Распределение приложений по уровням

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Деятельность любых компаний состоит из огромного количества повторяющихся бизнес-процессов, каждый из которых представляет собой последовательность действий и решений, направленных на достижение определенной цели. Основным направлением развития менеджмента и его конкретного улучшения, адаптации к нынешним условиям, стало массовое использование новой компьютерной и телекоммуникационной техники, создание на ее базе информационно-технических технологий. Внедрение информационного менеджмента расширяет возможности использования информационных ресурсов организациями.

В современных условиях качественное управление является ценным ресурсом компании, как и финансовые, человеческие, материальные ресурсы. Ввиду этого, увеличение производительности управленческой деятельности становится одним из направлений улучшения деятельности предприятия. Основной способ повышения эффективности – это автоматизация бизнес-процессов предприятия.

Для более упрощенного управления предприятием, преимущественно финансами, требуется иметь действенную, эффективную информационную систему, которая включает в себя такие основные функции, как:

Планирование,

Управление,

Анализ.

Информационные системы выполняют функции накопления, хранения, обработки и передачи информации. В настоящее время в области информационных технологий управления бизнесом представлено множество течений, провозглашающих своей целью совершенствование бизнеса. Внедрение такой системы помогает:

Снижать денежные затраты предприятия

Повышает скорость товарооборота

Сокращает излишки товарных запасов

Увеличивает ассортимент продукции

Усложняет ассортимент

Улучшает качество продукции

Помогает выполнять заказы в срок

Повышает качество обслуживания

Этим и обусловлена актуальность выбранной темы курсовой работы.

Цель курсовой работы: проанализировать распределение приложений по уровням в информационной системе. Задачи курсовой работы определяются исходя из цели:

Дать определению понятию,

Перечислить основные функции информационных систем

Проанализировать классификации информационных систем

Перечислить уровни протоколов

Оценить технические параметры информационной системы

Объект исследования: информационные системы. Предмет исследования: уровни приложений в информационной системе.

В процессе написания курсовой работы автор использовал отечественные источники, как учебными пособиями, так и научными статьями. Среди всего массива, хотелось бы отметить учебное пособие под редакцией Ю.Ф. Тельнова^[1], «Информационные системы» авторства О.Л. Голицыной, Н.В. Максимова, И.И. Попова^[2]. С нашей точки зрения, в этих работах наиболее полно даются основы объекта и предмета исследования. Кроме того, большую ценность представляют материалы IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение АПК», в работах которых представляются интересные идеи и разработки^[3].

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1.1. Понятие и функции информационных систем

Информация – это основа любого вида деятельности, поскольку любая компания – это система, которая ежедневно обрабатывает огромное количество информации в процессе своей деятельности. Чтобы получить эту информацию, необходимы постоянные измерения, которые определяют состояние различных процессов в разные моменты времени. В то же время, необходимо обрабатывать различную бумажную документацию – отчеты и т.д. Однако некоторые натурные измерения или наблюдения могут оказаться неосуществимыми в отведенное для них время в связи с большой трудоемкостью, высокой стоимостью, недоступностью объекта измерения (наблюдения) и по другим причинам. Для того, чтобы ускорить процесс сбора и обработки информации, и существует компьютерное моделирование реальности, поскольку, как известно, время – это деньги. То, на что у человека ушли бы дни, а может быть, и месяцы, информационная система способна обработать за секунды, максимум – минуты. Тем самым значительно экономятся человеческие и временные ресурсы компании, в виде человеко-часов, а значит, сокращаются издержки. Именно для поддержки таких моделей служит специальный класс систем обработки данных – компьютерные информационные системы.

Таким образом, компьютерной информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей^[4].

Динамическая модель – это модель, изменяемая во времени. Такая система сохраняет не только историю, но и предысторию исследуемого события. Также, поскольку модель предметной области, поддерживаемая информационной системой, материализуется в форме организованных необходимым образом информационных ресурсов, она называется информационной моделью.

Приведенное выше определение охватывает информационные системы всех видов, в частности фактографические системы, которые основаны на технологиях баз данных и оперируют структурированными данными, системы текстового поиска, оперирующие документами на естественных языках, глобальную гипермедийную информационную систему Web и др. По этой причине в определении используется обобщенный термин информационные ресурсы. Частными его случаями являются данные для систем баз данных, документы для систем текстового поиска, HTML-страницы или XML-документы для Web и т. д.^[5]

В последнее время, из-за того, что однозначного определения понятия «информационная система» пока не сложилось, к этой категории часто относят многие системы обработки данных, которые не только поддерживают информационную модель предметной области, но и позволяют решать на ее основе некоторые классы задач управленческого, исследовательского, конструкторского или иного характера. По сути дела, такая система представляет собой уже не информационную систему, а информационную систему вместе с приложением.

Однако, надо четко проводить границу между системой базы данных и приложением. В традиционном понимании, система базы данных понимается как СУБД с управляемой ею базой данных, возможно, уже наполненной. В некоторых не очень частых случаях система базы данных бывает самодостаточной. Однако во многих случаях дело обстоит совсем не так, и необходимо создавать приложение. Приложение системы базы данных, в соответствии с приведенным выше определением приложения информационной системы, - это надстройка над системой базы данных, представляющая собой комплекс средств прикладного программного обеспечения, который служит для решения каких-либо задач на основе этой системы. Приложение с помощью интерфейсов прикладного программирования СУБД получает доступ к базе данных и использует содержащиеся в ней данные для решения необходимых пользователям задач.

Таким образом, прикладная система, основанная на технологиях баз данных, представляет собой совокупность системы базы данных и приложения. Граница между ними четко определена — это интерфейсы прикладного программирования СУБД.

В своей деятельности информационные системы постоянно используют различные ресурсы – это системное и прикладное программное обеспечение, человеческие и информационные ресурсы, а также средства вычислительной техники. Как правило, ИС базируются на персональных компьютерах, но могут быть и другие базы – от локальной до глобальной сети. Между компонентами одной ИС постоянен обмен данными, поэтому часто используется различное сетевое оборудование и другие средства приема-передачи информации. Системное программное обеспечение включает в себя (но не ограничивается этим) операционные системы, а также служебные программы для пользователей, сетевое программное обеспечение, и т.д.

Типовое прикладное программное обеспечение ориентировано на классы задач. Оно может настраиваться на конкретный случай использования. Чаще всего в качестве таких средств используются коммерческие программные продукты: СУБД общего назначения, Web-серверы, системы текстового поиска (их по традиции часто называют информационно-поисковыми системами), системы управления документами, текстовые процессоры, конверторы данных, программы распознавания текста и речи, системы электронных таблиц, генераторы отчетов для систем баз данных и др.

Специализированное прикладное программное обеспечение создается для конкретной информационной системы или для класса систем, имеющих некоторое узкое назначение. Например, в корпоративной информационной системе это могут быть программы, предназначенные для поддержки каких-либо конкретных бизнес-процессов.

ИС имеют функции, которые они должны выполнять в процессе решения определенных для них задач. Среди этих функций можно перечислить: сбор и регистрация информационных ресурсов, их хранение, обработка, актуализация, обеспечивающая актуализацию поддерживаемой информационной модели предметной области, а также обработка запросов пользователей.

Функции сбора и регистрации информационных ресурсов могут совмещаться во времени или выполняться последовательно. Возможны различные варианты их осуществления, например:

- путем измерений (наблюдений) фактов в реальном мире и ввода данных в систему вручную с помощью клавиатуры и/или каких-либо манипуляторов;

- полуавтоматически путем ввода в компьютер с некоторых носителей и в случае необходимости их оцифровки (например, при использовании текстов на бумажных носителях или аналоговых аудиозаписей);

- автоматически с помощью различного рода датчиков или обмена данными с другими автоматизированными системами^[6].

С этими функциями механизмов информационных систем и их персонала связана необходимость решения ряда сопутствующих задач, таких как очистка, верификация, сжатие данных, конвертирование их из одного формата в другой и т. д.

Важной функцией является управление хранением данных и пространством памяти в информационных системах, основанных на технологиях баз данных. В системах баз данных используются более сложные структуры данных, требуется значительно более мелкая гранулярность доступа к ресурсам, более динамичный характер имеют хранимые данные. Управление хранимыми данными в системах баз данных включает поддержку структуры хранимых данных, их размещение в пространстве памяти, поддержку физической целостности и обеспечение эффективного доступа к ним. Чаще всего используются прямой и последовательный доступ к единицам информационных ресурсов в каком-либо определенном порядке.

Управление ресурсами памяти в СУБД включает такие операции, как учет свободного пространства памяти, выделение пространства для размещения новых вводимых в систему информационных ресурсов, так называемая сборка мусора – возвращение освободившегося пространства памяти в пул свободного пространства для повторного его использования. Нужно назвать здесь также операцию реорганизации среды хранения базы данных. В результате выполнения этой операции изменяется размещение хранимых данных в пространстве памяти системы таким образом, чтобы стало возможным более эффективное использование ресурсов свободной памяти, а также чтобы сократить время доступа к часто используемым хранимым данным и т. п.

Необходимо понимать, что назначение информационной системы состоит в поддержке динамической информационной модели ее предметной области. Для того чтобы эта модель была практически полезной, необходимо своевременно и адекватно отображать в ней изменения состояния предметной области.

1.2. Классификации информационных систем

Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков. В основу рассматриваемой классификации положены наиболее существенные признаки, определяющие функциональные возможности и особенности построения современных систем. В зависимости от объема решаемых задач, используемых технических средств, организации функционирования, информационные системы делятся на ряд групп.

1. По типу хранимых данных ИС делятся на фактографические и документальные:

- Фактографические системы предназначены для хранения и обработки структурированных данных в виде чисел и текстов. Над такими данными можно выполнять различные операции.

- В документальных системах информация представлена в виде документов, состоящих из наименований, описаний, рефератов и текстов. Поиск по неструктурированным данным осуществляется с использованием семантических признаков. Отобранные документы предоставляются пользователю, а обработка данных в таких системах практически не производится.

2. Основываясь на степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой, информационные системы делятся на ручные, автоматические и автоматизированные:

- Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.

- В автоматических ИС все операции по переработке информации выполняются без участия человека.

- Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль в выполнении рутинных операций обработки данных отводится компьютеру. Именно этот класс систем соответствует современному представлению понятия «информационная система».

3. В зависимости от характера обработки данных ИС делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие:

- Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных.

- Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информации по определенному алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие.

Результирующая информация управляющих ИС непосредственно трансформируется в принимаемые человеком решения. Для этих систем характерны задачи расчетного характера и обработка больших объемов данных.

Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и учитывается при формировании управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных.

4. В зависимости от сферы применения различают следующие классы ИС:

- Информационные системы организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.). Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи.

- ИС управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.

- ИС автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

- Интегрированные (корпоративные) ИС используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки соответствующих направлений деятельности. Анализ современного состояния рынка ИС показывает устойчивую тенденцию роста спроса на информационные системы организационного управления. Причем спрос продолжает расти именно на интегрированные системы управления. Автоматизация отдельной функции, например, бухгалтерского учета или сбыта готовой продукции, считается уже пройденным этапом для многих предприятий.

5. Существует классификация ИС в зависимости от уровня управления, на котором система используется:

- Информационная система оперативного уровня поддерживает исполнителей, обрабатывая данные о сделках и событиях (счета, накладные, зарплата, кредиты, поток сырья и материалов). Информационная система оперативного уровня является связующим звеном между фирмой и внешней средой. Задачи, цели, источники информации и алгоритмы обработки на оперативном уровне заранее определены и в высокой степени структурированы.

- Информационные системы специалистов поддерживают работу с данными и знаниями, повышают продуктивность и производительность работы инженеров и проектировщиков. Задача подобных информационных систем – интеграция новых сведений в организацию и помощь в обработке бумажных документов.

- Информационные системы уровня менеджмента используются работниками среднего управленческого звена для мониторинга, контроля, принятия решений и администрирования. Основные функции этих информационных систем:

• сравнение текущих показателей с прошлыми;

• составление периодических отчетов за определенное время, а не выдача отчетов по текущим событиям, как на оперативном уровне;

• обеспечение доступа к архивной информации и т.д.

- Стратегическая информационная система – компьютерная информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений по реализации стратегических перспективных целей развития организации.

Информационные системы стратегического уровня помогают высшему звену управленцев решать неструктурированные задачи, осуществлять долгосрочное планирование. Основная задача – сравнение происходящих во внешнем окружении изменений с существующим потенциалом фирмы. Они призваны создать общую среду компьютерной телекоммуникационной поддержки решений в неожиданно возникающих ситуациях. Используя самые совершенные программы, эти системы способны в любой момент предоставить информацию из многих источников. Некоторые стратегические системы обладают ограниченными аналитическими возможностями.

6. С точки зрения программно-аппаратной реализации можно выделить ряд типовых архитектур ИС:

- Традиционные архитектурные решения основаны на использовании выделенных файл-серверов или серверов баз данных.

- Существуют также варианты архитектур корпоративных информационных систем, базирующихся на технологии Internet (Intranet-приложения).

- Следующая разновидность архитектуры информационной системы основывается на концепции «хранилища данных» (DataWarehouse) — интегрированной информационной среды, включающей разнородные информационные ресурсы.

- И, наконец, для построения глобальных распределенных информационных приложений используется архитектура интеграции информационно-вычислительных компонентов на основе объектно-ориентированного подхода.

Первые попытки проектирования информационных систем зародились в 1950-60-х гг. Эксперименты с различными подходами к этому процессу закончились к концу XX века, приобретя свое логическое завершение в модели «клиент-сервер». Суть ее заключается в том, что мышление в понятиях клиентов, запрашивающих службы с серверов, помогает понять сложность распределенных систем и управляться с ней.

Итак, в заключение первой главы можно подытожить:

компьютерной информационной системой называется комплекс, включающий различное оборудование и программное обеспечение, а также системный персонал,

информационные системы имеют разветвленную классификацию, каждая из которых имеет свое логическое обоснование и апеллирует к целям и возможностям конкретной ИС,

на данный момент логическим завершением процесса проектирования ИС является модель «клиент-сервер».

ГЛАВА 2. УРОВНИ МОДЕЛИ «КЛИЕНТ-СЕРВЕР»

2.1. Уровни протоколов

Сложность при разработке модели «клиент-сервер» заключалась в том, что точно разделить клиента и сервер довольно сложно. Так как, например, сервер распределенной базы данных может постоянно выступать клиентом, передающим запросы на различные файловые серверы, отвечающие за реализацию таблиц этой базы данных. В этом случае сервер баз данных сам по себе не делает ничего, кроме обработки запросов.

Однако, рассматривая множество приложений типа клиент-сервер, предназначенных для организации доступа пользователей к базам данных, многие рекомендовали разделять их на три уровня:

• уровень пользовательского интерфейса;
• уровень обработки;
• уровень данных^[7].

Уровень пользовательского интерфейса содержит все необходимое для непосредственного общения с пользователем, например, для управление дисплеем. Уровень обработки обычно содержит приложения, а уровень данных – собственно данные, с которыми происходит работа. Рассмотрим каждый из этих уровней.

1. Уровень пользовательского интерфейса.

Уровень пользовательского интерфейса обычно реализуется на клиентах. Этот уровень содержит программы, посредством которых пользователь может взаимодействовать с приложением. Сложность программ, входящих в пользовательский интерфейс, весьма различна.

Простейший вариант программы пользовательского интерфейса не содержит ничего, кроме символьного (не графического) дисплея. Такие интерфейсы обычно используются при работе с мэйнфреймами. В том случае, когда мэйнфрейм контролирует все взаимодействия, включая работу с клавиатурой и монитором, мы вряд ли можем говорить о модели клиент-сервер. Однако во многих случаях терминалы пользователей производят некоторую локальную обработку, осуществляя, например, эхо-печать вводимых строк или предоставляя интерфейс форм, в котором можно отредактировать введенные данные до их пересылки на главный компьютер.

В наше время даже в среде мэйнфреймов наблюдаются более совершенные пользовательские интерфейсы. Обычно на клиентских машинах имеется как минимум графический дисплей, на котором можно задействовать всплывающие или выпадающие меню и множество управляющих элементов, доступных для мыши или клавиатуры. Типичные примеры таких интерфейсов — надстройка XWindows, используемая во многих UNIX-системах, и более ранние интерфейсы, разработанные для персональных компьютеров, работающих под управлением MS-DOS и Apple Macintosh .

Современные пользовательские интерфейсы значительно более функциональны. Они поддерживают совместную работу приложений через единственное графическое окно и в ходе действий пользователя обеспечивают через это окно обмен данными. Например, для удаления файла часто достаточно перенести значок, соответствующий этому файлу, на значок мусорной корзины. Аналогичным образом многие текстовые процессоры позволяют пользователю перемещать текст документа в другое место, пользуясь только мышью.

1. Уровень обработки.

Многие приложения модели клиент-сервер построены как бы из трех различных частей: части, которая занимается взаимодействием с пользователем, части, которая отвечает за работу с базой данных или файловой системой, и средней части, реализующей основную функциональность приложения. Эта средняя часть логически располагается на уровне обработки. В противоположность пользовательским интерфейсам или базам данных на уровне обработки трудно выделить общие закономерности. Однако мы приведем несколько примеров для разъяснения вопросов, связанных с этим уровнем.

В качестве первого примера рассмотрим поисковую машину в Интернете. Если отбросить все анимированные баннеры, картинки и прочие оконные украшательства, пользовательский интерфейс поисковой машины очень прост: пользователь вводит строку, состоящую из ключевых слов, и получает список заголовков web-страниц. Результат формируется из гигантской базы просмотренных и проиндексированных web страниц. Ядром поисковой машины является программа, трансформирующая введенную пользователем строку в один или несколько запросов к базе данных. Затем она помещает результаты запроса в список и преобразует этот список в набор HTML-страниц. В рамках модели клиент-сервер часть, которая отвечает за выборку информации, обычно находится на уровне обработки (См.: Рис.1).

Рис. 1. Обобщенная организация трехуровневой поисковой машины для Интернета

В качестве второго примера рассмотрим систему поддержки принятия решений для фондового рынка. Так же как и в поисковой машине, эту систему можно разделить на внешний интерфейс, реализующий работу с пользователем, внутреннюю часть, отвечающую за доступ к базе с финансовой информацией, и промежуточную программу анализа. Анализ финансовых данных может потребовать замысловатых методик и технологий на основе статистических методов и искусственного интеллекта. В некоторых случаях для того, чтобы обеспечить требуемые производительность и время отклика, ядро системы поддержки финансовых решений должно выполняться на высокопроизводительных компьютерах.

Нашим последним примером будет типичный офисный пакет, состоящий из текстового процессора, приложения для работы с электронными таблицами, коммуникационных утилит и т. д. Подобные офисные пакеты обычно поддерживают обобщенный пользовательский интерфейс, возможность создания составных документов и работу с файлами в домашнем каталоге пользователя. В этом случае уровень обработки будет включать в себя относительно большой набор программ, каждая из которых призвана поддерживать какую-то из функций обработки.

1. Уровень данных.

Уровень данных в модели клиент-сервер содержит программы, которые предоставляют данные обрабатывающим их приложениям. Специфическим свойством этого уровня является требование сохранности. Это означает, что когда приложение не работает, данные должны сохраняться в определенном месте в расчете на дальнейшее использование. В простейшем варианте уровень данных реализуется файловой системой, но чаще для его реализации задействуется полномасштабная база данных. В модели клиент-сервер уровень данных обычно находится на стороне сервера.

Кроме простого хранения информации, уровень данных обычно также отвечает за поддержание целостности данных для различных приложений. Для базы данных поддержание целостности означает, что метаданные, такие как описания таблиц, ограничения и специфические метаданные приложений, также хранятся на этом уровне. Например, в приложении для банка мы можем пожелать сформировать уведомление, если долг клиента по кредитной карте достигнет определенного значения. Эго может быть сделано при помощи триггера базы данных, который в нужный момент активизирует процедуру, связанную с этим триггером.

Обычно в деловой среде уровень данных организуется в форме реляционной базы данных. Ключевым здесь является независимость данных. Данные организуются независимо от приложений так, чтобы изменения в организации данных не влияли на приложения, а приложения не оказывали влияния на организацию данных. Использование реляционных баз данных в модели клиент-сервер помогает нам отделить уровень обработки от уровня данных, рассматривая обработку и данные независимо друг от друга.

Однако существует обширный класс приложений, для которых реляционные базы данных не являются наилучшим выбором. Характерной чертой таких приложений является работа со сложными типами данных, которые проще моделировать в понятиях объектов, а не отношений. Примеры таких типов данных – от простых наборов прямоугольников и окружностей до проекта самолета в случае систем автоматизированного проектирования. Также и мультимедийным системам значительно проще работать с видео и аудиопотоками, используя специфичные для них операции, чем с моделями этих потоков в виде реляционных таблиц.

В тех случаях, когда операции с данными значительно проще выразить в понятиях работы с объектами, имеет смысл реализовать уровень данных средствами объектно-ориентированных баз данных. Подобные базы данных не только поддерживают организацию сложных данных в форме объектов, но и хранят реализации операций над этими объектами. Таким образом, часть функциональности, приходившейся на уровень обработки, мигрирует в этом случае на уровень данных.

Разделение на три логических уровня наводит на мысль о множестве вариантов физического распределения по отдельным компьютерам приложений в модели клиент-сервер. Простейшая организация предполагает наличие всего двух типов машин:

♦ Клиентские машины, на которых имеются программы, реализующие только пользовательский интерфейс или его часть.

♦ Серверы, реализующие все остальное, то есть уровни обработки и данных.

Проблема подобной организации состоит в том, что на самом деле система не является распределенной: все происходит на сервере, а клиент представляет собой не что иное, как простой терминал. Существует также множество других возможностей, наиболее употребительные из них мы рассмотрим.

• 1. Многозвенные архитектуры

Один из подходов к организации клиентов и серверов – это распределение программ, находящихся на уровне приложений, описанном в предыдущем пункте, по различным машинам. В качестве первого шага рассмотрим разделение на два типа машин: на клиенты и на серверы, что приведет к физически двухзвенной архитектуре.

Один из возможных вариантов организации – поместить на клиентскую сторону только терминальную часть пользовательского интерфейса, а, позволив приложению удаленно контролировать представление данных. Альтернативой этому подходу будет передача клиенту всей работы с пользовательским интерфейсом. В обоих случаях отделяем от приложения графический внешний интерфейс, связанный с остальной частью приложения (находящейся на сервере) посредством специфичного для данного приложения протокола. В подобной модели внешний интерфейс делает только то, что необходимо для предоставления интерфейса приложения.

Мы можем также перенести во внешний интерфейс часть приложения. Примером может быть вариант, когда приложение создает форму непосредственно перед ее заполнением. Внешний интерфейс затем проверяет правильность и полноту заполнения формы и при необходимости взаимодействует с пользователем. Другим примером такой организации системы может служить текстовый процессор, в котором базовые функции редактирования осуществляются на стороне клиента с локально каптируемыми или находящимися в памяти данными, а специальная обработка, такая как проверка орфографии или грамматики, выполняется на стороне сервера.

Во многих системах «клиент-сервер» популярна и иная форма организации. Эти типы организации применяются в том случае, когда клиентская машина — персональный компьютер или рабочая станция — соединена сетью с распределенной файловой системой или базой данных. Большая часть приложения работает на клиентской машине, а все операции с файлами или базой данных передаются на сервер. Так, например, при работе в Интернете клиент может постепенно создать на локальном диске огромный кэш наиболее часто посещаемых web-страниц.

Рассматривая только клиенты и серверы, нельзя упускать тот момент, что серверу иногда может понадобиться работать в качестве клиента. Такая ситуация приводит к физически трехзвенной архитектуре.

В подобной архитектуре программы, составляющие часть уровня обработки, выносятся на отдельный сервер, но дополнительно могут частично находиться и на машинах клиентов и серверов. Типичный пример трехзвенной архитектуры – обработка транзакций. В этом случае отдельный процесс – монитор транзакций – координирует все транзакции, возможно, на нескольких серверах данных.

Многозвенные архитектуры клиент-сервер являются прямым продолжением разделения приложений на уровни пользовательского интерфейса, компонентов обработки и данных. Различные звенья взаимодействуют в соответствии с логической организацией приложения. Во множестве бизнес-приложений распределенная обработка эквивалентна организации многозвенной архитектуры приложений клиент-сервер. Можно назвать такой тип распределения вертикальным распределением. Характерной особенностью вертикального распределения является то, что оно достигается размещением логически различных компонентов на разных машинах. Это понятие связано с концепцией вертикального разбиения, используемой в распределенных реляционных базах данных, где под этим термином понимается разбиение по столбцам таблиц для их хранения на различных машинах.

Однако вертикальное распределение – это лишь один из возможных способов организации приложений клиент-сервер, причем во многих случаях наименее интересный. В современных архитектурах распределение на клиенты и серверы происходит способом, известным как горизонтальное распределение. При таком типе распределения клиент или сервер может содержать физически разделенные части логически однородного модуля, причем работа с каждой из частей может происходить независимо. Это делается для выравнивания загрузки.

В качестве распространенного примера горизонтального распределения можно привести web-сервер, реплицированный на несколько машин локальной сети. На каждом из серверов содержится один и тот же набор web-страниц, и всякий раз, когда одна из web-страниц обновляется, ее копии незамедлительно рассылаются на все серверы. Сервер, которому будет передан приходящий запрос, выбирается по правилу «карусели». Эта форма горизонтального распределения весьма успешно используется для выравнивания нагрузки на серверы популярных web-сайтов.

В условиях отсутствия совместно используемой памяти вся связь в распределенных системах основана на обмене низкоуровневыми сообщениями. Если процесс A хочет пообщаться с процессом B, он должен сначала построить сообщение в своем собственном адресном пространстве. Затем он выполняет системный вызов, который пересылает сообщение по сети процессу В. Хотя основная идея выглядит несложной, во избежание хаоса А и В должны договориться о смысле пересылаемых нулей и единиц.

Чтобы упростить работу с множеством уровней и понятий, используемых в передаче данных. Международная организация по стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала эталонную модель, которая ясно определяет различные уровни, дает им стандартные имена и указывает, какой уровень за что отвечает. Эта модель получила название Эталонной модели взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection Reference Model). Это название обычно заменяется сокращением модель ISO OSI, или просто модель OSI. Следует заметить, что протоколы, которые должны были реализовывать части модели OSI, никогда не получали широкого распространения. Однако сама по себе базовая модель оказалась вполне пригодной для исследования компьютерных сетей.

В модели OSI взаимодействие подразделяется на семь уровней. Каждый уровень отвечает за один специфический аспект взаимодействия. Таким образом, проблема может быть разделена на поддающиеся решению части, каждая из которых может разбираться независимо от других. Каждый из уровней предоставляет интерфейс для работы с вышестоящим уровнем. Интерфейс состоит из набора операций, которые совместно определяют интерфейс, предоставляемый уровнем тем, кто им пользуется.

Когда процесс А на машине 1 хочет пообщаться с процессом B на машине 2, он строит сообщение и посылает его прикладному уровню своей машины. Этот уровень может представлять собой, например, библиотечную процедуру или реализовываться как-то иначе (например, внутри операционной системы или внешнего сетевого процессора). Программное обеспечение прикладного уровня добавляет в начало сообщения свой заголовок и передает получившееся сообщение через интерфейс с уровня 7 на уровень 6, уровень представления. Уровень представления, в свою очередь, добавляет в начало сообщения свой заголовок и передает результат вниз, на сеансовый уровень и т. д. Некоторые уровни добавляют не только заголовок в начало, но и завершение в конец. Когда сообщение дойдет до физического уровня, он осуществит его реальную передачу.

Когда сообщение приходит на машину 2, оно передается наверх, при этом на каждом уровне считывается и проверяется соответствующий заголовок. В конце концов сообщение достигает получателя, процесса B, который может ответить на него, при этом вся история повторяется в обратном направлении. Информация из заголовка уровня n используется протоколом уровня n.

2.2. Оценка технических параметров ИС и ее компонент

Качество ИС связано с дефектами, заложенными на этапе проектирования и проявляющимися в процессе эксплуатации. Свойства ИС, в том числе и дефектологические, могут проявляться лишь во взаимодействии с внешней средой, включающей технические средства, персонал, информационное и программное окружение.

В зависимости от целей исследования и этапов жизненного цикла ИС дефектологические свойства разделяют на дефектогенность, дефектабельность и дефектоскопичность^[8].

Дефектогенность определяется влиянием следующих факторов:

- численностью разработчиков ИС, их профессиональными психофизиологическими характеристиками;

- условиями и организацией процесса разработки ИС;

- характеристиками инструментальных средств и комплексов ИС;

- сложностью задач, решаемых ИС;

- степенью агрессивности внешней среды (потенциальной возможностью внешней среды вносить преднамеренные дефекты, например, воздействие вирусов).

Дефектабельность характеризует наличие дефектов ИС и определяется их количеством и местонахождением. Другими факторами, влияющими на дефектабельность, являются:

- структурно-конструктивные особенности ИС;

- интенсивность и характеристики ошибок, приводящих к дефектам.

Дефектоскопичность характеризует возможность проявления дефектов в виде отказов и сбоев в процессе отладки, испытаний или эксплуатации. На дефектоскопичность влияют:

- количество, типы и характер распределения дефектов;

- устойчивость ИС к проявлению дефектов;

- характеристики средств контроля и диагностики дефектов;

- квалификация обслуживающего персонала.

Оценка качества ИС – задача крайне сложная из-за многообразия интересов пользователей. Поэтому невозможно предложить одну универсальную меру качества и приходится использовать ряд характеристик, охватывающих весь спектр предъявляемых требований. Наиболее близки к задачам оценки качества ИС модели качества программного обеспечения, являющегося одним из важных составных частей ИС. В настоящее время используется несколько абстрактных моделей качества программного обеспечения, основанных на определениях характеристики качества, показателя качества, критерия и метрики.

Критерий может быть определен как независимый атрибут ИС или процесса ее создания. С помощью такого критерия может быть измерена характеристика качества ИС на основе той или иной метрики. Совокупность нескольких критериев определяет показатель качества, формируемый исходя из требований, предъявляемых к ИС. В настоящее время наибольшее распространение получила иерархическая модель взаимосвязи компонентов качества ИС. Вначале определяются характеристики качества, в числе которых могут быть, например:

- общая полезность;

- исходная полезность;

- удобство эксплуатации.

Далее формируются показатели, к числу которых могут быть отнесены:

- практичность;

- целостность;

- корректность;

- удобство обслуживания;

- оцениваемость;

- гибкость;

- адаптируемость;

- мобильность;

- возможность взаимодействия.

Каждому показателю качества ставится в соответствие группа критериев. Для указанных показателей приведем возможные критерии. Надо отметить, что один и тот же критерий может характеризовать несколько показателей:

- практичность – работоспособность, возможность обучения, коммуникативность, объем ввода, скорость ввода-вывода;

- целостность – регулирование доступа, контроль доступа;

- эффективность – эффективность использования памяти, эффективность функционирования;

- корректность – трассируемость, завершенность, согласованность;

- надежность – точность, устойчивость к ошибкам, согласованность, простоту;

- удобство обслуживания – согласованность, простоту, краткость, информативность, модульность;

- оцениваемость – простоту, наличие измерительных средств, информативность, модульность;

- гибкость – распространяемость, общность, информативность, модульность;

- адаптируемость – общность, информативность, модульность, аппаратную независимость, программную независимость;

- мобильность – информативность, модульность, аппаратную независимость, программную независимость;

- возможность взаимодействия – модульность, унифицируемость процедур связи, унифицируемость данных.

С помощью метрик можно дать количественную или качественную оценку качества ИС. Различают следующие виды метрических шкал для измерения критериев. информационный приложение сервер связь

Первый тип – метрики, которые используют интервальную шкалу, характеризуемую относительными величинами реально измеряемых физических показателей, например, временем наработки на отказ, вероятностью ошибки, объемом информации и других.

Второй тип – метрики, которым соответствует порядковая шкала, позволяющая ранжировать характеристики путем сравнения с опорными значениями.

Третий тип – метрики, которым соответствуют номинальная, или категорированная шкала, определяющая наличие рассматриваемого свойства или признака у рассматриваемого объекта без учета градаций по этому признаку.

Одним из путей обеспечения качества ИС является сертификация. В США Радиотехническая комиссия по аэронавтике в своем руководящем документе определяет процесс сертификации следующим образом: «Сертификация — процесс официально выполняемой функции системы ... путем удостоверения, что функция ... удовлетворяет требованиям заказчика, а также государственным нормативным документам»^[9].

В настоящее время не существует стандартов, полностью удовлетворяющих оценке качества ИС. В западноевропейских странах имеется ряд стандартов, определяющих основы сертификации программных систем. Стандарт Великобритании (BS750) описывает структурные построения программных систем, при соблюдении которых может быть получен документ, гарантирующий качество на государственном уровне. Имеется международный аналог указанного стандарта (ISO9000) и аналог для стран-членов НАТО (AQAP1). Существующая в нашей стране система нормативно-технических документов относит программное обеспечение к «продукции производственно-технического назначения», которая рассматривается как материальный объект. Однако программное обеспечение является скорее абстрактной нематериальной сферой. Существующие ГОСТы (например, ГОСТ 28195-89 «Оценка качества программных средств. Общие положения») явно устарели и являются неполными.

В заключение второй главы мы можем сделать следующие выводы:

1. Приложения типа «клиент-сервер» можно разделить на три уровня – уровень пользовательского интерфейса, уровень обработки, уровень данных.
2. Ключевым значением обладает качество ИС, которое связано с дефектами, заложенными на этапе проектирования. В зависимости от целей исследования и этапов жизненного цикла ИС дефектологические свойства разделяют на дефектогенность, дефектабельность и дефектоскопичность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе было рассмотрено распределение приложений по уровням. Исходя из цели и задач курсовой работы, мы можем прийти к следующим выводам.

Компьютерной информационной системой называется комплекс, включающий различное оборудование и программное обеспечение, а также системный персонал.

Информационные системы имеют разветвленную классификацию, каждая из которых имеет свое логическое обоснование и апеллирует к целям и возможностям конкретной ИС.

На данный момент логическим завершением процесса проектирования ИС является модель «клиент-сервер».

Приложения типа «клиент-сервер» можно разделить на три уровня – уровень пользовательского интерфейса, уровень обработки, уровень данных.

Ключевым значением обладает качество ИС, которое связано с дефектами, заложенными на этапе проектирования. В зависимости от целей исследования и этапов жизненного цикла ИС дефектологические свойства разделяют на дефектогенность, дефектабельность и дефектоскопичность.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Баушев, С.В. Удостоверяющие автоматизированные информационные системы и средства. Введение в теорию и практику. / С.В. Баушев. - СПб.: BHV, 2016. – 304 с.
2. Голицына, О.Л. Информационные системы: Учебное пособие / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. - М.: Форум, 2016. – 352 с.
3. Информационные системы и технологии: Научное издание / Под ред. Ю.Ф. Тельнова. - М.: Юнити, 2017. - 544 c.
4. Информационные технологии и вычислительные системы: Высокопроизводительные вычислительные системы. Математическое моделирование. Биоинформатика и медицина. Интеллектуальный анализ текстов. Прикладные аспекты информатики / Под ред. С.В. Емельянова. - М.: Ленанд, 2015. – 128 с.
5. Труды ИСА РАН: Математические модели социально-экономических процессов. Моделирование характеристик деятельности отраслевых и региональных подсистем. Динамические системы. Математические проблемы динамики неоднородных систем.: Информационные технологии / Под ред. С.В. Емельянова. - М.: Ленанд, 2015. – 116 с.
6. Уткин, В.Б. Информационные системы в экономике / В.Б. Уткин. - М.: Academia, 2018. – 304 с.
7. Чистов, Д.В. Информационные системы в экономике: Учебное пособие / Д.В. Чистов. - М.: Инфра-М, 2019. – 248 с.
8. Яхонтова И.М., Федоров О.В. Информационные системы управления бизнес-процессами: сущность, актуальность и необходимость использования // материалы IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение АПК». – Краснодар: КубГАУ, 2015. – С. 962-973.

1. Информационные системы и технологии: Научное издание / Под ред. Ю.Ф. Тельнова. - М.: Юнити, 2016. - 303 c. ↑

2. Голицына, О.Л. Информационные системы: Учебное пособие / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. - М.: Форум, 2016. ↑

3. Яхонтова И.М., Федоров О.В. Информационные системы управления бизнес-процессами: сущность, актуальность и необходимость использования // материалы IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение АПК». – Краснодар: КубГАУ, 2015. ↑

4. Информационные технологии и вычислительные системы: Высокопроизводительные вычислительные системы. Математическое моделирование. Биоинформатика и медицина. Интеллектуальный анализ текстов. Прикладные аспекты информатики / Под ред. С.В. Емельянова. - М.: Ленанд, 2013. С. 29. ↑

5. Труды ИСА РАН: Математические модели социально-экономических процессов. Моделирование характеристик деятельности отраслевых и региональных подсистем. Динамические системы. Математические проблемы динамики неоднородных систем.: Информационные технологии / Под ред. С.В. Емельянова. - М.: Ленанд, 2015. С. 61. ↑

6. Информационные технологии и вычислительные системы: Высокопроизводительные вычислительные системы. Глобальные проекты и решения. Интеллектуальные системы и технологии. Прикладные аспекты информатики / Под ред. С.В. Емельянова. - М.: Ленанд, 2013. С. 34. ↑

7. Баушев, С.В. Удостоверяющие автоматизированные информационные системы и средства. Введение в теорию и практику. / С.В. Баушев. - СПб.: BHV, 2016. С. 129. ↑

8. Уткин, В.Б. Информационные системы в экономике / В.Б. Уткин. - М.: Academia, 2018. С. 93. ↑

9. Чистов, Д.В. Информационные системы в экономике: Учебное пособие / Д.В. Чистов. - М.: Инфра-М, 2019. С. 197. ↑