17235

Общее представление об информационной системе

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Лекция №1 Общее представление об информационной системе Под информационной системой ИС понимается организованная совокупность технических и обеспечивающих средств технологических процессов и кадров. В зависимости от конкретной области применения информацио

Русский

2013-06-30

68 KB

25 чел.

Лекция №1

Общее представление об информационной системе

Под информационной системой (ИС) понимается организованная совокупность технических и обеспечивающих средств, технологических процессов и кадров.

В зависимости от конкретной области применения информационные системы различаются по своим функциям, архитектуре и реализации. При этом можно выделить, по крайней мере, два свойства, которые являются общими для всех информационных систем.

Во-первых, информационная система предназначена для сбора, хранения и обработки информации. Поэтому в основе любой информационной системы лежит среда хранения и доступа к данным.

Во-вторых, информационные системы ориентируются на конечного пользователя. Следовательно, она обязана обладать простым, удобным интерфейсом, который предоставляет конечному пользователю все необходимые для его работы функции, но в то же время не дать ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.

Задачи информационных систем

Конкретные задачи, которые должны решаться информационной системой, зависят от той прикладной области, для которой предназначена система.

Можно выделить следующие задачи, не зависящие от специфики прикладной области.

  •  Первая – накопление информации для длительного хранения.
  •  Вторая – хранение данных, обладающих разными структурами.
  •  Третья – возможность развиваться (могут появиться новые функции, для выполнения которых требуются дополнительные данные с новой структурой, при этом вся накопленная ранее информация должна остаться сохранной).

При использовании такого подхода информационная система перегружается деталями организации хранилища данных. Кроме этого, при выполнении функций уровня пользовательского интерфейса, информационной системе самой приходится выполнять выборку информации из файлов по заданному критерию.

Но, во-первых, такие возможности выборки всегда ограничены, и придется вынести хотя бы часть функций выборки в код самой информационной системы.

Во-вторых, при выполнении некоторых функций информационной системы потребуется выборка согласованной (по заданному критерию) информации из нескольких файлов данных разной структуры.

В результате развития большинства таких систем в них выделился отдельный компонент, который представляет собой систему управления базами данных (СУБД).

При этом для поддержки общих свойств данных и системы в целом, СУБД должна обрабатывать набор метаданных (данные о данных, структурах, индексах и т.д.), схему данных, выполнять произвольные запросы к БД и др.

Традиционным методом организации информационных систем является двухзвенная архитектура ИС (рисунок 1.1).

Рис. 1.1. Традиционная двухзвенная архитектура ИС

В этом случае вся прикладная часть информационной системы выполняется на рабочих станциях системы (т.е. дублируется), а на стороне сервера(ов) осуществляется только доступ к базе данных.

Если логика прикладной части системы достаточно сложна, то такой подход порождает проблему "толстого" клиента. (Если не знают). Т.е. каждая рабочая станция должна обладать достаточным набором ресурсов, чтобы быть в состоянии произвести прикладную обработку данных, поступающих от пользователя и/или из базы данных. 

Для того чтобы клиенты могли быть "тонкими", а также и для повышения общей эффективности системы, все чаще применяются трехзвенные архитектуры ИС (рисунок 1.2).

Рис. 1.2. Трехзвенная архитектура ИС с выделенным сервером приложений

(Если не знают). В этой архитектуре, кроме клиентской части системы и сервера(ов) базы данных, вводится промежуточный сервер приложений. На стороне клиента выполняются только интерфейсные действия, а вся логика обработки информации поддерживается в сервере приложений.

Отметим, что некоторые качества трезвенности могут присутствовать и в двухзвенной архитектуре.

Если, например, используемый сервер баз данных поддерживает развитый механизм хранимых процедур (например, такой, как в Oracle V.7, SQl Server), то можно перенести некоторую часть логики приложения на сторону баз данных.

Построение полного интерфейса - это творческая задача, при решении которой нужно учитывать требования эстетичности и удобства, а также принимать во внимание особенности конкретной области применения информационной системы.

Устно:

Можно полагать, что если информационная система обеспечивает полный набор функций и ее интерфейс обеспечивает доступ к любой из этих функций, то конечные пользователи должны быть удовлетворены. На самом деле, это не так. Пользователи часто судят о качестве системы в целом исходя из качества ее интерфейса. Более того, эффективность использования системы зависит от качества интерфейса. Поскольку, как отмечалось выше, задача построения эргономичного интерфейса не формализуется, мы больше не будем затрагивать ее в этом курсе, а ограничимся рассмотрением вопросов построения компонентов интерфейса.

Общая классификация архитектур информационных приложений

Устно:

Следует заметить, что, как и любая классификация, наша классификация архитектур информационных систем не является абсолютно жесткой. В архитектуре любой конкретной информационной системы часто можно найти влияния нескольких общих архитектурных решений. Тем не менее, при архитектурном проектировании системы полезным иметь хотя бы частично обобщенный архитектурный базис

Файл-серверные приложения

Компоненты информационной системы, выполняемые на разных рабочих станциях (PC), взаимодействуют только за счет наличия общего хранилища файлов, которое хранится на файл-сервере. В классическом случае в каждой PC дублируются не только прикладные программы, но и средства управления базами данных. Файл-сервер представляет собой разделяемое всеми PC комплекса расширение дисковой памяти (рисунок 2.1).

Основным достоинством является простота организации.

Рис. 2.1. Классическое представление информационной системы в архитектуре "файл-сервер"

С другой стороны, во-первых, информационной системе предстоит работать с базой данных. Следовательно, эта база данных должна быть качественно спроектирована.

Устно:

Почему-то часто разработчики файл-серверных приложений считают, что по причине простоты средств управления базами данных проблемой проектирования базы данных можно пренебречь. Конечно, это неправильно. База данных есть база данных. Чем качественнее она спроектирована, тем больше шансов впоследствии эффективно использовать информационную систему. Естественно, сложность проектирования базы данных определяется объективной сложностью моделируемой предметной области. Но, собственно, из чего должно следовать, что файл-серверные приложения пригодны только в простых предметных областях?

Во-вторых, необходимыми требованиями к базе данных информационной системы являются поддержание ее целостного состояния и гарантированная надежность хранения информации.

Под истинным сервером баз данных будем понимать программное обеспечение, привязанное к соответствующей базе (базам) данных, существующее, в общем, независимо от существования пользовательских (клиентских) процессов и выполняемое, в общем (хотя и не обязательно) на выделенной аппаратуре.

Серверы баз данных существенно сложнее по организации, чем СУБД, на зато обеспечивают более эффективное управление базами данных. В дальнейшем, при употреблении термина "сервер баз данных" мы будем иметь в виду истинные серверы баз данных.

В целом, в файл-серверной архитектуре имеем "толстого" клиента и очень "тонкий" сервер в том смысле, что почти вся работа выполняется на стороне клиента, а от сервера требуется только достаточная емкость дисковой памяти.

Клиент-серверные приложения

Под клиент-серверным приложением будем понимать информационную систему, основанную на использовании серверов баз данных. Общее представление информационной системы в архитектуре "клиент-сервер" показано на рисунке 2.3. 

При этом:

  •  На стороне клиента выполняется код приложения, в который обязательно входят компоненты, поддерживающие интерфейс с конечным пользователем, производящие отчеты и выполняющие другие, специфичные для приложения функции (пока нас не будет занимать, как строится код приложения).
  •  Клиентская часть приложения взаимодействует с частью программного обеспечения управления базами данных.

Рис. 2.3. Общее представление информационной системы в архитектуре "клиент-сервер"

Процессы, происходящие на стороне сервера баз данных следующие:

(Отметим, что в продуктах практически всех компаний сервер получает от клиента текст оператора на языке SQL).

  •  Сервер производит компиляцию полученного оператора.
  •  Если компиляция завершилась успешно происходит выполнение оператора.

Устно:

Здесь не будем обсуждать технические детали, поскольку они различаются в реализациях.

Т.о., в клиент-серверной организации клиенты могут являться достаточно "тонкими", а сервер должен быть "толстым" настолько, чтобы быть в состоянии удовлетворить потребности всех клиентов

Выводы:

Сформулируем некоторые предварительные выводы.

Архитектура "клиент-сервер" является более дорогой, чем архитектура "файл-сервер". Требуется более мощная аппаратура (по крайней мере, для сервера) и существенно более развитые средства управления базами данных. При этом основным преимуществом клиент-серверной архитектуры является ее масштабируемость и способность к развитию.

Увеличение масштабов информационной системы не порождает принципиальных проблем. Обычным решением является замена аппаратуры сервера (и, может быть, аппаратуры рабочих станций, если требуется переход к локальному кэшированию баз данных). В любом случае практически не затрагивается прикладная часть информационной системы, что более важно при длительной эксплуатации информационной системы.

Устно:

При проектировании информационной системы, основанной на этой архитектуре, большее внимание следует обращать на грамотность общих решений. Технические средства тестовой версии могут быть минимальными (например, в качестве аппаратной основы сервера баз данных может использоваться одна из рабочих станций). После создания тестовой версии нужно провести дополнительную исследовательскую работу, чтобы выяснить узкие места системы. Только после этого необходимо принимать решение о выборе аппаратуры сервера, которая будет использоваться на практике.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14677. УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ 199.5 KB
  УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Цель работы: приобретение навыков исследования устойчивости замкнутых систем автоматического регулирования АСР и изучение влияния корректирующих устройств на устойчивость системы. 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПР
14678. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЯТОРНОЇ І ШВІДКИСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА 226 KB
  Лабораторна робота №5 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЯТОРНОЇ І ШВІДКИСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА Мета роботи. Виявити залежності ефективної потужності годинної і питомої витрат палива обертального моменту та інших показників що характеризують робочий процес. На п...
14679. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ЗАПАЛЮВАННЯ 128.5 KB
  Лабораторна робота № 4 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ЗАПАЛЮВАННЯ Мета роботи. Виявлення залежності потужності часової та питомої витрат палива від кута випередження запалювання і на підставі аналізу визначенн...
14680. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО УСТАНОВОЧНОМУ КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ПОЧАТКУ ВПРИСКУВАННЯ ПАЛИВА 135 KB
  Лабораторна робота № 3 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО УСТАНОВОЧНОМУ КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ПОЧАТКУ ВПРИСКУВАННЯ ПАЛИВА Мета роботи. На підставі аналізу регулювальних характеристик побудованих за результатами вимірів визначити оптимальне...
14681. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ 244 KB
  Лабораторна робота № 2 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ Мета роботи. На підставі аналізу регулювальних характеристик побудованих за результатами оброблених досвідчених даних визначити оптимальні значення витрати палива...
14682. Измерение спектров поглощения 364.98 KB
  Работу выполнила: Юрова Наталия 04.03.13 Лабораторная работа №1 Измерение спектров поглощения Цель работы: Провести измерения спектров поглощения выданного образца По полученным данным провести анализ сделать соответствующие выводы. Схема опыта: ...
14683. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНИХ ХСАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ (ВИТРАТІ ПАЛИВА) 261.5 KB
  Лабораторна робота № 1 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНИХ ХСАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ ВИТРАТІ ПАЛИВА Мета роботи: Встановити оптимальну часову витрату палива і циклову подачу на яку слід регулювати насоси паливного насоса високого тиску. Послідовність ...
14684. ИССЛЕДОВАНИЕ ПИД-РЕГУЛЯТОРОВ 173 KB
  Лабораторная работа № 7 ИССЛЕДОВАНИЕ ПИДРЕГУЛЯТОРОВ Цель работы: изучить способы оптимизации параметров типовых регуляторов П И ПД ПИПИД с использованием пакета MatLab NCD Blokset. Исходные данные: Таблица 1 №...
14685. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ СИММЕТРИЧНОГО ОПТИМУМА 108 KB
  абораторная работа №7 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ СИММЕТРИЧНОГО ОПТИМУМА Цель работы: Получение практических навыков синтеза системы автоматического регулирования методом симметричного оптимума.