5.2. Способы и методы обработки данных

Концепция построения технологических процессов переработ­ки информации зависит от способов обработки данных, которые определяют уровень развития информационной технологии. Од­ной из первых исторически сложившихся технологий (период 1960-х — середина 1980-х гг.) была технология на основе централи­зованной обработки данных, которая предполагает выполнение всех работ по обработке данных, начиная со сбора и регистрации в од­ном центре обработки — вычислительном центре (ВЦ). Пользова­тель доставляет в ВЦ исходную информацию и получает результа­ты обработки в виде выходных документов. ВЦ оснащался мощными ЭВМ, позволяющими обрабатывать огромные объемы информации. Позже возникли вычислительные центры коллек­тивного пользования (ВЦКП), позволявшие обслуживать несколь­ко пользователей. Таким образом, на уровне пользователя исполь­зовалась только оргтехника, техника передачи данных, остальные вычислительные мощности были собственностью ВЦ.

К достоинствам этого способа обработки можно отнести един­ство методики обработки с возможностью своевременного ее со­вершенствования, единые стандарты представления информации, унификацию данных, и информационных процедур, простую схему документооборота, единое техническое обеспечение, снимающее проблему сопряжения технических средств, а также возможность для пользователя оперировать большими объемами данных.

Недостатками этого способа являлись: неудобство для пользо­вателя получения информации; перегруженность технических средств, приводящая к сбоям в технологическом процессе; невоз­можность предоставления всего спектра услуг; необеспеченность должной надежности и защиты информации.

Появление персональных компьютеров, дающих возможность автоматизировать конкретное рабочее место, привело к созданию децентрализованной обработки данных (конец 1980-х — середина 1990-х гг.). Децентрализованная обработка данных предполагает обработку всей информации на оборудовании удаленного пользо­вателя, т.е. непосредственно на рабочем месте служащего, и спо­собствует рассредоточению вычислительных ресурсов и их при­ближению к местам возникновения и потребления информации, например АРМ бухгалтера, экономиста, операциониста, кредит­ного работника и т.д.

Таким образом, персональные компьютеры использовались ав­тономно. Хранение данных организуется в виде файлов на отдель­ных компьютерах. Обмен данными производится с помощью дис­кет. Для получения сводных показателей производится перезапись информации на один компьютер.

Недостатками такого способа обработки являются дублирова­ние информации, сложность подготовки сводной отчетной доку­ментации, техническая совместимость, отсутствие возможности оперативного анализа различных аспектов деятельности органи­зации и др.

В последнее время организация применения компьютерной техники и технологии претерпела значительные изменения, связанные с переходом к созданию интегрированных информацион­ных систем. Данные системы проектируются с учетом согласован­ного управления данными в пределах предприятия (организации), координации обмена информацией как в пределах отдельных групп пользователей, так и между несколькими организациями, находя­щимися друг от друга в десятках и сотнях километров. Построение подобных систем основано на распределенной обработке данных — обработке, выполняемой на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему. Для реализации распределенной обработки данных используются компьютерные сети. Преимуществами распределенной обработки данных являются большое число взаимодействующих между собой пользователей, перераспределение обработки и хранения данных с централизованной базы на локальные, обеспечение возможности параллельной обработки данных пользователями в сети.

В интегрированных информационных системах с распределен­ной обработкой данных применяются различные виды информа­ционно-технологической архитектуры, зависящие от используемых программных, технических средств, структуры информационных баз данных, типа сетей. Наиболее распространенными видами информационно-технологической архитектуры являются архитек­туры «файл-сервер», «клиент-сервер».

Архитектура «файл-сервер» реализуется посредством компью­терных сетей локального типа. Компьютеры в сети делятся на ра­бочие станции и серверы. На сервере находится информационная база данных сети, на рабочей станции — программные средства, организующие диалог пользователя в сети, и программные сред­ства приложений. Обработка информации происходит на рабочих местах, куда по запросу пользователя считывается (передается по сети) вся требуемая информация; при этом не различается, вся информация нужна или ее часть, т.е. считывается на рабочую стан­цию весь файл базы данных, без предварительного отбора данных. Таким образом, использование архитектуры «файл-сервер» пред­полагает, что вся обработка данных выполняется на рабочей стан­ции, а сервер выполняет лишь функции накопителя данных и средств доступа.

Достоинство архитектуры «файл-сервер» — обеспечение высо­кого уровня защиты данных от несанкционированного доступа. Однако при такой технологии не обеспечивается достаточная ско­рость обработки информации, так как, во-первых, объемы базы данных обычно достаточно велики и, во-вторых, необходимо по­стоянно обмениваться данными между сервером и вспомогатель­ными компьютерами (рабочими станциями), полные копии файлов базы данных перемещаются по сети, при этом доступ к ним в режи­ме корректировки блокируется для других пользователей. Кроме того, к недостаткам можно отнести перегрузку трафика сети и вы­сокие требования к техническому оснащению рабочих станций.

Архитектура «клиент-сервер» позволяет преодолеть непроиз­водительную пересылку больших информационных потоков в сети. Это достигается за счет разделения программ на две части: клиент­скую и серверную. Клиентская часть устанавливается на компью­тере рабочего места, серверная — на сетевом сервере. Таким обра­зом, на сервере находятся не только общие базы данных, но и программы поиска и записи. Это позволяет «клиентам» (другим программам, расположенным на рабочих станциях) посылать сер­веру запрос не на всю информацию из базы данных, а только на нужную, причем частично или полностью обработанную. При этом существенно уменьшается трафик сети, снижается загруженность канала передачи данных.

Архитектура «клиент-сервер» может быть двухзвенной и мно­гозвенной. При двухзвенной архитектуре клиенты непосредственно взаимодействуют с сервером. Многозвенная архитектура отлича­ется существованием еще одного или нескольких звеньев, так на­зываемых серверов приложений или серверов обслуживания, ко­торые являются промежуточными звеньями между клиентами и сервером. Сервер приложений выполняет ряд функций, как сис­темных, так и пользовательских, которые в случае использования двухзвенной архитектуры выполняет либо клиент, либо сервер.

По способу организации обмена данными между клиентом и сервером различают модели «толстого» и «тонкого» клиента.

В модели «толстый клиент» на сервере реализованы главным образом функции доступа к данным, а все прикладные вычисления выполняются на «клиентских» программах, т.е. сервер только от­бирает нужные данные и пересылает их на рабочую станцию, где и выполняется их обработка. Результаты обработки пересылаются назад серверу для сохранения их в общей базе данных.

В модели «тонкий клиент» значительная часть прикладной об­работки данных выполняется непосредственно на сервере, а на рабочую станцию передаются данные для просмотра в экранных формах и результаты выполнения отчетов.

Организация распределенной обработки данных зависит от спо­соба их распределения. Существуют централизованная, децентра­лизованная и смешанная организации распределения данных.

1. Централизованная организация данных предполагает нали­чие на сервере общей базы данных (рис. 5.1). Все операции с базой данных обеспечиваются этим сервером. Каждый клиент сети име­ет доступ к единой базе данных с помощью удаленного запроса. Достоинство данной организации — простота поддержки базы данных в актуальном состоянии. К недостаткам можно отнести ограниченность объема внешней памяти, что влияет на размер базы данных, ограничения на параллельную обработку запросов клиентов, нарушение работы клиентов в сети при отказе аппарат­ных средств.

Рис. 5.2. Централизованная организация данных

2. Децентрализованная организация данных предполагает раз­биение общей базы данных на несколько физически распределен­ных. Каждый клиент имеет доступ к своей БД, которая может быть либо частью общей базы данных (рис. 5.3, а), либо ее копией (рис. 5.3, б).

При разбиении БД каждая ее часть хранится на отдельном сер­вере. При дублировании БД на каждом сервере сети размещается полная копия БД. Достоинства и недостатки децентрализованной организации данных приведены в табл. 5.1.

3. Смешанная организация данных предполагает объединение двух способов распределения — разбиения и дублирования. При этом сохраняются преимущества и недостатки каждого из этих способов.

Таким образом, интегрированная информационная система базируется на интегрированном использовании персональных ком­пьютеров, специализированных мощных компьютеров (серверов), объединенных каналами связи и единой технологией в единую глобальную корпоративную сеть. Данная технология характерна для крупных предприятий, имеющих разветвленную сеть филиалов или дочерних компаний. При этом в корпоративной сети выделя­ются два уровня обработки: локальная вычислительная сеть цент­рального органа управления предприятием и локальная вычисли­тельная сеть филиалов.

Рис. 5.2. Децентрализованная организация данных способом распределения (а) и способом дублирования (6)

Таблица 5.1 ― Достоинства и недостатки децентрализованной организации данных

Способ распределения	Достоинства	Недостатки
Разбиение	Сокращение времени ответа на запрос Удовлетворение запросов локальными базами Надежность хранения Доступность данных Работоспособность систе­мы при отказе одного сервера	Увеличение времени ожидания результата запроса при обращении к нескольким серверам Необходимость иметь сведения о размещении данных в различных БД
Дублирование	Быстрота доступа за счет локальности выполнения запросов	Повышенное требование к объему внешней памяти Сложность корректировки баз

Центральный офис и филиалы объединя­ются в единую информационно-вычислительную среду, связь в которой осуществляться по некоммутируемым проводным кана­лам, оптоволоконным каналам, радио- и спутниковым каналам, а также, в редких случаях, с использованием телефонных комму­тируемых соединений. В этом случае база данных корпорации может быть реализована по двум основным архитектурам: как еди­ная централизованная база данных, так и распределенная по уров­ням (филиалам) вычислительной сети. В первом случае база дан­ных хранится на достаточно мощном и высокопроизводительном центральном сервере (или интегрированной группе серверов) вы­числительной системы, доступ к которой осуществляется по кана­лам связи со стороны удаленных пользователей. Во втором случае база данных ведется как на сервере центрального офиса, так и на серверах филиалов, при этом она автоматически синхронизирует­ся. Обе эти структуры реализуются посредством архитектуры «кли­ент-сервер».

Развитие технологий не останавливается на создании крупных сетей в рамках одного предприятия или организации. Для согла­сованной работы всех экономических подразделений региона или страны необходимы более крупные сети. С этой целью ведется работа по объединению сетей предприятий или организаций с региональными сетями: по законодательству, налоговой деятель­ности, обеспечению банковских расчетов, политическим и дело­вым новостям, состоянию фондового рынка и т.д. В свою очередь, региональные системы имеют тенденцию к объединению между собой, что необходимо для более качественного управления эко­номикой страны в целом.

Технические и технологические возможности современного этапа развития научно-технического прогресса позволяют сетям выйти за границы не только регионов, но и стран. С появлением Интернета технологии развиваются во всемирном масштабе. В этой сети информационный поток, вводимый клиентом, полу­чает адрес и автоматически находит кратчайший путь до адресата. При этом при технических или иных сбоях в сети информация находит обходные сети, что позволяет работать ей без переры­вов.

Использование Интернета имеет ряд преимуществ:

1. клиент открывает страницу Интернета, т.е. вводит в сеть массив о своей деятельности. Это позволяет заявить о себе как о производителе какой-либо продукции или услуги, прорекламиро­вать себя;

2. для каждого клиента ограничен целевой поиск по сети, т.е. до­статочно быстро можно найти партнеров по бизнесу, заключить сделку, договориться о совместной деятельности;

3. на основе информации, имеющейся в сети, можно опреде­лить конкурентоспособность своей продукции и услуг, определить конъюнктуру рынка, что позволит скорректировать собственную производственную деятельность;

4. оперативно можно получать информацию о последних до­стижениях в интересующей области с целью возможного их ис­пользования;

5. мгновенная связь между клиентами позволяет точно опре­делить текущую рыночную ситуацию, снизить степень рисков при заключении сделок, быстро реагировать на изменение рынка, лик­видировать промежуточные звенья между покупателем и продав­цом, индивидуализировать производство товаров и услуг, работая по заказам потребителя.