Файл: ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В РФ.pdf

Введение

Актуальность темы использования распределенных информационных систем связана с наличием тенденций к централизации организационных структур в крупных и средних компаниях, что приводит к необходимости использования консолидированных информационных ресурсов. Посредством распределенных информационных систем обеспечивается работа с данными, хранящимися на разных серверах, различных аппаратных и программных платформах, представленных в различных форматах. Распределенные информационные системы являются легко расширяемыми, использующими открытые стандарты и протоколы, обеспечивающими возможности интеграции своих ресурсов с другими информационными системами, предоставляющими для пользователей интерфейсы, необходимые для выполнения своих обязанностей.

В данной работе проведено рассмотрение основных сведений о распределенных информационных системах: описываются предпосылки их развития, проанализирован функционал средств для работы с информационными ресурсами, рассмотрены типы и основные принципы функционирования распределенных информационных систем.

Цель работы: изучение теоретических аспектов использования распределенных информационных и основных принципов их функционирования.

Задачи работы:

- описание областей использования распределенных информационных систем;

- классификация распределенных информационных систем;

- анализ программной и аппаратной реализации распределенных информационных систем.

Объект исследования: распределенные информационные системы.

Предмет исследования: анализ программной и аппаратной реализации распределенных информационных систем.

1. Теоретические аспекты использования распределенных информационных систем

1.1. Общая характеристика задач, решаемых с использованием распределенных информационных систем

Как правило, распределенной считаются такие системы, в которых используется более одного сервера баз данных. Такая архитектура используется для сокращения нагрузки на вычислительные мощности серверов и обеспечения эффективной работы территориально удаленных филиалов компаний. Различный уровень сложности работ по созданию, модификации, сопровождению, интеграции позволяют проводить разделение информационных систем на малые, средние и крупные распределенные системы. Малые информационные системы обладают небольшим жизненным циклом (ЖЦ), ориентированы на массовое использование, имеют невысокую стоимость, проведение для модификации требуется привлечение разработчиков. Также информационные системы данного класса используют, в основном, настольные системы управления базами данных (СУБД), однородные аппаратно-программные решения, в которых отсутствуют средства по обеспечению безопасности. Для крупных корпоративных информационных систем характерна высокая продолжительность жизненного цикла, миграция унаследованных систем, возможность использования разнообразных аппаратных и программных средств, масштабность и высокий уровень сложности решаемых задач, пересечение множества прикладных областей, использование систем аналитической обработки данных, территориальная распределенность компонент [6].

К функциям информационных систем подобного класса относят: возможность использования данных, имеющих распределенную структуру, расположенных на различных физических серверах, использующих разные аппаратные и программные платформы, хранение которых производится в различных внутренних форматах. В данном случае система должна предоставлять полные данные о себе и используемых ресурсах, иметь возможность расширяемости, основываться на открытых стандартах и протоколах, обеспечивать возможности интеграции своих ресурсов с ресурсами других ИС. Для пользователей системы должны обеспечивать различные уровни пользовательского доступа, для которых устанавливаются собственные интерфейсы.

Данные из распределенных систем, как правило, объединяются в логические группы, к которым проводится отправка запросов. Использование абстрактной системы запросов предполагает, что система работает не с определенным синтаксисом запросов, а их логической структурой с использованием абстрактных атрибутов. 

В процессе построения распределенных ИС обычно используются следующие базовые архитектуры: Клиент/серверная, а также использующая Интернет-технологии.

В корпоративных информационных системах, построенных в соответствии с клиент-серверной архитектурой, для клиентов предоставляется значительные спектр приложений и средств разработки, ориентированных на максимально эффективное использование вычислительных мощностей на уровне клиентской части. Использование серверных ресурсов предполагает хранение и обмен документацией, а также возможности обращения к внешней среде. Указанная архитектура позволяет обеспечить защищённость серверной части приложений, при этом, предоставляя возможности для приложений либо непосредственно обращаться к другим серверным приложениям, либо управлять маршрутизацией запросов к ним. Однако, при частых обращениях клиентов к серверам снижается производительность работы сетевых ресурсов. Также необходимо обеспечивать безопасность работы с сетевыми ресурсами, так как приложения и данные распределяются между различными клиентами. Распределенный характер архитектуры системы предполагает сложность при ее настройке и сопровождении.

В основу распределенных информационных систем нс архитектурой Интернет/Интранет положены принципы "открытой архитектуры". Программное обеспечение в данном случае реализуется в форме аплетов или сервлетов или в форме cgi модулей (программ на Perl или С). Информационные системы с данной архитектурой включают Web-yinh & bsol, реализованные посредством технологий CORBA Enterprise JavaBeans, ActiveX 1X'ОМ, многоуровневых приложений на основе Java и XML, .Net-концепции с XML, в которой обмен между различными серверами (хранилищами данных, бизнес-приложениями, серверами для мобильных клиентов и другое) производится при помощи нейтрального к любой архитектуре формата XML.

Распределенные информационные базы работают с неограниченным количеством баз данных, которые могут быть дистанционно отдалены друг от друга и имеют множество общих характеристик:

- функционирование по единым правилам, которые определены 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;

Таким образом, распределенные информационные системы представляют собой совокупность баз данных, дистанционно удаленных друг от друга и имеющих множество общих параметров. Их функционирование строится в соответствии с общими правилами, определенными централизованно одновременно для всей группы баз данных, которые включены в распределенную информационную систему. Операции обмена данными производятся в соответствии с правилами, которые определяются также централизованно.

Организацию распределенных информационных систем необходимо производить в условии компаний различного профиля деятельности, при возникновении потребностей в оперативном получении данных из дистанционно удаленных подразделений. Возникновение потребности во внедрении таких систем возможно, когда необходимо проводить консолидацию информации, содержащейся в базах данных юридических лиц, входящих в структуру организации. Это осуществляется в целях проведения анализа данных с возможностью формирования отчетности по всей базе, как по компании в целом, так и по ее филиалам и структурным подразделениям.

Реализация подобных информационных систем возможна в случаях, когда проводится централизация организационной структуры компании и технологические процессы предполагают необходимость работы с консолидированными данными. При этом в единой информационной базе устанавливается разграничение доступа, соответствующее функциональным обязанностям сотрудников.

Также внедрение распределенных информационных систем осуществляется в случае необходимости контроля над модификацией данных в дистанционно удаленных структурных подразделениях компании.

Организация распределенных информационных систем включает несколько этапов. На первом этапе проводятся подготовительные работы: определение структуры данных информационной системы, определяются правила миграции данных между информационными базами, входящими в распределенную информационную систему, а также правила ограничения на модификацию данных.

На втором этапе проводится подготовка распределенной информационной системы. На данном этапе выбирается оптимально подходящее программное обеспечение, посредством которого будет проводиться организация распределенной информационной базы, работающей по правилам, определенным в результате проведения подготовительных работ. Также на данном этапе осуществляется конфигурирование выбранного программного продукта в целях организации и обеспечения эффективности управления распределенными информационными системами.

1.2. Обзор средства работы с распределенными данными

При выборе распределенных ИС необходимо обращать внимание на перечень поддерживаемых операционных систем и сетевых. Также необходим анализ методов работы с распределенными информационными ресурсами.

Проведем обзор основных методов работы с распределенными информационными системами.

1) Методы фрагментации и дублирования

Один из методов распределенного хранения таблиц - это фрагментация, при использовании которого таблицы могут быть расщеплены на части, помещаемые в различные узлы. Другой метод распределения данных - это дублирование (репликация). Возможно создание дублей всей базы или ее сегментов с последующим их размещением в узлах. Данные методы позволяют осуществлять хранение данных именно в тех узлах, где они предполагается наиболее частое их использование. Это позволяет минимизировать затраты, связанные с передачей данных по сети и сокращает нагрузку на процессоры и прочие ресурсы остальных узлов. При использовании такой архитектуры БД приложения передача данных по сети производится достаточно редко.

2) Словари данных и директории

После того, проведения распределения информации по различным сетевым узлам, необходимо обеспечить эффективное использование этих данных. Для поиска данных и преобразования их в необходимый формат, необходимо использование глобальных словарей данных и директорий. В словарях хранятся данные о структуре каталогов, их использовании, пользовательских ролях и соответствующих им уровнях доступа, а также о приложениях. Каталоги данных используются для определения адреса хранения данных и методов их извлечения. Словари и директории могут быть глобальными и локальными

3) Метод двухфазной фиксации изменений

Методы распределения данных являются очень важными, однако центральным звеном современных распределенных СУБД являются протоколы двухфазной фиксации изменений. Данные протоколы позволяют управлять транзакциями, изменяющими данные на нескольких узлах. Основной идеей двухфазной фиксации является следующее: недопустимы ситуации, при которых транзакции, изменяющие данные в нескольких узлах, выполняются в одних узлах и не выполняются в других. Транзакции должны либо быть успешно выполненными на всех узлах, либо не выполняться ни в одном из них.