CC BY
3Научная статья Original article УДК 004
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ WEB-САЙТА, КАК ИНФОРМАЦИОННОЙ
СИСТЕМЫ
DESIGN OF INFORMATION SYSTEMS. DESIGNING A WEBSITE LIKE
INFORMATION SYSTEM
Научный руководитель Кузьменко Семен Михайлович, кандидат физико-математических наук, доцент Донского государственного технического университета. sim21 ka@mail .ru
Симавонян Каринэ Юриковна, студент кафедры «Вычислительные системы и информационная безопасность» Донского государственного технического университета. sim21 ka@mail .ru
The scientific supervisor is Semyon Mikhailovich Kuzmenko, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, associate professor at the Don State Technical University. sim21 ka@mail .ru
Karine Yurikovna Simavonyan is a student of the Department of Computing Systems and Information Security at the Don State Technical University. [email protected]
Аннотация: в статье рассматриваются процессы и технологии проектирования информационных систем, которые подводят читателя к мысли, что современные информационные системы, имеющие эффективность, создаются учитывая условия технической и информационной глобализации общества.
Столыпинский вестник
Описан этап проектирования web-сайта, где предлагается выбор инструментальных средств для разработки web-сайта, как информационной системы.
Annotation: The article examines the processes and technologies of information system design, which lead the reader to the idea that modern information systems with efficiency are created taking into account the conditions of technical and information globalization of society. The stage of designing a web site is described, where a choice of tools for developing a web site as an information system is proposed.
Ключевые слова: информационная система, проектирование, информационные технологии, web-сайт, web-сервер, языки программирования, база данных, web-редактор.
Key words: information system, design, information technologies, web site, web server, programming languages, database, web editor.
Процесс создания информационной системы включает последовательное формирование и изменение ряда согласованных моделей на всех этапах жизненного цикла системы, что приводит к созданию конкретного продукта (моделей, программных продуктов, документации и другого). Основные этапы разработки информационной системы включают в себя: определение требований к системе, проектирование, разработку, тестирование, внедрение, эксплуатацию и поддержку. Проектирование завершается разработкой технического проекта информационной системы. На этапе разработки осуществляется создание программного обеспечения, установка технических средств и разработка эксплуатационной документации.
Проектирование - это процесс разработки проекта-прототипа объекта или его состояния. Понятие "Проектирование" охватывает все этапы научных исследований, включая анализ, синтез, исследование и разработку. Началом проектирования является определение цели проекта, которую можно описать как решение нескольких взаимосвязанных задач, включая обеспечение требуемой функциональности системы и ее адаптивности к изменяющимся условиям
функционирования как на старте, так и в процессе эксплуатации. При создании информационной системы необходимо учитывать следующие аспекты:
- стабильное функционирование системы;
- необходимую пропускную способность для системы;
- желаемую скорость реакции системы на запросы;
- удобство использования и поддержки системы;
- необходимый уровень безопасности.
Проектирование информационной системы включает в себя следующие основные этапы:
- создание структуры данных, которые хранятся в базе данных;
- разработка программ, интерфейсов пользователя и отчетов для обработки данных;
- адаптация к конкретной среде и технологиям, таким как сетевая топология, аппаратное обеспечение, выбор архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), обработка данных в параллельном или распределенном режиме.
Для создания информационной системы применяется специальная методика проектирования, которая соответствует размеру и особенностям проекта. Важными составляющими этой методики являются методология, инструменты и организационные аспекты. Главной целью использования данной методики является снижение затрат и упрощение процесса создания информационной системы путем подробного описания этого процесса и применения передовых методов и технологий на всех этапах жизненного цикла проекта, от идеи до внедрения.
Существует два основных подхода к разработке информационных систем:
- создание информационных систем для конкретных отраслей, предприятий и организаций на основе уже существующих программных и аппаратных компонентов с применением специальных инструментов разработки;
- разработка компонентов информационных систем и инструментов, которые можно использовать многократно при создании различных информационных систем.
Основная идея первого подхода заключается в системной интеграции. Для работы над информационными системами разработчику необходимо обладать навыками в области системотехники, хорошим знанием международных стандартов, следить за тенденциями в развитии информационных технологий и программных продуктов, использовать инструменты разработки приложений (CASE-инструменты) и быть готовым анализировать автоматизируемые бизнес-процессы в сотрудничестве с разработчиками в соответствующей области.
Второе направление работы связано с разработкой математического и программного обеспечения для функционирования информационных систем. В этом включены модели, методы, алгоритмы, технологии программирования, программы на базе системотехники, а также методы анализа и синтеза дизайнерских решений и операционные системы. В различных типах информационных систем (САПР, АСУ, АСУ ТП, ГИС) существуют компании, специализирующиеся на разработке программных продуктов. Каждая из них предлагает свои подходы к созданию информационных систем, следуя либо стратегии единого поставщика, либо стратегии открытости и расширения системы за счет приложений сторонних компаний.
Существует два основных класса средств проектирования информационных систем. Первый класс включает в себя компьютерные инструменты проектирования, такие как:
- инструменты для разработки операций по обработке информации (языки алгоритмов, стандартные библиотеки подпрограмм и классов, средства тестирования программ);
- инструменты для проектирования отдельных компонентов информационных систем (специализированные пакеты математического программирования, системы управления базами данных, графические и текстовые редакторы и другие);
- автоматизированные средства разработки проектов информационных систем - технологии CASE (Computer-Aided Software/System Engineering), представляющие собой программные продукты, направленные на создание сложных программных систем и поддержку их полного жизненного цикла.
В категорию второго класса входят другие инструменты проектирования -преимущественно стандарты, которые регламентируют процесс создания информационных систем, такие как стандарты дизайна, стандарты оформления проектной документации и стандарты пользовательского интерфейса. К инструментальным средствам концептуального проектирования относятся CASE-средства, такие как BPWin, ERWin, OOWin от компании Logic Works, Design/IDEF от Meta Software, CASE-Аналитик от Эйтэкс, Silverrun от CSA, Vantage Team Builder и другие. Часто перед началом проектирования информационной системы необходимо провести её моделирование.
Существуют различные методики моделирования и проектирования, такие как IDEF-методики, которые включают в себя функциональное, информационное и поведенческое моделирование. Одной из известных методологий проектирования информационных систем, разработанной компанией Rational Software, является унифицированный язык моделирования UML. Алгоритм имитационного моделирования применяется для решения сложных задач и позволяет воспроизвести работу системы во времени. Среди видов имитационного моделирования можно выделить агентное моделирование, представленное такими инструментами, как AnyLogic, BPSim, REPAST, Mason, Ascape, SWARM, AGNES.
- Моделирование с использованием дискретно-событийных подходов (Aris, Arena, AnyLogic, Simio, Simpy, Plant Simulation, ExtendSim, MTSS);
- Применение системной динамики (PowerSim, AnyLogic, NetLogo);
- Использование методов Монте-Карло в стохастическом анализе.
Тенденция к распространению применения системной динамики в моделировании различных объектов набирает обороты. Достижение целей автоматизированного проектирования становится возможным через систематизацию и улучшение процессов проектирования, основанных на математических методах, методах искусственного интеллекта и компьютерной технике.
Новая концепция интеллектуальных информационных технологий представлена в мультиагентной имитационной модели AnyLogic, AGNES, REPAST
и MTSS. Она направлена на объединение моделей и методов искусственного и естественного интеллекта для виртуального исследования, определения и прогнозирования поведения активных систем в определенной среде. Технологии CALS, ориентированные на комплексную компьютеризацию сфер промышленного производства, стремятся к унификации и стандартизации характеристик промышленной продукции на всех этапах жизненного цикла.
Стандарт обмена данными о продукции STEP (Standard for Exchange of Product data) представляет собой набор норм (ISO 10303), определяющих методы моделирования промышленных изделий на всех этапах их жизненного цикла. Этот набор стандартов лежит в основе технологий CALS. Развивая информационные технологии как важный компонент информационных систем, важно отметить, что основные направления развития включают: усложнение информационных продуктов (услуг); обеспечение совместимости; исключение промежуточных этапов; глобализацию и конвергенцию. Компания aPriori предоставляет уникальную информацию о проектировании и подборе поставщиков на основе искусственного интеллекта. Механизм механистического анализа модели aPriori позволяет моделировать сотни производственных процессов и точно рассчитывать связанные с ними затраты.
Использование моделирования на основе файлов САПР для быстрого сравнения вариантов проектирования и их финансовых последствий позволяет оптимизировать проекты, учитывая реальные заводские данные, и соответствовать требованиям заказчика. Разработка веб-сайта в качестве информационной системы для компаний и агентств открывает возможности для презентации услуг и товаров, поиска потенциальных клиентов и партнеров, а также снижения издержек за счет интернет-торговли и использования облачных сервисов. На сегодняшний день вебсайт является обязательным элементом присутствия практически у каждого агентства.
Важно, чтобы сайт предоставлял интернет-клиентам те же услуги, что и офис, поэтому при создании сайта анализируются его идея, цели и задачи. Разрабатываются разделы и функционал страниц, создаются схемы взаимодействия подсистем сайта, учитывая потребности клиентов. Завершив этап
проектирования, как клиент, так и команда разработчиков понимают, как будет выглядеть и работать проект.
Планирование веб-сайта как информационной системы включает в себя следующие этапы:
- выбор способов разработки пользовательского веб-интерфейса;
- выбор языков программирования и инструментов для создания веб-сайта:
- выбор локального веб-сервера;
- определение языков программирования (клиентские языки программирования выполняются на стороне клиента, а серверные на сервере);
- выбор базы данных (различающихся по производительности, масштабируемости данных и уровню защиты). Архитектура сети «Клиент-сервер» представляет собой сетевую структуру, в которой задания или нагрузка распределяются между поставщиками услуг, называемыми серверами, и получателями услуг, называемыми клиентами.
Часто взаимодействие между клиентами и серверами осуществляется через компьютерную сеть, где они могут представлять собой как различные физические устройства, так и программное обеспечение. К числу локальных web-серверов относятся следующие:
- Denwer, который представляет собой набор дистрибутивов (локальный сервер WAMP) и программную оболочку;
- Apache HTTP-сервер, являющийся кроссплатформенным программным обеспечением;
- web-сервер XAMPP.
Web-сервер XAMPP - это локальный сервер, который можно установить на компьютер разработчика для тестирования php-скриптов, создания и управления базами данных. XAMPP является самой популярной средой разработки PHP, необходимой для создания сайтов на php и создания баз данных для них. Пакет XAMPP включает в себя следующие модули:
- Для создания веб-сервера с поддержкой SSL используется Apache;
- Для работы с базой данных применяется MySQL;
- PHP поддерживает Perl;
- Для управления FTP-сервером используется FileZilla;
- phpMyAdmin предоставляет возможность управления MySQL через веб-интерфейс;
- Для эмуляции sendmail и SMTP-сервера используется отладочная "заглушка" на localhost:25, которая сохраняет входящие письма в формате .eml в /tmp.
Установка XAMPP автоматически включает необходимые модули.
Языки программирования делятся на два типа - клиентские и серверные. Клиентские языки исполняются на стороне клиента, то есть в браузере, а серверные - на сервере.
Среди клиентских языков программирования можно выделить HTML, CSS, JavaScript, VBScripе, JQuery, ActionScript, Java.
К серверные языки программирования включают PHP, Perl, Python, Ruby, Java, любой язык программирования .NET (ASP.NET), Groovy.
JQuery - это библиотека JavaScript, одна из самых популярных Open Source библиотек/фреймворков для JavaScript, которая основана на взаимодействии JavaScript и HTML. Эта библиотека содержит функционал, полезный для широкого спектра задач. В ней реализована компактная универсальная архитектура ядра библиотеки и плагинов, что позволяет собрать для ресурса необходимую JavaScript-функциональность.
JQuery предоставляет широкий набор возможностей, включая:
- использование движка Sizzle для кросс-браузерных CSS-селекторов;
- навигацию по DOM дереву с поддержкой XPath как плагина;
- обработку событий;
- применение визуальных эффектов;
- возможности AJAX;
- использование JavaScript-плагинов.
JavaScript был специально создан для разработки программ, ориентированных на работу в Интернете и компьютерных сетях. На Java можно написать как серверные, так и клиентские приложения, но, в отличие от JavaScript,
Java-программы не встраиваются в html-код, а исполняются на виртуальной машине Java. Также на Java можно создавать Java-апплеты - маленькие автономные программы, которые вызываются из html-кода и выполняются в браузере.
Java - это язык программирования, который был создан компанией Sun Microsystems. Приложения на Java компилируются в специальный байт-код, что позволяет им работать на любой виртуальной машине Java (JVM), независимо от архитектуры компьютера. Технология Java предоставляет возможность преобразования статических веб-страниц в динамические документы и разработки распределенных приложений, которые не зависят от платформы. Программы на Java могут быть разделены на две основные категории в зависимости от их назначения.
Существует два типа приложений на Java: одни предназначены для автономной работы с использованием интерпретирующей машины Java, другие -апплеты. PHP - один из самых популярных языков программирования для создания веб-приложений. Он используется для написания скриптов на сервере, обработки данных форматирования HTML и динамической генерации веб-страниц. PHP широко применяется в трех основных областях: создание серверных скриптов, работающих на стороне сервера, требующих обработчика PHP, веб-сервера, браузера для просмотра результатов и текстового редактора для написания PHP-кода.
- разработка скриптов, которые выполняются в командной строке. Скрипт запускается независимо от использованного веб-сервера и браузера, на конкретном компьютере. Для работы необходим интерпретатор командной строки. Этот метод подходит для скриптов, которые должны выполняться регулярно с помощью различных планировщиков задач.
- создание GUI-приложений (графических интерфейсов), работающих на стороне клиента. Для использования PHP в данной области требуется PHP-GTK, которое является дополнением к PHP.
PHP поддерживается практически на всех известных платформах, операционных системах и серверах.
База данных
Системы управления базами данных (СУБД) представляют собой совокупность программных и лингвистических средств, предназначенных для эффективного управления созданием и использованием баз данных. Использование баз данных на сайте приносит множество преимуществ, включая возможность создания страниц с динамическим контентом, хранение больших объемов информации и взаимодействие с пользователями. Существует несколько различных видов баз данных, таких как Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server, Microsoft Access и SQL, которые отличаются по производительности, масштабируемости данных и уровню безопасности.
Одной из наиболее популярных систем управления базами данных является Microsoft SQL Server, созданная компанией Microsoft и основанная на реляционной модели данных. Microsoft SQL Server представляет собой клиент-серверную СУБД, что делает ее идеальным выбором для использования в крупных организациях с мощными серверами. В реляционных базах данных информация хранится в таблицах, где связанные данные могут быть организованы и устанавливаются отношения между таблицами. Пользователи получают доступ к данным на сервере через приложения, в то время как администраторы имеют прямой доступ к серверу для выполнения задач по настройке, управлению и поддержке базы данных.
SQL Server представляет собой расширяемую базу данных, что означает, что она способна хранить большие объемы информации и обеспечивать работу множества пользователей, имеющих одновременный доступ к базе данных. SQL Server может взаимодействовать с данными в различных форматах, включая Oracle, IBM DB2, Sybase, Microsoft Access и другие системы управления базами данных.
Для создания веб-страницы, разработанной в графическом редакторе, требуется "вёрстка" - процесс формирования HTML-кода веб-страниц в текстовом или WYSIWYG-редакторе, который браузеры интерпретируют в виде веб-сайта. Для этой задачи нужны графический редактор - программа для ПК, создающая отдельные элементы дизайна, и текстовый редактор для написания кода. На рынке существует множество веб-редакторов, таких как Notepad++, Microsoft Expression Web, Kompozer и другие.
Notepad++ - это продвинутый редактор текста, который предоставляет большой набор функций для работы с текстом и кодом. В приложении имеется поддержка подсветки синтаксиса для множества языков программирования, включая Ada, ASP, Assembly, AutoIt, Batch, C, C#, C++, Calm, Cmake, COBOL, CoffeeScript, CSS, D, Diff, Flash actionscript, Fortran, Gui4Cli, Haskell, HTML, INNO, Java, Javascript, JSP, KIXtart, LISP, Lua, Makefile, Matlab, MS INI файл, MSDOS стиль, Plain text, NSIS, Objective-C, Pascal, Perl, PHP, Postscript, PowerShell, Properties, Python, R, Recourse file, Ruby, Shell, Sheme, Smalltalk, SQL, TCL, TeX, VB, VHDL, Verilog, XML, YAML. Также предусмотрена возможность создания собственной подсветки.
Редактор Notepad++ предоставляет возможность использовать вкладки для одновременного открытия нескольких файлов. Функция автозавершения помогает завершать код, функции, строки и пути файлов. Программа содержит удобный поиск, поддерживает использование регулярных выражений, позволяет отмечать нужные строки с помощью закладок и мгновенно переключаться между ними. Notepad++ поддерживает различные кодировки (ANSI, UTF-8, UCS-2, Windows-1251). Гибкие настройки позволяют изменить интерфейс программы и ее функциональность.
Особенностью Notepad++ является поддержка макросов, позволяющая записывать действия пользователя для повторного использования. Программа позволяет открывать файлы напрямую из окна для редактирования, сворачивать код, сравнивать файлы, выполнять блочное выделение текста, редактировать несколько строк одновременно, создавать резервные копии файлов, а также осуществлять печать текста и проверку орфографии.
Данная функция позволит вам быстро сканировать ваш код и обнаруживать возможные ошибки. Каждый вид кода будет выделен отдельно, что поможет вам четко различать HTML, CSS, PHP, JavaScript и другие языки программирования.
При разработке сайта были выбраны следующие программные средства:
- локальный веб-сервер - XAMPP;
- СУБД Microsoft SQL Server для базы данных;
- веб-редактор - Notepad++.
Для создания сайта можно использовать языки программирования PHP,
HTML, CSS, JavaScript, а также клиентский язык HTML с библиотекой JQuery. Для
реализации функционала был выбран язык программирования PHP.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Д. В. Чистов, П. П. Мельников и др. Проектирование информационных систем. Москва: Издательство Юрайт, 2020. - 258 с.
2. Саак А.Э., Пахомов Е.В., Тюшняков В.Н. Информационные технологии управления. М.: 2018. - 320 с.
3. Строгалев В.П., Толкачева И.О. Имитационное моделирование: учебное пособие/ - 2-е изд., испр., и доп. - Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. - 295с.
4. Советов Б.Я., Цехановских В.В. Информационные технологии. М.: Высшая школа, 2017.
5. Меньков А.В., Остряковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления. М.: ОНИКС 2015.
6. Проектирование и разработка сайта. URL: https://studfile.net/preview/5133573/page:3/ (дата обращения 05.06.2024).
7. Спецификация на программный продукт. URL:https://simtechdev.ru/blog/kak-sostavit-tz-ili-spetsifikatsiyu-na-programmnyy-produkt/ (дата обращения 05.06.2024)
THE SOURCES USED
1. D. V. Chistov, P. P. Melnikov, etc. Design of information systems. Moscow: Yurait Publishing House, 2020. - 258 p.
2. Saak A.E., Pakhomov E.V., Tyushnyakov V.N. Information management technologies. Moscow: 2018. - 320 p.
3. Strogalev V.P., Tolkacheva I.O. Simulation modeling: a textbook/ - 2nd ed., ispr., and add. - Moscow: Publishing House of Bauman Moscow State Technical University, 2015. - 295s.
4. Soviets B.Ya., Tsekhanovsky V.V. Information Technologies. M.: Higher School, 2017.
5. Menkov A.V., Ostreikovsky V.A. Theoretical foundations of automated control. M.: ONYX 2015.
6. Website design and development. URL: https://studfile.net/preview/5133573/page:3 / (accessed 06/05/2024).
7. Specification for the software product. URL:http://simtechdev.ru/blog/kak-sostavit-tz-ili-spetsifikatsiya-na-programmny-produkt/ (accessed 06/05/2024)
© Симавонян К.Ю., 2024 Научный сетевой журнал «Столыпинский вестник» №10/2024.
Для цитирования: Симавонян К.Ю. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ WEB-САЙТА, КАК ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ// Научный сетевой журнал «Столыпинский вестник» №10/2024.
