Файл: Моделирование предметной области «Управление документооборотом» с помощью UML (Теоретические основы платформ для разработки информационных систем).pdf

В общем виде схему взаимодействия программного обеспечения в операционной платформе Linux можно представить в виде рисунка 1.

Рисунок 1 - Схему взаимодействия программного обеспечения в операционной платформе Linux

Некоторые программы, позволяют обеспечить работу с ядром с использованием функций более высокого уровня, к которым относятся пользовательские компоненты GNU представляющие собой одну из важный составляющих большинства платформ Linux и включающие библиотеки языка Си и другие инструменты Unix.

Для того чтобы начать работу на платформе Linux пользователями применяется интерфейс командной строки CLI, графический интерфейс GUI. Настольный системы в общем случае используют графический пользовательский интерфейс, где через отдельную консоль доступа командная строка, которая применятся для ускорения решения повторяющихся задач.

На Linux платформах также реализован пользовательский интерфейс, основанный на средах рабочего стола. В качестве примера можно привести KDE Plasma Desktop, GNOME или X Window (возможность графическому приложению, работающему на одном компьютере быть отображенным на другом для совместной работы).

Характеристика основных дистрибутивов операционной платформы Linux приведена в таблице 2 [1, c. 29].

Таблица 2 - Характеристика основных дистрибутивов операционной платформы Linux

Перечисленные дистрибутивы обладают отличительными характеристиками и имеют свои собственные концепции. В отличие от платформы Windows или Mac OS X данная платформа не оснащена географическим центром разработки, то есть не существует собственника у данной платформы, поскольку она является результатом многочисленных проектов.

Среди популярных платформ следует также отметить платформу OS X производством которой занимается корпорация Apple.

В настоящее время операционная платформа OS X находится на втором месте после операционной системы Windows. В основе данной платформы находится ядро XNU, которое использует микроядро Mach, а также коды из FreeBSD и OCNXTSTEP.

В основе платформы OS X находится POSIX совместимая операционная система Darwin представляющая собой свободное программное обеспечение.

Как и в любой UNIX-системе в ней реализованы функции обеспечения высокой защиты памяти, за счет которых можно запускать независимые друг от друга процессы, каждый из которых может останавливать или изменять остальные.

Основой платформы OS X является среда программирования Core Foundation, графическая среда Aqua и применение технологий Core Image.

Среди достоинств данной платформы следует выделить:

- высокое качество отображения графических данных за счет реализации полноцветных моделей;

- наличие интерактивных окон, позволяющих отразить прозрачность элементов и обеспечить высокий уровень визуализации;

- встроенные библиотеки для компьютерной графики, мультимедиа и печати;

- поддержка технологий аппаратного ускорения и быстрого поиска данных;

- высокий уровень защиты данных за счет наличия собственных алгоритмов шифрования и кодирования информации.

Развитие данной платформы выполняется постоянно и по состоянию на 2017 год была разработана платформа iOS, которая в настоящее время находится на тестировании.

2. Средства для разработки информационных систем

2.1 Характеристика наиболее популярных языков программирования

В настоящее время языки программирования классифицируют по следующим признакам:

- объектно-ориентированные, к которым относятся Delphi, Microsoft Visual Studio, С#, C++ Builder;

- веб-ориентированные среди которых можно выделить Perl, PHP, ASP.NET.

Отличительной особенностью объектно-ориентированных языков программирования является наличие RAD-системы, позволяющей выполнять быструю разработку программных продуктов, что повышает эффективность разработки, способствует оптимизации времени, отведенного на разработку проекта и является наиболее простым способом реализации краткосрочных проектов для разработчика.

К примеру, в программной среде Microsoft Visual Studio используются готовые компоненты (MFC) и имеется возможность добавления своих собственных библиотек, что создает возможности для программиста вносить в разрабатываемые приложения динамичность, интерактивность и независимость от существующих шаблонов разработанных приложений [7, c. 72].

Среди объектно-ориентированных языков высокого уровня следует выделить язык программирования Delphi, который представляет собой универсальное средство для разработки приложений различной сложности и оснащен RAD-оболочкой. Если сравнить данный язык программирования с C++ Builder, то можно сказать, что по производительности Pascal-код языка программирования Delphi на 4-5% меньше, чем кода C++.

К достоинствам языка программирования Delphi следует отнести простоту использования Object Pascal, исключение необходимости внедрения дополнительных библиотек, например, если сравнить с C++/MFC.

С помощью компонента VCL программная среда Delphi для разработчика предоставляет удобный в использовании, и оснащении дополнительными библиотеками данных интерфейс к Windows API [8, c. 96].

Для исключения данных недостатков в программировании применяется метод динамического распределения памяти за счет, которого отдельные элементы выделяются в процессе выполнения программы, а не ее компиляции.

За счет динамических структур, находящихся в основе среды программирования Delphi, изменяется не только количество элементов, но и связи между данными элементами, но содержимое данных элементов остается неизменным. Эта особенность создает неудобство получения машинного кода, поскольку компилятор не может выделить участки памяти фиксированного размера, сопоставить отдельные компоненты структуры в указанные адреса.

Среди веб-ориентированных следует отметить Perl (Practical Extraction and Reporting Language), который позволяет оптимизировать для сканирования произвольные текстовые файлы и решать задачи системного управления.

Можно сказать, что во много синтаксис языка программирования Perl во много совпадает с объектно-ориентированным языком программирования С, что позволяет за счет него реализовать сложные механизмы трассировки данных [9 c. 67].

Данный язык программирования является легко переносимым на различные платформы, поскольку имеет специализированные расширения доступа к данным.

Среди достоинств данного языка следует выделить высокий уровень поддержки веб-ресурсов и обеспечение их защиты данных. Программный код на языке Perl представлен в виде текстового файла, который затем преобразуется в байт-код, что позволяет разработчику своевременно найти ошибки и выполнить трассировку потоков данных.

Для разработки различного уровня сложности приложений свою популярность получил скриптовый язык программирования РНР, имеющий в своей основе синтаксис аналогичный С++.

В состав данного языка программирования входит значительное количество подключаемых модулей, которые значительно расширяют возможности разработчика на практике. Главной задачей применения РНР разработка динамических веб-страниц, позволяющих автоматизировать многие задачи для пользователя в интерактивном режиме.

Основные достоинства языка программирования РНР приведены на рисунке 2 [10, c. 59].

Рисунок 2 - Основные достоинства языка программирования РНР

Следует также отметить, что PHP работает как часть веб-сервера, что позволяет оптимизировать ресурсы используемого веб-сервера.

Полноценным, многоуровневым фрейворком для разработки веб-приложений является веб-ориентированный язык программирования Ruby on Rails, который работает с базами данных основанных на архитектуре «модель-представление-контроллер. С помощью Ruby on Rails разработчики получают возможность использования динамичных AJAX-интерфейсов: обработки запросов и выдачи данных в контроллерах. Для работы необходима только — это база данных и веб-сервер.

Язык программирования ASP.NET является частью технологии .NET, которая используется для разработки сложных клиент-серверных приложений. С помощью данного языка программирования также можно разрабатывать динамические страницы за счет наличия библиотек элементов для разработки интерактивных веб-сайтов.

Следует отметить, что ASP.NET является унифицированной средой для разработки веб-приложений, которая позволяет обеспечить специалистов по разработке приложений инструментами, протоколами, позволяющими создать новую инфраструктуру.

Поскольку ASP.NET – это одна из составляющих операционной системы, то применение компилированного кода создает автоматическое увеличение производительности [11, c. 67].

ASP.NET имеет много программных усовершенствований, например, кэширование, компиляцию кода, а также большую степень простоты и безопасности и обеспечение надежности, которая может сохраняться даже во время аварий на серверах

ASP.NET обеспечивает встроенную поддержку сеансов, которая является переносимой с одной Web-формы на другую. ASP.NET запоминает информацию по состоянию пользователя или запрашивает входные переменные.

Благодаря этим и другим усовершенствованиям ASP.NET намного увеличивает возможности разработчиков – за счет чего она популярна и очень быстро развивается.

2.2 Сравнительный анализ систем управления базами данных

В настоящее время известно более двух десятков систем управления базами данных среди которых следует выделить DB2, Oracle, MYSQL, POSTGRESQL, Informix.

Для сравнения эффективности существующих баз данных, рассмотрим их на таком множестве критериев оценки [12, c. 92]:

- масштабируемость;

- производительность;

- доступность данных;

- функциональные возможности сервера;

- открытость;

- средства разработки.

Масштабируемость дает возможность использования базы данных на различном программном обеспечении и чем выше данный показатель, тем больше возможностей у базы данных. Сравнительный анализ по показателю масштабируемость выбранных для исследования баз, данных приведен в приложении 1.

Как видно из приложения 1, все приведенные базы данных имеют достаточную масштабируемость, которая выражается в возможности параллельно выполнять доступ к базе данных, поддерживают многопроцессорную обработку данных и параллельные обработки запросов, однако каждая на своем уровне.

Следующий показатель, по которому проведен сравнительный анализ – это производительность. В приложении 2 приведены основные параметры производительности баз данных DB2, Oracle, MYSQL, POSTGRESQL, Informix.

Сравнительный анализ, приведенный в приложении 2 показал, что наибольшей производительностью обладают базы данных MYSQL, POSTGRESQL, которые предлагают существенное увеличение производительности СУБД, через внедрение следующих дополнительных аспектов, которые позволяют пользователям легко расширять систему.

В приложении 3 приведен сравнительный анализ баз данных по показателю доступность данных.

Как видно из приложения 3, наибольшими преимуществами по показателю доступность данных обладают базы данных MYSQL, POSTGRESQL, которые также поддерживают и ряд "объектных" операций, например, подражание.

Возможности баз данных Informix, кроме рассмотренных выше, предусматривают следующие средства: процедуры, которые сохранены, триггеры, курсоры, каскадное удаление данных, поддержку целостности, уровни изоляции чтения (грязное чтение, подтвержденное чтение, стабильное чтение, чтение, что повторяется) [13, c.61].

В DB2 поддерживаются ключевые объектно-реляционные функции (все они реализованы в соответствии со стандартами SQL3 и поэтому представляют собой открытый подход).