CC BY
92ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
УДК 004.4'24
Архитектура информационных систем
Сиразетдинов Р.Р., Белоус Д.В.
Аннотация: В статье рассматриваются различные трактовки понятия «информационная система», описаны признаки разделения информационных систем на одиночные, групповые, корпоративные. Представлена технология распределённого преобразования информации «клиент-сервер» и её недостатки. В качестве дальнейшего развития рассматривается многоуровневая архитектура, которая на сегодняшний день является базовой для продуктов компании «1С», внедряемых в ПАО «Интелтех».
Ключевые слова: информационная система; технология «клиент-сервер»; многоуровневая архитектура.
Успешное развитие современного бизнеса немыслимо без комплексной автоматизации, основой которой является применение новых информационных технологий. Одним из основных практических применений информационных технологий в профессиональной деятельности современного специалиста стала автоматизация управления с применением современных информационных систем (ИС), таких как «1С:УПП», «1С:Документооборот», «1С:РМ» и др. Успешное внедрение и сопровождение современных ИС зависит от правильного понимания концепций, определяющих модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов ИС, то есть архитектуры.
В настоящее время существуют различные трактовки понятия «ИС». Преобладают следующие подходы к ее определению:
ИС рассматривается как часть (первая очередь) автоматизированной системы управления (АСУ);
АСУ является частным видом ИС;
ИС фактически отождествляется с АСУ, но использование нового термина подчеркивает применение современных технологий, архитектур и средств, и преследует цель обойти негативную реакцию заказчиков (потребителей) на термин «АСУ», обусловленную во многом отрицательным опытом внедрения всевозможных АСУ на протяжении нескольких десятилетий;
под ИС понимается одна из двух разновидностей целевых систем автоматизации (другую составляют системы реального времени);
ИС называют систему, реализующую информационную технологию. Ряд авторов также использует термины «автоматизированная информационная система», «информационно-техническая система», «информационно-управляющая система» с целью подчеркнуть использование средств вычислительной техники и типы решаемых задач управления, однако любое управление есть выработка информационных, управляющих и организационных решений, и с этих позиций любая ИС используется в целях управления.
В настоящей статье под ИС понимается совокупность технических, программных, информационных, лингвистических и других средств (по видам обеспечения автоматизированных систем), являющихся результатом работ по автоматизации решения прикладных задач обеспечения управленческой деятельности.
Основными признаками (характерными свойствами) рассматриваемых в настоящей работе ИС являются:
принадлежность к автоматизированным системам; преобладание интерактивного режима функционирования; наличие собственной информационной базы;
в большинстве случаев - типовая архитектура в виде совокупности базы данных (БД), системы управления базой данных и ряда функциональных приложений (прикладных программ).
С позиций конструктивно-технологических аспектов ИС предполагают разделение на одиночные, групповые и корпоративные.
Одиночные ИС реализуются как автономные на автоматизированных рабочих местах (АРМ). Такие ИС могут содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом. Они рассчитаны на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место.
Групповые ИС ориентированы на коллективное использование информации членами одной организационной структуры и, как правило, строятся в рамках локальной вычислительной сети. Локальные сети (ЛС) располагаются на ограниченной территории (управление, здание). К ЛС подключается большинство узлов обработки информации, таких как АРМы, серверы, общие сетевые устройства (например, принтеры). Общий информационный фонд, при этом, представляет собой БД или совокупность файловых документов.
Корпоративные ИС являются развитием групповых систем и ориентированы на территориально разнесенные узлы или региональные сети. Они могут иметь иерархическую структуру, включающую одиночные и групповые ИС. Региональная сеть объединяет ЛС с различной средой передачи, однако, отдельные узлы обработки информации могут подключаться к ней и напрямую. Информационный фонд системы этого уровня поддерживает доступ из групповых и одиночных систем и может быть с ними согласован с заданной степенью актуальности.
Так как групповые и корпоративные ИС функционируют на территориально разнесенных узлах, они могут быть классифицированы как распределенные, а совокупность операций, реализуемых в ИС, является распределенным преобразованием информации.
Под реализацией распределенного преобразования информации применительно к вычислительным сетям понимают:
распределенную базу данных;
распределенную обработку данных.
Распределенная БД есть набор БД, связанных между собой логически, но физически расположенных на нескольких машинах, входящих в одну компьютерную сеть.
Распределенная обработка данных означает отделение прикладных программ (приложений) от выполнения операций над данными. Связь между прикладной программой и процессами выполнения операций над данными реализуется программным обеспечением.
В настоящее время широко распространена распределенная обработка данных на основе технологии «клиент-сервер» - двухуровневая архитектура.
При использовании технологии «клиент-сервер» данные обрабатываются на двух логических уровнях: сервера базы данных и клиентского приложения.
Сервер решает задачи организации и разграничения доступа к данным, резервного копирования и восстановления данных. Сервер должен располагаться на отдельном высокопроизводительном компьютере, который подключен к сети.
Клиентские приложения посылают серверу запросы на получение наборов данных, проводят их обработку (добавление и редактирование данных) и отсылают результат обработки обратно на сервер. Клиентские приложения располагаются на персональных компьютерах, объединенных с сервером средствами удаленного доступа (сетью).
Логика обработки данных в таких ИС находится в виде программ-клиентов, обращающихся к распределенной БД с помощью языка запросов и в виде хранимых процедур в БД.
Такой подход имеет ряд очевидных недостатков: при любом изменении алгоритмов необходимо обновлять клиентское приложение на АРМах пользователей; высокие требования к пропускной способности коммуникационных каналов с сервером; слабая защита данных от взлома, в особенности от недобросовестных пользователей системы; высокая сложность администрирования и настройки рабочих мест пользователей системы; необходимость использовать мощные ПК на клиентских местах; высокая сложность разработки системы из-за необходимости выполнять логику обработки данных и обеспечивать пользовательский интерфейс в одной программе.
Дальнейшим развитием архитектуры «клиент-сервер» является многоуровневая архитектура. Многоуровневые приложения представляют собой распределенные системы удаленного доступа к данным, которые состоят из трех или более уровней (рис. 1).
Рис. 1. Структура многоуровневой ИС
Во-первых, это сервер БД, который обеспечивает функционирование используемой приложением БД и непосредственную обработку запросов пользователя.
Во-вторых, это сервер приложений, который составляет так называемое программное обеспечение промежуточного слоя. В общем случае сервер приложений может иметь распределенную структуру и располагаться на нескольких компьютерах.
В-третьих, это совокупность клиентских программ или клиентский уровень приложения. Эти программы выполняют минимальные функции по отображению данных и передаче запросов серверу, а результатов - обратно.
Каждый уровень многоуровневого приложения обеспечивает реализацию одного типа программной логики. Сервер БД содержит логику обработки БД. Сервер приложений берет на себя логику управления потоками данных, организации связи с программами клиентского уровня и применения правил, составляющих уникальную логику обработки данных. Уровень клиентских приложений обеспечивает только взаимодействие с конечным пользователем.
Трехзвенная модель переносит прикладную логику приложения на отдельный уровень сервера приложений. В результате клиентская часть приложения становится «тоньше» и в основном отвечает только за предоставление удобного пользовательского интерфейса, поэтому клиентская часть отличается высокой надежностью и простотой установки.
Как правило, сервер БД также освобождается от необходимости поддерживать функциональность, которая в двухзвенной модели реализуется с помощью специальных расширений системы управления БД, например, хранимых процедур. Это обеспечивает некоторую разгрузку сервера БД за счет применения серверов приложений.
Перенос основных операций приложения на отдельный уровень позволяет с максимальной эффективностью распределить нагрузку на аппаратные средства (приложение на самом деле может быть многозвенным с разделением нагрузки на несколько серверов приложений) и обеспечивает удобное и быстрое наращивание как функциональности приложения, так и числа обслуживаемых пользователей.
Сосредоточение логики обработки данных и системы доступа к данным в сервере приложений позволяет избежать дублирования логики на каждом клиентском приложении.
Для удобства администрирования клиентская программа может быть так же размещена на отдельном сервере, называемом терминальным, при этом на ÄPM пользователей настраивается функция удалённого доступа к терминальному серверу.
Иногда в литературе выделяют архитектуру Internet\Intranet, по сути являющуюся разновидностью многоуровневой архитектуры. В этом случае в качестве клиентского приложения используется веб-браузер, взаимодействие которого с сервером приложений обеспечивает веб-сервер.
Литература
1. Ипатов М.Е., Белоус Д.В., Сиразетдинов P.P. Система электронного оборота распорядительных и информационно-справочных документов предприятия // Техника средств связи. СПб. 2019. № 1 (145). С. 100-106.
2. Ипатов М.Е., Белоус Д.В., Сиразетдинов P.P. Вариант корпоративного портала и системы электронного документооборота предприятия. Новые информационные технологии в системах связи и управления: материалы XV (ежегодной) Pоссийской научно-технической конференции. Калуга. 2016. С. 245 -247.
3. Петров В.Н. Информационные системы. СПб.: Питер, 2014. 688 с.
4. Емельянова Н.З., Партыка Т.Л., Попов И.И. Проектирование информационных систем: учебное пособие. Москва: Форум: НИЦ ИНФPА-M, 2014. 432 с.
References
1. Ipatov M.E., Belous D.V., Sirazetdinov R.R. The system of electronic circulation of administrative and information-reference documents of the enterprise. Communication equipment. St. Petersburg. 2019. № 1 (145). P. 100-10б (in Russian).
2. Ipatov M.E., Belous D.V., Sirazetdinov R.R. A variant of the corporate portal and the enterprise electronic document management system. New information technologies in communication and control systems: materials of the XV (annual) Russian scientific and technical conference. Kaluga. 201б. P. 245- 247 (in Russian).
3. Petrov V.N. Information Systems. SPb .: Peter, 2014 - 688 p. (in Russian).
4. Emelyanova N.Z., Partyka T.L., Popov I.I. Designing information systems: a tutorial. Moscow. Forum Research Center INFRA-M, 2014. 432 p. (in Russian).
Статья поступила 14 сентября 2020 г.
Информация об авторах
Белоус Денис Васильевич - Кандидат технических наук. Начальник научно-исследовательского отделения ПАО «Интелтех». E-mail: belousdv@inteltech.ru. Тел.: +7 (911) 798-99-70.
Сиразетдинов Pамазан Pафаэлевич - Кандидат технических наук, доцент. Начальник отдела ПАО «Интелтех». E-mail: sirazetdinovrr@inteltech.ru. Тел.: +7 (921) 755-58-68.
Адрес: 197342, Pоссия, г. Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8.
Information systems architecture
R.R. Sirazetdinov, D.V. Belous
Annotation: The article discusses various interpretations of the concept of "information system", describes the signs of the division of information systems into single, group, corporate. The technology of distributed transformation of client-server information and its disadvantages are described. As a further development, a multilevel architecture is considered, which today is the base for the products of the 1C company, implemented in PJSC Inteltech.
Keywords: information system; client-server technology; multilevel architecture.
Information about Authors
Belous Denis Vasilievich - Candidate of Technical Sciences. Head of the Research Department of the PJSC «Inteltech». E-mail: belousdv@inteltech.ru. Tel.: +7 (911) 798-99-70.
Sirazetdinov Ramazan Rafaelovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Head of the Research Department of the PJSC «Inteltech». E-mail: sirazetdinovrr@inteltech.ru. Tel.: +7 (921) 755-58-68.
Address: 197342, Russia, St. Petersburg, ul. Kantemirovskaya, 8.
Для цитирования: Сиразетдинов P.P., Белоус Д.В. Архитектура информационных систем // Техника средств связи. 2020. № 3 (151). С. 65-68.
For citation: Sirazetdinov R.R., Belous D.V. Information systems architecture. Means of communication equ -ipment. 2020. No 3 (151). Pp. 65-68 (in Russian).
