CC BY
44
Вычислительные технологии
Том 13, Специальный выпуск 5, 2008
Модель комплексной интеграции информационных систем на основе системы промежуточного слоя
А. М. Гудов, С.Ю. Завозкин Кемеровский государственный университет, Россия e-mail: good@kemsu.ru, shade@kemsu.ru
This article presents an approach to integration of information systems based on the middleware system. For such a system, we propose to employ a system for circulation of electronic documents with some additional properties. The presented model of complex integration provides information-oriented, service-oriented, and process-oriented principles of integration based on major objects and relations of the information model of the system for circulation of electronic documents.
Введение
На многих предприятиях существует большое число разрозненных информационных систем (ИС), постепенно приобретаемых или создаваемых в процессе работы предприятия. Это вызвано тем, что не существует единой системы, которая бы покрыла все функциональные потребности. Определенную роль здесь играет и принцип best of breed, когда организация старается выбрать лучший в своем классе продукт [1]. В результате подобного подхода образуется не единая информационная среда, а набор разрозненных систем. Эти ИС зачастую обладают различными функционалом, логикой, архитектурой и форматом хранения данных. Причем большая часть таких систем создавалась разными разработчиками для решения определенных задач, а следовательно, системы содержат лишь самые простые (на уровне передачи информации файлами определенной структуры) механизмы интеграции с другими ИС. Эта ситуация приводит к целому ряду проблем, таких как многократное дублирование хранимой информации, низкая надежность хранения и невысокая эффективность работы с данными, а также сложность поддержки целостности и непротиворечивости хранимых данных. Для решения перечисленных проблем необходима система, позволяющая выступить в качестве связующего звена при объединении ИС в одно информационное пространство. Наибольшая эффективность такого объединения достигается в том случае, если системы будут поддерживать несколько способов интеграции.
Проведенный анализ показал, что выделяется несколько уровней интеграции [2]:
— интеграция бизнес-процессов — основана на определении, реализации и управлении процессами обмена информацией между различными бизнес-системами;
— интеграция приложений — основана на объединении данных или функций одного приложения с другим, благодаря чему обеспечивается интеграция, близкая к реальному времени;
© Институт вычислительных технологий Сибирского отделения Российской академии наук, 2008.
— интеграция данных — основана на идентификации и каталогизации данных с целью их дальнейшего использования;
— интеграция на основе стандартов — основана на использовании стандартных форматов данных (например, СОЕВА, JavaRMI, XML);
— интеграция платформ — касается процессов и инструментов, с помощью которых различные системы могут осуществлять безопасный и оптимальный обмен информацией.
Помимо этого выделяется три принципа интеграции [1].
• Информационно-ориентированный — основан на использовании одной и той же информации двумя и более системами. При этом для предоставления возможности работы со своей информацией у каждой системы имеется набор открытых сервисов. Данный принцип реализуется на уровне интеграции приложений,
•
сапия формата передачи данных. При этом данные хранятся в единой базе данных системы middleware и имеется набор сервисов для работы с ними. Данный принцип реализуется на уровнях интеграции данных, платформ и на уровне использования стандартов интеграции,
•
ренним прикладным процессам каждой ПС таким образом, чтобы не просто использовать их функции, а создать новый бизнес-процесс, который бы связал эти ПС, Данный принцип реализуется на уровнях интеграции бизнес-процессов, платформ и на уровне использования стандартов интеграции.
Ни один из представленных уровней и принципов интеграции не является универсальным, и не существует общего способа решения задачи интеграции ПС, Поэтому максимальная эффективность достигается в том случае, если интеграция осуществляется на основе системы middleware и обеспечиваются все три принципа интеграции, В качестве такой платформы предлагается использовать систему электронного документооборота (СЭД), обладающую рядом дополнительных свойств и осуществляющую информационное обеспечение трех вышеизложенных принципов,
1. Основные понятия
При построении системы важным является точное определение понятий, так как терминологические неточности могут привести к ситуации, когда какая-либо часть функционала не сможет быть реализована в полной мере,
В модель введены следующие понятия объектного подхода:
— объект — сущность с определенными свойствами;
— метаданное (атрибут) — элемент, описывающий свойство объекта;
— класс объектов — описание множества однородных объектов, имеющих одинаковые метаданные, отношения с другими объектами и семантику;
— отношение — семантическая связь между объектами. Для описания отношений между объектами использована модель RDF,
Для описания объектов разработана иерархическая структура описания метаданных, состоящая из совокупности элементов данных. Для удобства работы со схожими объектами введено понятие группы объектов — множества объектов, связанных отношениями определенного типа. Результаты анализа существующих уровней и принципов
интеграции позволили ввести понятие интеграции ИС — объединение информационных систем, связывающее множество документов и отношений в данных системах. Под информационной системой понимается множество связанных различными отношениями документов, описывающих некоторые сущности (объекты, факты или понятия) [3].
Одним из ключевых объектов в СЭД является документ. Для определения понятия электронного документа СЭД была проанализирована отечественная терминология в сравнении с терминологией, используемой в международных стандартах и в законодательстве зарубежных стран.
На основании вышеизложенного определим понятие электронного документа как информационной пары ^ = (С^, М^), обрабатываемой СЭД и циркулирующей в пей. Здесь — содержимое (информационное наполнение) ЭД; М^. — описание (метаданные) ЭД,
Под содержимым понимается информационное наполнение ЭД, которое представляется в виде вложенного файла или набора файлов произвольного типа и размера, а также в виде ЭД или набора электронных документов.
Метаданные ЭД — описание электронного документооборота, однозначно его идентифицирующее, где отражаются как его статические, так и динамические характеристики, Структура метаданных ЭД разработана на основе спецификации 1МБ и стандарта метаданных Дублинского ядра с учетом классификации электронных документов, определяемой в ГОСТ Р 51141-98, Делопроизводство и архивное дело. Она состоит из набора элементов данных, необходимых для описания ЭД, При этом для каждого класса электронных документов часть метаданных является обязательной. Для метаданных электронного документа разработан ХМХ-формат их представления.
Еще одним ключевым объектом СЭД является понятие бизнес-процесса. Для его определения сначала необходимо ввести понятия задания, функции и процесса.
Заданием ^называется множество ti = (в*, о*,и*, М4.), где в* — действие; о* — объект СЭД, над которым выполняется действие; щ — исполнитель, в роли которого может выступать ИС или пользователь СЭД, ответственный за выполнение действия; М^ — метаданные задания.
Функцией / называется пара / = (в*,М^.^), где в* — элементарное действие, автоматически выполняемое системой и возвращающее определенный результат; М^ — метаданные функции.
Процессом р называется множество р* = (Р, Р,Та, Мр.) с заданным регламентом выполнения элементов этого множества, где Р — другие процессы; Р — функции; Т^ — связанные с одним ЭД задания; Мр. — метаданные задания.
Учитывая определения бизнес-процесса (БП), представленные в стандартах II СО серии 9000 и публикациях [4, 5], а также понятия бизнес-процесса, используемые в проанализированных системах электронного документооборота, для СЭД было введено следующее определение. Бизнес-процессом Ь называется множество Ь = (Р, Р, Т, Мь.) с заданным регламентом выполнения элементов Р, Р, Т, где Р — процессы; Р — функции; Т — задания; Мь. — метаданные бизнес-процесса. Бизнес-процесс направлен на достижение определенной бизнес-цели. Бизнес-процесс не является изолированным от других бизнес-процессов, и одна из его характерных черт — реакция на внешние события.
Событие — внешнее по отношению к БП действие, определенным образом влияющее на ход бизнес-процесса (например, создание в СЭД нового электронного документа). Информация о произошедшем событии передается в бизнес-процесс через параметры.
2. Модель комплексной интеграции информационных систем
Модель комплексной интеграции базируется па основных объектах и отношениях построенной информационной модели, включает набор моделей, каждая из которых соответствует одному из принципов интеграции.
При построении модели применяется подход, заключающийся в использовании СЭД в роли системы middleware дня интеграции информационных систем. Система электронного документооборота обеспечивает поддержку трех основных принципов интеграции,
В модели ипформациоппо-ориептироваппой интеграции используется единая база данных (БД) дня храпения информации всех действующих и разрабатываемых ИС (рис, 1), Дня этого в СЭД разработан интерфейс, предоставляющий возможность управления данными СЭД в зависимости от назначенных другим информационным системам прав. Также в СЭД предусмотрен механизм, позволяющий использовать интерфейсы других ИС дня доступа к их данным,
В основу модели сервисно-ориентированной интеграции положено понятие электронного документа как объекта, способного содержать различную информацию в структурированном и в слабоструктурировашюм виде (содержимое ЭД), снабженного стандартизованным описанием (метаданными ЭД), Это позволяет использовать ЭД как контейнер данных произвольных тина и размера (рис, 2), Кроме того, СЭД обладает набором сервисов, позволяющих каждой зарегистрированной в пей ИС работать с этими ЭД,
В основу модели процессно-ориентированной интеграции положено понятие бизнес-процесса, функциональных блоков управления и доступа к БП |5| (рис, 3), Интеграция проводится путем создания типовых БП, осуществляющих связь бизнес-процессов систем, Предусмотрено создание индивидуальных БП, способных в ходе выполнения обеспечивать передачу данных в каждую информационную систему либо получение данных из нее. Дня эффективной реализации интеграции в СЭД разработан механизм создания БП на основе структуры их xml-онисания.
Запрашиваемое
Рис. 1. Информационно-ориентированная интеграция
ис
Требуемый
формат
ЭДв
требуемом
формате
Преобразование в требуемый формат
ю
&
Запрашиваемое действие + идентификатор ИС
Идентификатор ИС
Метаданные + содержимое ЭД
ЭД
.Т4
Проверка наличия прав
Получение ЭД
Права ИС
БДСЭД
X
да
Л
Действие
разрешено?
ЭД
X
&
Л .13
Редактирование
данных
Регистрация
ЭД
идентификатор ЭД
ЭД
Рис. 2. Сервисно-ориентированная интеграция
данные
Пользователь СЭД
данные
А.
Создание
электронного
документа
I
&
метаданные ^ содержимое
Занесение дополнительных метаданных для файлов, входящих в содержимое
Данные о зарегистрированных в СЭД ИС
метаданные ИС
БД СЭД
дополнительные мет аданные
Зарегистрированная в СЭД ИС
О
31
адресованные ИС файлы + дополнительные метаданные
З-
запрос
уведомление о новых данных
Получение адресованных ИС файлов
Выбор ИС для передни и поддерживаемого формата данных
Л
Конвертирование данных в нужный формат
Рассылка указанным ИС уведомлений о новых данных
Данные переданы
Рис. 3. Процессно-ориентированная интеграция
Рис. 4. Интеграция информационных систем
Овалом изображается начальная или конечная функция. Бизнес-процесс начинается с занесения данных дня передачи в СЭД и закапчивается при передаче этих данных в указанную ИС, Для каждого передаваемого файла, входящего в содержимое, указывается его тип и заносятся дополнительные метаданные. После этого выполняются указанные в регламенте бизнес-процесса действия. Это может быть как передача вложенных в ЭД файлов в указанную ИС, так и рассылка уведомлений па электронную почту пользователям системы, которой эти данные предназначены. Кроме того, ИС сама может обратиться к СЭД за предназначенными ей данными.
На рис, 4 приведено RDF-иредетавлеиие интеграции ИС на основе СЭД,
На основании построенной модели комплексной интеграции реализована и внедрена в опытную эксплуатацию в КемГУ СЭД “ДОРИС", Проведено тестирование СЭД, показавшее, что построенная система удовлетворяет всем предъявленным к пей требованиям, а реализованный функционал в полной мере соответствует построенным моделям СЭД.
Список литературы
[1| ГАЛКИ11 Г. Мифы и парадигмы интех’рации приложений /7 Аналитика и исследования. http://www.iemag.ru/?ID=495937. 2004. 14.06.2007
[2| Стрелкова Е. Интеграция данных предприятия /7 Открытые системы. 2003. № 4. http://www.osp.ru/os/2003/04/182921
[3] Барахпип В.Б., Леонова Ю.В. Информационная модель отношений между документами в информационной системе /7 Вычисл. технологии. 2005. Т. 10, спецвыпуск.
[4| Репин В.В. Два понимания ххроцееенох'о подхода к управлению предприятием /7 Методы менеджмента качества. 2003. № 4.
[5] Гудов А.М., Завозкип С.Ю. Процессно-ориентированная интехрация ххрххложенххй ххрхх ххомохци системы алектроннох'о документооборота /7 Вест. ТГУ. 2006. № 19. Приложение: Матер. Междунар., веерое. хх рех'ххон. науч. конф., еххмхх., школ, проводимых в ТГУ. С. 20 27.
Поступила в редакцию 28 марта 2008 г.
