
денциальности, что также усложняет поддержку целостности базы данных.
Тем не менее файл-серверная архитектура привлекает своей простотой и доступностью. Поэтому файл-серверные информа­
ционные системы до сих пор представляют интерес для малых рабочих групп и более того нередко используются в качестве ин­
формационных систем в масштабах предприятия.
1.3.2. Архитектура клиент-сервер
Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компо­
нентов приложения и размещения их там, где они будут функ­
ционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является наличие выделенных серверов баз данных, принимающих запросы на языке структурированных запросов
(Structured Query Language, SQL) и выполняющих поиск, сорти­
ровку и агрегирование информации. Отличительная черта серве­
ров баз данных — наличие хранилища метаданных, в котором записаны структура базы данных, ограничения целостности дан­
ных, форматы и серверные процедуры обработки данных по вы­
зову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях, помимо диалога и логики обработки, являются прежде всего реляционная модель данных и связанный с ней на­
бор SQL-операторов для типовых запросов к базе данных.
База данных на платформе клиент-сервер используется для систем с большим количеством пользователей. В этом случае до­
ступ к базе данных для группы клиентов выполняется специаль­
ным компьютером — сервером. Клиент дает задание серверу выполнить те или иные операции поиска или обновления базы данных. И мощный сервер, ориентированный на операции с за­
просами, выполняет их и сообщает клиенту результаты своей работы. Подобная организация работы повышает эффективность
31

выполнения приложений за счет использования мощности сер­
вера, разгружает сеть, обеспечивает хороший контроль целост­
ности данных.
В базах данных клиент-сервер возникает дополнительная про­
блема — спроектировать приложение так, чтобы оно максималь­
но использовало возможности сервера и минимально нагружало сеть, передавая через нее только минимум информации. Для со­
кращения нагрузки на сеть, упрощения администрирования при­
ложений и ускорения работы клиентских приложений с удаленной
БД вся логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере баз данных. Хранимые про­
цедуры представляют собой подпрограммы, принимающие и воз­
вращающие параметры и способные выполнять запросы к БД, условные ветвления и циклическую обработку. Хранимые про­
цедуры пишутся на специальном алгоритмическом языке. В них программируются часто повторяемые последовательности запро­
сов к БД. Текст процедур хранится на сервере в откомпилирован­
ном виде. Преимущества в использовании хранимых процедур очевидны:
— отпадает необходимость синтаксической проверки каждого запроса и его компиляции пред выполнением, что повышает ско­
рость выполнения запросов;
— отпадает необходимость реализации в клиентской програм­
ме запросов, определенных в теле хранимых процедур;
— увеличивается скорость обработки транзакций, так как вме­
сто подчас длинного SQL-запроса по сети передается относитель­
но короткое обращение к хранимой процедуре.
Хранимые процедуры улучшают целостность приложений и БД, гарантируют актуальность коллективных операций и вычислений.
Улучшается сопровождение таких процедур, а также безопасность
(нет прямого доступа к данным).
Однако следует помнить, что перегрузка хранимых процедур прикладной логикой может перегрузить сервер, что приведет к потере производительности. Эта проблема особенно актуальна при разработки крупных информационных систем, в котором к серверу может одновременно обращаться несколько клиентов.
Поэтому в большинстве случаев следует принимать компромисс­
ные решения: часть логики приложения размещать на стороне сервера, часть — на стороне клиента. Такие клиент-серверные системы называют системами с разделенной логикой.
Описанная архитектура является двухуровневой и называется
«толстым клиентом» (рис. 1.7).
Создание архитектуры клиент-сервер возможно и на основе многотерминальной системы. В этом случае в многозадачной среде сервера приложений выполняются программы пользовате-
32

Рис. 1.7. Двухуровневая архитектура клиент-сервер
лей, а клиентские узлы вырождены и представлены терминала­
ми.
В настоящее время архитектура клиент-сервер получила при­
знание и широкое распространение как способ организации при­
ложений для рабочих групп и информационных систем корпора­
тивного уровня. Подобная организация повышает эффективность работы приложений за счет использования возможностей сервера базы данных, снижения нагрузки на сеть и обеспечения контроля целостности данных. Повышение безопасности информации связанно с тем, что обработка запросов всех клиентов выполня­
ется единой программой, расположенной на сервере. Сервер устанавливает общие для всех пользователей правила использо­
вания БД, управляет режимами доступа клиентов к данным, за­
прещая, в частности, одновременное изменение одной записи разными пользователями.
Также уменьшается сложность клиентских приложений за счет отсутствия у них кода, связанного с контролем БД и разграниче­
нием доступа к ней.
Двухуровневые схемы архитектуры клиент-сервер могут при­
вести к некоторым проблемам в сложных информационных при­
ложениях с множеством пользователей и запутанной логикой.
Решением этих проблем может стать применение многоуровневой архитектуры.
1.3.3. Многоуровневая архитектура
Многоуровневая архитектура является развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех уров­
ней (рис. 1.8).
33

Рис. 1.8. Трехуровневая архитектура клиент-сервер
На нижнем уровне на компьютерах пользователей расположе­
ны приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики представлений, обеспечивающие программный интер­
фейс для вызова приложения на среднем уровне.
На среднем уровне расположен сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика и с которого логика обработки данных выполняет операции с базой данных, т.е. этот уровень обеспечивает обмен данными между пользователями и распреде­
ленными базами данных. Сервер приложений размещается в узле сети доступно всем клиентам.
На третьем, верхнем, уровне расположен удаленный специали­
зированный сервер баз данных, принимающий информацию от сервера приложений. Сервер баз данных выделен для услуг об­
работки данных и файловых операций.
Достоинства трехуровневой архитектуры:
— разгрузка сервера баз данных от выполнения части операций, перенесенных на сервер приложений;
— уменьшение размера клиентских приложений за счет раз­
грузки их от лишнего кода;
— единое поведение всех клиентов;
— упрощение настройки клиентов — при изменении общего кода сервера приложений автоматически изменяется поведение клиентских приложений.
Трехуровневая архитектура устраняет недостатки двухуровне­
вой модели клиент-сервер. Она позволяет еще больше сбаланси­
ровать нагрузку на сеть. С ростом систем клиент-сервер необхо­
димость трех уровней становится все более очевидной.

1.3.4. Интернет(интранет)-технологии
Интернет (Internet, Interconnected Networks) — всемирная си­
стема объединенных компьютерных сетей, построенная на ис­
пользовании протокола IP (Internet Protocol) и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует единую (всемирную) инфор­
мационную среду.
Интранет, в отличие от сети Интернет, — внутренняя частная сеть организации. Как правило, Интранет — это Интернет в ми­
ниатюре, который построен на использовании протокола IP для обмена и совместного использования некоторой части информа­
ции внутри этой организации. В информационную базу могут быть включены сведения о сотрудниках, списки телефонов пар­
тнеров и заказчиков, различная корпоративная информация. Чаще всего под этим термином имеют в виду только видимую часть
Интранет — внутренний Web-сайт организации, основанный на базовых протоколах HTTP и HTTPS и организованный по прин­
ципу клиент-сервер, интранет-сайт доступен с любого компью­
тера через браузер (Mozilla Firefox, Microsoft Internet Explorer,
Opera и др.). Таким образом, Интранет — это что-то вроде част­
ного Интернета, ограниченного виртуальным пространством от­
дельно взятой организации.
Преимущества использования Интранет очевидны:
— высокая производительность при совместной работе над какими-то общими проектами;
— легкий доступ персонала к данным;
— гибкий уровень взаимодействия: можно менять бизнес-схемы взаимодействия как по вертикали, так и по горизонтали;
— мгновенная публикация актуальной информации (служебные инструкции, стандарты, службы рассылки новостей и т.д.);
— не требуется инсталляция программы-клиента на компью­
терах пользователей (в качестве нее используется браузер), соот­
ветственно, при изменениях функциональности корпоративной информационной системы обновление клиентского приложения также не требуется;
— быстрый обмен информацией за счет использования удоб­
ного Web-интерфейса.
Интранет, к сожалению, обладает и рядом недостатков. В част­
ности, сеть может быть взломана и использована хакерами, также в свободном интерактивном пространстве могут распро­
страняться нелегитимные материалы. Следует учитывать, что легкий доступ к корпоративным данным может спровоцировать их утечку к конкурентам через недобросовестных работников.
Кроме того, работоспособность и гибкость Интранета требуют
35

Рис. 1.9. Соединение интернет(интранет)-технологий с архитектурой
клиент-сервер
значительных накладных расходов на разработку и администри­
рование.
Для создания удобных и простых в использовании и сопрово­
ждении информационных систем, эффективно работающих с базами данных, объединяют интернет(интранет)-технологии с многоуровневой архитектурой. При этом структура информаци­
онного приложения приобретает следующий вид (рис. 1.9).
Благодаря интеграции интернет(интранет)-технологий с архи­
тектурой клиент-сервер, процесс внедрения и управления корпо­
ративной информационной системой существенно упрощается при сохранении достаточно высокой эффективности и простоты совместного использования информации. Любая интеграция предопределяет вполне конкретные ограничения для доступа в информационное пространство. Если в глобальных сетях таких ограничений практически нет, то в корпоративных сетях они явно присутствуют и согласуются исключительно с интересами корпо­
ративных пользователей или участников партнерских объедине­
ний.
1.4. П р оц ессы в инф ормационной си ст е м е .
Эксплуатация инф ормационны х с и ст е м
1.4.1. Этапы и виды технологических процессов
обработки информации
Технологический процесс обработки информации представля­
ет собой комплекс взаимосвязанных операций по преобразованию информации в соответствии с поставленной целью с момента ее возникновения (входа в систему) до момента потребления поль­
зователем. Технологические процессы весьма разнообразны и могут быть подразделены на этапы и операции.
Этапы технологического процесса — это его относительно са­
мостоятельные части, характеризующиеся логической закончен­
ностью, пространственной или временной обособленностью.
Этапы делятся на технологические операции, различаются их со­
ставом и последовательностью выполнения. Технологический
36

процесс включает, как правило, первичный и основной этапы. На первичном этапе обеспечивается сбор первичной информации, ее подготовка и регистрация и передача на обработку. На основном этапе происходит непосредственная обработка информации и получение необходимых результатов.
На всех этапах выполняется необходимый объем операций для достижения достоверности и полноты преобразования информа­
ции. При этом объектами особого внимания являются время пре­
образования и качество результатной информации. По содержа­
нию и последовательности преобразования информации разли­
чают следующие технологические операции: сбор и регистрация информации, передача, прием, запись на носители, арифметиче­
ская и логическая обработка, получение результатной информации и выходных отчетов, передача их пользователю, принятие решений и выработка управляющих воздействий.
По степени механизации и автоматизации операции бывают ручные (выписка первичного документа), механизированные — с использованием технических средств, но преимущественно вы­
полняемые человеком, автоматизированные — в большей степени выполняются техническими средствами, но предполагается и участие человека, автоматические — без участия человека. По роли в технологическом процессе различают рабочие и контрольные операции. Рабочие обеспечивают получение конечного результа­
та, а контрольные — надежность выполнения рабочих опера­
ций.
Способы сбора, анализа и обработки информации существен­
но различаются для структурированных и неструктурированных данных. Наиболее развитыми в настоящее время (с точки зрения задач обработки и анализа информации) являются программные средства обработки структурированных данных, так как структу­
ризацию можно считать первичной и наиболее трудно формали­
зуемой обработкой.
И н ф о р м а ц и о н н ы й п о т о к — это информация (группа данных), рассматриваемая в процессе ее движения в пространстве и времени в определенном направлении. У этих данных есть об­
щий источник и общий приемник. Поток, состоящий из смысло­
вых структурных элементов, называют с о о б щ е н и е м . Действие информации направлено на уменьшение или снятие неопределен­
ности в какой-либо ситуации. Например, в информационных системах управления одной из задач является передача руководству информации, необходимой для определения состояния произ­
водства и принятия решения.
При оперировании информацией в процессах ее создания (по­
рождения), сбора, выдачи и потребления огромное значение имеет понятие документирования информации или просто до­
37

кумента. В большинстве случаев информация предстает и фигу­
рирует в виде документа, исключая ту часть информационных потоков, в которых используются только данные (например, в автоматизированных информационных система управления тех­
нологическими процессами информация рождается в виде по­
казаний датчиков, обрабатывается, выдается и потребляется в виде управляющих сигналов на технологическое оборудование). Под д о к у м е н т и р о в а н и е м информации в широком смысле сло­
ва понимают выделение единичной смысловой части информации
(данных) по некоторой предметной области, обособление этой части с приданием ей самостоятельной роли (имя, статус, рекви­
зиты и т. п.). Процесс документирования превращает информацию в информационные ресурсы — отдельные документы или масси­
вы документов в информационных системах.
Д о к у м е н т о о б о р о т — последовательность прохождения документов с момента их составления или получения до момента их обработки и использования. Документооборот включает в себя комплекс работ с документами: прием, регистрация, рассылка, контроль исполнения, формирование дел, хранение и повторное использование документации. Для эффективного управления организацией и принятия оптимальных решений требуется иметь в распоряжении обширную и достоверную информацию. Достичь этого можно в настоящее время только с помощью средств и ме­
тодов автоматизации информационных потоков. Для этого не­
обходимо опираться на основные принципы документооборота:
— рациональное и своевременное составление документов;
— однократная регистрация документа, позволяющая одно­
значно идентифицировать документ, исключение возможности дублирования документов;
— последовательный охват документами всех видов хозяйствен­
ной деятельности организации;
— взаимосвязь и рациональная обработка документов;
— сокращение путей прохождения документов.
При сборе информации в информационной системе исходны­
ми документами являются те, которые служат источниками ин­
формации. Производные документы формируются на основании первичных документов, непосредственно отражающих входную информацию. Конечные документы (выходные документы) явля­
ются результатом обработки информации и непосредственно влияют на объект управления.
Итак, технологическим процессом обработки информации можно назвать упорядоченную последовательность взаимосвязан­
ных действий, выполняемых в строго определенной очередности с момента возникновения информации до получения заданных результатов. Технологический процесс обработки информации
38