ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 33
Скачиваний: 0
4. Техническое обеспечение информационных систем
Техническое обеспечение включает следующие элементы:
- вычислительные машины или компьютеры,
- периферийные технические средства, обеспечивающие ввод и вывод информации,
- сетевые коммуникации (сети и телекоммуникационное оборудование),
- средства оргтехники и связи.
Технические средства, программное обеспечение и организация БД определяют информационно-технологическую архитектуру (ИТА) информационной системы. Различают следующие типы ИТА:
- централизованная – хранение и обработка данных на центральном компьютере. Недостатки: ограничение на рост объемов хранимых данных, риск неработопособности;
- система телеобработки данных – дешевый способ организации одновременной работы большого числа пользователей при использовании мощного центрального компьютера, независимость от места обработки и хранения данных.
- многомашинный комплекс – интеграция вычислительных ресурсов (внешней памяти, процессоров) нескольких компьютеров, расположенных в непосредственной близости друг от друга в один «объединенный» компьютер; эффективное выполнение сложных вычислений, повышение надежности ИС, рост объемов хранимых данных.
- телекоммуникационная ИТА – наиболее распространенный вариант на базе компьютерных сетей, основным параметром которых является топология (общая шина, петля, звезда, иерархическая и др.).
Компьютерные сети делятся:
- по масштабу бывают: локальные (до нескольких километров), региональные (до нескольких сотен км), глобальные (без ограничения масштаба),
- по признаку владения: корпоративные, общедоступные,
- по однородности сетевых сервисов для узлов сети:
а) одноранговые сети (все рабочие станции равны по набору сетевых сервисов и функций обработки данных),
б) серверные сети (распределенные информационные базы). Различают два типа узлов – серверы и рабочие станции. Есть файловый сервер, сервер печати, сервер базы данных (обеспечивает хранение и обработку данных). Эти сети имеют различную архитектуру построения:
- файл-сервер,
- клиент-сервер,
- сервис-ориентированная.
В первом случае единицей обмена является файл, в остальных – сообщение.
5. Распределенные информационные системы
Обычно распределенной считают такую систему, в которой функционирует более одного сервера базы данных. Это примеряется для уменьшения нагрузки на сервер или обеспечения работы территориально удаленных подразделений. Различная сложность создания, модификации, сопровождения, интеграции с другими системами позволяют разделить информационные системы на классы малых, средних и крупных распределенных систем.
В распределенных информационных системах предполагается возможность работы с системой с нескольких рабочих мест. Некоторые из пользователей изменяют содержимое базы чанных (вводят, обновляют, удаляют данные), другие выполняют операции, связанные с выборкой из баз данных, третьи делают и то, и другое. Такая коллективная работа должна производиться согласованно и желательно, чтобы согласованность действий обеспечивалась автоматически.
Под согласованностью действий мы понимаем то, что оператор, формирующий отчеты, не сможет воспользоваться данными, которые начал, но еще не закончил формировать другое оператор. Оператор, формирующий данные, не сможет выполнить операцию над данными, которыми пользуется другой оператор, начавший, но не закончивший формировать отчет. Их действия называют транзакциями.
Транзакцией называется последовательность операций изменения базы данных и/или выборки из базы данных, воспринимаемая СУБД как атомарное действие. Это означает, что при успешном завершении транзакции СУБД гарантирует наличие в базе данных результатов всех операций изменения, произведенных при выполнении транзакции. Условием успешного завершения транзакции является то, что база данных находится в целостном состоянии. Если это условие не выполняется, то СУБД производит полный откат транзакции, ликвидируя в базе данных результаты всех операций изменения. Тем самым, легко видеть, что база данных будет находиться в таком состоянии при начале любой транзакции и останется в целостном состоянии после успешного завершения любой транзакции.
При нарушении целостности базы данных при окончании транзакции, аварийном выключение питания, в результате чего теряется содержимое основной памяти, в буферах которой, возможно, находились измененные, но не записанные во внешнюю память блоки базы данных или авария внешнего носителя развитые СУБД обеспечивает решение этих проблем за счет поддержки дополнительного файла внешней памяти – журнала базы данных. В журнал помещаются записи, соответствующие каждой операции изменения базы данных, а также записи о начале и конце каждой транзакции.
Под распределенной информационной базой понимается неограниченное количество баз данных, дистанционно отдаленных друг от друга и имеющих ряд общих характеристик:
функционирующих по единым правилам, определенным централизованно для всех баз данных, входящих в распределенную информационную базу;
обмен данными осуществляется по правилам, также определенным централизованно.
Организация распределенной базы необходима для компаний, осуществляющих различные виды деятельности, если в их повседневной работе возникает потребность решения следующих задач:
необходимость оперативного получения информации из баз данных дистанционно отдаленных подразделений (или филиалов);
необходимость консолидации в единой базе данных информации из баз данных юридических лиц, входящих в структуру компании, для последующего анализа данных и получения отчетности из одной базы, как по компании в целом, так и по каждому юридическому лицу в отдельности;
необходимость введения централизованного изменения структуры и правил работы баз данных для работы всех дистанционно отдаленных подразделений (филиалов) и юридических лиц (с невозможностью изменения определенных правил непосредственно в отдаленном подразделении);
необходимость ограничения и осуществления контроля изменения данных в дистанционно отдаленных подразделениях компании (филиалах).
Архитектура информационной системы типа «файл-сервер»
Файл-серверная информационная система использует в качестве внешней поддержки один или несколько файловых серверов. Сервера обеспечивают управление внешней памятью, но не обладают «интеллектом», поддерживая в основном только управление файлами. Практически во всех файл-серверных средствах и методологиях имеется тенденция к переходу к технологии «клиент-сервер». Файл-серверные архитектуры являются недорогими вариантами клиент-серверных архитектур, достаточными для небольшого по объему класса информационных систем.
Организация информационной системы на основе использования выделенных файл-серверов все еще является наиболее распространенной в связи с наличием большого количества персональных компьютеров разного уровня развитости и сравнительной дешевизны связывания компьютеров в локальные сети. Такая организация информационных систем привлекательна тем, что при опоре на файл-серверные архитектуры сохраняется автономность прикладного (и большей части системного) программного обеспечения. Фактически компоненты информационной системы, выполняемые на разных компьютерах, взаимодействуют только за счет наличия общего хранилища файлов, которое хранится на файл-сервере. В классическом случае в каждой рабочей станции дублируются не только прикладные программы, но и средства управления базой данных. Файл-сервер представляет собой разделяемое всеми рабочими станциями системы расширение дисковой памяти.
Основными достоинствами файл-серверных архитектур являются:
* простота организации системы;
* наличие удобных и развитых средств разработки графического пользовательского интерфейса и систем управления БД.
Простое, работающее с небольшими объемами информации и рассчитанное на применение в однопользовательском режиме, файл-серверное приложение можно спроектировать, разработать и отладить очень быстро. Для небольшой компании для ведения, например, кадрового учета достаточно иметь изолированную систему, работающую на отдельно стоящей PC. Конечно, и в этом случае требуется большая аккуратность конечных пользователей для надежного хранения и поддержания целостного состояния данных. Однако в уже ненамного более сложных случаях (например, при организации ИС поддержки проекта, выполняемого группой) файл-серверные архитектуры становятся недостаточными.
К недостаткам файл-серверной архитектуры информационной системы следует отнести следующее:
- необходимость наличия большого числа мощных клиентских компьютеров, так как почти вся работа выполняется на стороне клиента, а от сервера требуется только достаточная емкость дисковой памяти;
- отсутствие поддержки целостного состояния базы данных и гарантированной надежности хранения информации (отсутствие транзакционного управления, хранения избыточных данных, возможности формулировать ограничения целостности и проверять их соблюдение);
- работа клиента с удаленными файлами вызывает существенную перегрузку трафика (поскольку файл-серверная СУБД работает на стороне клиента, то для выборки данных в общем случае необходимо иметь на стороне клиента весь соответствующий файл целиком).
При использовании файл-серверной архитектуры копия программного обеспечения СУБД поддерживает для каждого инициированного пользователя сеанс работы с СУБД. Для каждого пользовательского процесса создается служебный процесс СУБД, который выполняется на том же процессоре, что и пользовательский процесс (т. е. на стороне клиента). Каждый из этих служебных процессов ведет себя фактически ТЭ.К, КЭ.К если бы был единственным представителем СУБД. Вся синхронизация возможной параллельной работы с базой данных производится на уровне файлов внешней памяти.
Истинный сервер базы данных существует независимо от клиентских процессов и выполняется на выделенной аппаратуре. Эти серверы существенно сложнее по организации и обеспечивают более эффективное управление базой данных. В большинстве персональных СУБД эти условия не выполняются. В лучшем случае удается частично восполнить недостатки на уровне прикладных программ.
Интерфейс развитых серверов баз данных основан на использовании высокоуровневого языка SQL, что позволяет использовать сетевой трафик между клиентом и сервером БД только в полезных целях (от клиента к серверу в основном пересылаются операторы языка SQL, от сервера к клиенту — результаты выполнения операторов).
Архитектура информационной системы типа «клиент-сервер»
Корпоративные информационные системы, построенные по архитектуре «Клиент-сервер», предоставляют клиентам широкий спектр приложений и инструментов разработки, которые ориентированы на максимальное использование вычислительных возможностей клиентских рабочих мест. Ресурсы сервера используются в основном для хранения и обмена документами, а также для выхода во внешнюю среду. Данная архитектура позволяет лучше защитить серверную часть приложений, при этом предоставляя возможность приложениям либо непосредственно адресоваться к другим серверным приложениям, либо маршрутизировать запросы к ним. Однако частые обращения клиента к серверу снижают производительность работы сети. Приходится решать вопросы безопасной работы в сети, так как приложения и данные распределены между различными клиентами. Распределенный характер построения системы обусловливает сложность ее настройки и сопровождения.