Тема лекции: Технология обработки экономической информации в компьютерных сетях.
План лекции:
Развитие систем обработки данных.
Архитектура информационной системы типа «Файл-сервер»
Архитектура информационной системы типа «Клиент-сервер»
Модели типовых архитектур компьютерных сетей
Архитектура информационных Intranet-систем
Технологии совместной работы пользователей в автоматизи-рованных КИС
Хранилище данных.
Исторически системы обработки данных как совокупность технического и программного обеспечения развивалась следующим образом:
Одномашинные системы обработки данных (СОД). Это были первые системы на базе одного компьютера с традиционной однопроцессорной структурой.
Вычислительные комплексы. Для повышения производительности и надежности систем обработки данных несколько компьютеров связывались между собой, образуя многомашинный вычислительный комплекс.
Вычислительные системы. Это компьютеры со специальным программным обеспечением или вычислительные комплексы, настроенные на решение задач конкретной предметной области.
Системы телеобработки. Данные системы позволяли связывать рабочие места (абонентские пункты) с системой обработки данных через каналы связи.
Компьютерные сети. Это комплекс персональных компьютеров, объединенных сетью передачи данных.
С появлением персональных компьютеров и компьютерных сетей возникла распределенная обработка как совокупность элементов обработки данных, связанных управлением ресурсами с целью совместного выполнения прикладных программ.
Преимущества распределенных систем обработки данных:
Обработка данных осуществляется в месте их возникновения и использования, что повышает заинтересованность пользователя в достоверности данных и качестве принятия решения;
Обеспечивается возможность организации безбумажной технологии обработки данных;
Имеет место относительное уменьшение капитальных затрат на создание системы обработки данных и эксплуатационных расходов при высокой общей производительности системы;
Сокращается время обработки данных за счет высокого уровня параллельной обработки;
Повышается надежность системы обработки данных;
Появляется возможность наращивания вычислительной мощности системы обработки данных.
Обычно, распределенной считают такую систему, в которой функционирует более одного сервера базы данных. Это применяется для уменьшения нагрузки на сервер или обеспечения работы территориально удаленных подразделений.
Малые информационные системы имеют небольшой жизненный цикл, ориентированы на массовое использование, имеют невысокую цену, невозможна их модификация без участия разработчиков, используют в основном настольные системы управления базами данных (СУБД) типа Clarion, FoxPro, Clipper, Paradox, имеют однородное аппаратно-программное обеспечение, не имеют средств обеспечения безопасности.
Крупные корпоративные информационные системы имеют длительный жизненные цикл, миграцию унаследованных систем, разнообразие аппаратно-программного обеспечения, масштабность и сложность решаемых задач, пересечение множества предметных областей, аналитическую обработку данных, территориальную распределенность компонент.
К функциям распределенных информационных систем, прежде всего, относится: работа с данными, расположенными на разных физических серверах, различных аппаратно-программных платформах и хранящихся в различных внутренних форматах.
Для пользователей система обеспечивает различные уровни привилегий и предоставляет простые интерфейсы доступа к информации.
В основе широкого распространения локальных сетей компьютеров лежит известная идея разделения ресурсов. Высокая пропускная способность локальных сетей обеспечивает эффективный доступ из одного узла локальной сети к ресурсам, находящимся в других узлах.
Рабочая станция предназначена для непосредственной работы пользователя или категории пользователей и обладает ресурсами, соответствующими локальным потребностям данного пользователя. Спецификой рабочей станции могут быть:
объем оперативной памяти (далеко не все категории пользователей нуждаются в наличии большой оперативной памяти);
наличие и объем дисковой памяти (достаточно популярны бездисковые рабочие станции, использующие внешнюю память дискового сервера);
характеристики процессора и монитора (некоторым пользователям нужен мощный процессор, других в большей степени интересует разрешающая способность монитора, для третьих обязательно требуются средства убыстрения графики и т.д.).
При необходимости можно использовать ресурсы и/или услуги, предоставляемые сервером.
Сервер локальной сети должен обладать ресурсами, соответствующими его функциональному назначению и потребностям сети. Заметим, что в связи с ориентацией на подход открытых систем, правильнее говорить о логических серверах (имея в виду набор ресурсов и программных средств, обеспечивающих услуги над этими ресурсами), которые располагаются не обязательно на разных компьютерах. Особенностью логического сервера в открытой системе является то, что если по соображениям эффективности сервер целесообразно переместить на отдельный компьютер, то это можно проделать без потребности в какой-либо переделке как его самого, так и использующих его прикладных программ.
Примерами сервером могут служить:
сервер телекоммуникаций, обеспечивающий услуги по связи данной локальной сети с внешним миром;
вычислительный сервер, дающий возможность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях;
дисковый сервер, обладающий расширенными ресурсами внешней памяти и предоставляющий их в использование рабочим станциями и, возможно, другим серверам;
файловый сервер, поддерживающий общее хранилище файлов для всех рабочих станций;
сервер баз данных фактически обычная СУБД, принимающая запросы по локальной сети и возвращающая результаты.
Эффективность функционирования информационной системы во многом зависит от ее архитектуры. При построении распределенных информационных систем, как правило, используются две базовые архитектуры: «Клиент-сервер» и «Internet-Intranet». Известная все архитектура «файл-сервер» является упрощенной модификацией структуры «клиент-сервер» и используется для простых и недорогих информационных систем. Принято называть клиентом локальной сети, запрашивающий услуги у некоторого сервера и сервером-компонент локальной сети, оказывающий услуги некоторым клиентам.
Архитектура информационной системы типа «Файл-сервер»
Файл-серверная система используется в качестве внешней поддержки один или несколько файловых серверов. Сервера обеспечивают управление внешней памятью, поддерживая в основном только управление файлами.
В файл-серверной технологии персональный компьютер или рабочая станция, подключается к локальной сети, которая обеспечивает преимущества коллективных вычислений, сохраняя простоту и в то же время предоставляя пользователям возможность совместно работать с данными.
В этом случае сетевые пользователи обращаются к информации на файловом сервере – центральном узле, где хранятся общедоступные файлы данных. Обычно файловый сервер поддерживает и совместную эксплуатацию периферийных устройств, таких как принтеры и модемы.
В качестве файлового сервера применяется специализированный компьютер с большим объемом дисковой памяти. При такой схеме приложение, функционирующее на ПК, считывает и записывает файлы, обмениваясь данными с сетевым файловым сервером, который не принимает участия в обработке, а просто хранит файлы, необходимые для выполняемых на ПК программ. При операции сохранения данные передаются по сети обратно на файловый сервер.
Организация информационной системы на основе использования выделенных файл-серверов все еще является наиболее распространенной в связи с наличием большого количества персональных компьютеров разного уровня развитости и сравнительной дешевизны связывания компьютеров в локальные сети. На Рисунок 1представлена традиционная схема архитектуры «Файл-сервер».
Рисунок 1. Традиционная схема архитектуры «Файл-сервер».
Основные достоинства файл-серверной архитектуры
простота организации системы;
наличие удобных и развитых средств разработки графического пользовательского интерфейса и систем управления базами данных.
Недостатки файл-серверной архитектуры
необходимость наличия большого числа мощных клиентских компьютеров, так как почти вся работа выполняется на стороне клиента, а от сервера требуется только достаточная емкость дисковой памяти;
отсутствие поддержки целостного состояния базы данных и гарантированной надежности хранения информации;
работа клиента с удаленными файлами вызывает существенную перегрузку трафика (поскольку файл-серверная СУБД работает на стороне клиента, то для выборки данных в общем случае необходимо иметь на стороне клиента весь соответствующий файл целиком).
При использовании файл-серверной архитектуры копия программного обеспечения СУБД поддерживает для каждого инициированного пользователя сеанс работы с СУБД.
Сервер базы данных существует независимо от клиентских процессов. Интерфейс развитых серверов баз данных основан на использовании высокоуровневого языка SQL, что позволяет использовать сетевой трафик между клиентом и сервером БД только в определенных целях (от клиента к серверу в основном передаются операторы языка SQL, от сервера к клиенту – результаты выполнения операторов). Язык SQL стал фактически стандартным языком доступа к базам данных. Все СУБД, претендующие на название "реляционные", реализуют тот или иной диалект SQL. Многие нереляционные системы также имеют в настоящее время средства доступа к реляционным данным. Целью стандартизации является переносимость приложений между различными СУБД.
Серверы баз данных SQL обладают своими преимуществам и недостатками. Преимущество – стандартность интерфейса. В принципе, клиентские части любой SQL-ориентированной СУБД могли бы работать с любым SQL-сервером вне зависимости от фирмы-производителя. Недостатком является то, что при высоком уровне интерфейса между клиентской и серверной частями на стороне клиента работает слишком мало модулей СУБД. Типичный сервер базы данных обеспечивает поддержку логически согласованного набора файлов: язык манипулирования данными; восстановление информации после разного рода сбоев; организацию параллельной работы нескольких пользователей. Практически во всех файл-серверных средствах и методологиях имеется тенденция к переходу к технологии «клиент-сервер».