1.3. Архитектура ис, типы архитектур
Любая организация представляет собой сложную систему. Для изучения сложных систем используется системный подход6, для применения которого вводится понятие архитектуры. В понятии архитектуры воплощается идея целостности системы, идея подчинения элемента системы ее замыслу, назначению, миссии.
Архитектура системы, согласно ANSI/IEEE Std 1471-2000 – это «фундаментальная организационная структура системы, воплощенная в ее компонентах, их взаимоотношениях между собой и с окружением, и принципы, управляющие ее построением и эволюцией».
В настоящее время понятие архитектуры широко используется при анализе, описании, моделировании деятельности организаций (предприятий) как сложных системных объектов. Существование организации (предприятия) предполагает наличие у нее некоторой архитектуры, которая может или нет обеспечить необходимый уровень управления и контроля процессов производства продукции/услуг, добиться соответствия продукции/услуг ожиданиям потребителей, реализовать поставленные цели.
Архитектура организации7 должна включать описание роли людей, описание процессов (функции и поведение), представление всех вспомогательных технологий на протяжении жизненного цикла организации. Она определяет структуру бизнеса, информацию, необходимую для его ведения, технологии, применяемые для поддержания бизнес-операций и процессы преобразования, развития и перехода, необходимые для реализации новых технологий при изменении или появлении новых бизнес-потребностей.
Традиционно архитектура организации представляется в виде следующих слоев (таблица 1.3.1).
Таблица 1.1. Слои архитектуры организации |
||
Корпоративные миссия и стратегия, стратегические цели и задачи |
||
Бизнес-архитектура |
||
Бизнес-процессы |
Организационная структура |
Система документооборота |
Системная архитектура |
||
Приложения |
Данные |
Оборудование |
В зависимости от миссии, стратегии развития и долгосрочных бизнес-целей бизнес-архитектура определяет необходимые бизнес-процессы, информационные и материальные потоки, поддерживающую их организационную структуру.
Системная архитектура определяет совокупность методологических, технологических и технических решений для обеспечения информационной поддержки деятельности организации, определяемой его бизнес-архитектурой, и включает в себя архитектуры приложений, данных и техническую.
Архитектура приложений включает прикладные программные системы, поддерживающие выполнение бизнес-процессов, интерфейсы взаимодействия прикладных программных систем между собой и с внешними системами, источниками или потребителями данных, средства и методы разработки и сопровождения приложений.
Архитектуру данных определяют базы данных и хранилища данных, системы управления базами данных и хранилищами данных, правила и средства разграничения доступа к данным.
Сетевая архитектура и архитектура платформ представляют техническую архитектуру.
Сетевую архитектуру образуют вычислительные сети, используемые коммуникационные протоколы, сервисы и системы адресации в сетях, методики обеспечения бесперебойной работы сетей в форс-мажорных условиях.
Архитектура платформ включает аппаратные средства вычислительной техники – серверы, рабочие станции, устройства хранения данных и другое компьютерное оборудование, операционные и управляющие системы, утилиты и офисные программные системы, методики обеспечения бесперебойной работы аппаратуры (главным образом, серверов) и баз данных в форс-мажорных обстоятельствах.
Архитектура организации является одним из главных средств управления изменениями в бизнесе и технологиях, при этом поддерживает работу менеджеров при анализе потенциальных изменений и их реализации, создает основу для совместной работы бизнес-менеджеров и ИТ-менеджеров, создает единое информационное пространство организации.
Архитектура информационной системы – это концептуальное описание структуры, определяющее модель, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы.
Архитектура информационной системы предусматривает наличие трех компонент:
Информационные технологии – аппаратно-программная компонента, телекоммуникации и данные, совместно обеспечивающие функционирование информационной системы и являющиеся ее главной материальной основой;
Функциональные подсистемы – специализированные программы, обеспечивающие обработку и анализ информации для цельной подготовки документов или принятия решений в конкретной функциональной области на базе информационных технологий;
Управление информационными системами обеспечивает оптимальное взаимодействие информационных технологий, функциональных подсистем и связанных с ними специалистов, а также их развитие в течение всего жизненного цикла информационной системы.
Различают следующие виды архитектур: файл-сервер; клиент-сервер; многоуровневая; архитектура на базе хранилища данных; Internet/Intranet.
В общем случае функции клиентского приложения разбиваются на следующие группы:
ввод и отображение данных (презентационная логика) – часть кода клиентского приложения, которая определяет, что пользователь видит на экране, когда работает с приложением. Как правило, получение информации от пользователя происходит посредством различных форм. А выдача результатов запросов – посредством отчетов;
бизнес-логика – часть кода клиентского приложения, которая определяет алгоритм решения конкретных задач приложения. Она определяет функциональность и работоспособность системы в целом. Блоки программного кода могут быть распределены по сети и использоваться многократно (CORBA, DCOM) для создания сложных распределенных приложений;
обработка данных внутри приложения (логика базы данных) – часть кода клиентского приложения, которая связывает данные сервера с приложением. Она обеспечивает добавление, модификацию и выборку данных, проверку целостности и непротиворечивости данных и реализацию транзакций
Физически, функции могут реализовываться одним программным модулем, или же распределяться на несколько параллельных процессов в одном или нескольких узлах сети.
Рассматриваются следующие архитектуры
Функции \ Тип архитектуры |
Файл-сервер |
Клиент-сервер (Бизнес-логика на клиенте) |
Клиент-сервер (бизнес-логика на сервере) |
3-уровневая архитектура |
Презентационная логика |
Клиент |
Клиент |
Клиент |
Клиент |
Бизнес-логика |
Клиент |
Клиент |
Сервер БД |
Сервер приложений |
Логика базы данных |
Файл-сервер (или клиент) Все три функции реализуются одним программным модулем |
Сервер БД Презентационная и бизнес-логика образуют единый модуль. Данные хранятся на сервере БД |
Сервер БД Бизнес логика реализована в виде хранимых процедур, исполняемых на сервере БД |
Сервер БД Функции исполняются на разных компьютерах. |
Файл-сервер – выделенный сервер, оптимизированный для выполнения файловых операций ввода-вывода и предназначенный для хранения файлов любого типа, обладающий большим объемом дискового пространства. Для повышения надежности хранения данных оборудуется RAID8 контроллером.
В архитектуре «файл-сервер» сервер выполняет функции хранения данных и кода программы, а клиент – обработку данных. Клиент обращается к серверу на уровне файловых команд, система управления файлами считывает запрашиваемые данные из БД и поблочно передает эти данные клиентскому приложению. Фактически, эта архитектура предполагает автономную работу программного обеспечения ИС на разных компьютерах в сети. Компоненты ИС взаимодействуют только за счет наличия общего хранилища данных под управлением СУБД, поддерживающей файл-серверную архитектуру.
При использовании файл-серверной архитектуры копия СУБД создается для каждого инициированного пользователем сеанса работы с ней, которая выполняется на том же процессоре, что и пользовательский процесс. Вся ответственность за сохранность и целостность базы данных лежит на программе и сетевой операционной системе. Обработка всех данных происходит на рабочих местах, а сервер используется только как разделяемый накопитель. При больших объемах данных и работе во многопользовательском режиме существенно снижается быстродействие.
В архитектуре ИС «файл-сервер» присутствует «толстый» клиент и очень «тонкий» сервер в том смысле, что почти вся работа выполняется на стороне клиента, а от сервера требуется только достаточная емкость дисковой памяти.
К недостаткам архитектуры «файл-сервер» относят высокий сетевой трафик, связанный с передачей по сети множества блоков и файлов, необходимых приложениям клиентов; ограниченное множество команд манипулирования данными; отсутствие развитых средств защиты данных (только на уровне файловой системы).
1.4. Структура корпоративной информационной системы и требования.
Рис. 1.5.1. Структура семейства стандартов ИСО 9000 [1]
Внедрение и поддержание на предприятии системы качества в соответствии со стандартами семейства ИСО 9000 предполагает использование программных продуктов таких классов:
комплексные системы управления предприятием (автоматизированные информационные системы поддержки принятия управленческих решений), АИСППР
системы электронного документооборота,
продукты, позволяющие создавать модели функционирования организации, проводить анализ и оптимизацию ее деятельности (в том числе, системы нижнего уровня класса АСУТП и САПР, продукты интеллектуального анализа данных, а также ПО, ориентированное исключительно на подготовку и поддержание функционирования систем качества в соответствии со стандартом ИСО 9000)
Следовательно, внедрение системы качества ИСО 9000 и внедрение корпоративной информационной системы на предприятии взаимосвязаны.
Корпоративная информационная система (КИС) - это совокупность информационных систем отдельных подразделений предприятия, объединенных общим документооборотом, таких, что каждая из систем выполняет часть задач по управлению принятием решений, а все системы вместе обеспечивают функционирование предприятия в соответствии со стандартами качества ИСО 9000. Исторически сложились ряд требований к корпоративным информационным системам. Основными требованиями являются функциональные и системные. Основными системными требованиями являются:
системность и комплексность: система должна охватывать все уровни управления организацией с учетом филиалов, дочерних фирм, сервисных центров и представительств. Весь процесс производства с точки зрения информатики представляет собой непрерывный процесс порождения, обработки, изменения, хранения и распространения информации. Каждое рабочее место - будь то рабочее место сборщика на конвейере, бухгалтера, менеджера, кладовщика, специалиста по маркетингу или технолога - это узел, потребляющий и порождающий определенную информацию.
стандартизация и унификация:
единообразие форм представления информации, а также учета, контроля и хранения документов;
единообразие по возможности пользовательского интерфейса для всех решаемых задач;
единый порядок документирования, сопровождения и модификации;
система должна строиться на основе типовых программных продуктов и стандартных технологиях и методологиях учета и анализа данных;
надежность: сохранность данных, отсутствие сбоев и надежная работа системы;
безопасность: требование безопасности включает в себя несколько аспектов:
защита данных от потери. Это требование реализуется, в основном, на организационном, аппаратном и системном уровнях. Прикладная система, какой является, например АСУ, не обязательно должна содержать средства резервного копирования и восстановления данных. Эти вопросы решаются на уровне операционной среды;
сохранение целостности и непротиворечивости данных. Прикладная система должна отслеживать изменения во взаимозависимых документах и обеспечивать управление версиями и поколениями наборов данных;
предотвращение несанкционированного доступа к данным внутри системы. Эти задачи решаются комплексно как организационными мероприятиями, так и на уровне операционных и прикладных систем. В частности, прикладные компоненты должны иметь развитые средства администрирования, позволяющие ограничивать доступ к данным и функциональным возможностям системы в зависимости от статуса пользователя, а также вести мониторинг действий пользователей в системе.
предотвращение несанкционированного доступа к данным извне. Решение этой части проблемы ложится в основном на аппаратную и операционную среду функционирования КИС и требует ряда административно-организационных мероприятий.
адаптивность или гибкость: то есть гибко настраиваться на разное законодательство, иметь разноязыковые интерфейсы, уметь работать с различными валютами одновременно; гибкость системы в настройке позволяет смоделировать любую схему работы предприятия;
модульность построения дает поэтапно расширять функциональность системы, к тому же если система не создается под конкретное производство, а приобретается на рынке готовых систем, модульность позволяет исключить из поставки компоненты, которые не вписываются в инфологическую модель конкретного предприятия или без которых на начальном этапе можно обойтись, что позволяет сэкономить средства;
простота: разработчики сделают все, чтобы работа с системой была удобна для пользователей и администратора. Для этого настройка системы должна быть реализована на основе стандартных средств (например, Windows-интерфейс);
масштабируемость и переносимость на другую аппаратную платформу;
открытость (выход в международные сети – с одной стороны, а так же возможность настройки системы на особенности конкретного предприятия);
на определенном этапе развития предприятия рост требований к производительности и ресурсам системы может потребовать перехода на более производительную программно-аппаратную платформу. Чтобы такой переход не повлек за собой кардинальной ломки управленческого процесса и неоправданных капиталовложений на приобретение более мощных прикладных компонентов, необходимо выполнение требования мобильности;
поддержка внедрения и сопровождения со стороны разработчика;
способность системы к развитию.
Все функциональные подсистемы КИС используют общее информационное и техническое обеспечение. Это означает, что необходимо так создать и организовать функционирование комплекса технических средств и информационных ресурсов, чтобы своевременно решать все задачи функциональных подсистем.
В свою очередь, прикладная система выдвигает ряд требований к среде, в которой она функционирует. Средой ее функционирования являются сетевая операционная система, операционные системы на рабочих станциях, система управления базами данных и ряд вспомогательных подсистем, обеспечивающих функции безопасности, архивации и т.п.