Распределенные объектные технологии в информационных системах

Введение

Единое информационное пространство

Стратегия разработки крупных информационных систем

Архитектура взаимодействия компонент распределенной ИС

Функциональная  нагрузка компонентов в ИС

Двухуровневые архитектуры

Трехуровневые архитектуры

Распределенные одноранговые архитектуры

Технологии интеграции компонентов распределенных ИС

Заключение

Литература 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 
 

Сегодня, в условиях постоянного поиска, направленного  на улучшение производственных процессов, и быстрого развития вычислительной техники и прикладного программного обеспечения, сложность информационных систем резко возрастает. Появляются новые концепции, технологии, архитектурные решения построения ИС. Совершается переход от статичной, централизованной структуры ИС к динамичной, гибкой, основанной на распределенности систем получения и обработки информации. 
 

Специфика решаемых с помощью ИС задач, различная  сложность их создания, модификации, сопровождения, интеграции с другими  ИС и т.п., позволяют разделить информационные системы на следующие классы: 

малые информационные системы;

средние информационные системы;

крупные информационные системы (корпоративные информационные системы - системы уровня федеральных  организаций). 
 

К классу малых  информационных систем относятся системы уровня небольшого предприятия. К основным признакам таких систем следует отнести: 

непродолжительный жизненный цикл;

ориентация на массовое использование;

невысокая цена;

практическое  отсутствие средств аналитической  обработки данных;

отсутствие возможности  незначительной модификации без  участия разработчиков;

использование в основном настольных СУБД (Clarion, FoxPro, Clipper, Paradox, Access и др.);

однородность  аппаратного и системного программного обеспечения (широкое использование  в качестве аппаратного обеспечения недорогих персональных компьютеров);

практическое  отсутствие средств обеспечения  безопасности;

и т.д. 
 

В отличие от предыдущего класса, признаками средних  информационных систем являются: 

длительный жизненный  цикл (возможность роста до крупных систем);

наличие аналитической  обработки данных;

наличие штата  сотрудников, осуществляющих функции  администрирования аппаратных и  программных средств;

наличие средств  обеспечения безопасности;

тесное взаимодействие с фирмами - разработчиками программного обеспечения по вопросам сопровождения компонентов ИС;

и т.д. 
 

И наконец, к  характерным признакам корпоративных  информационных систем следует отнести: 

длительный жизненный  цикл;

миграцию унаследованных систем;

разнообразие  используемого аппаратного обеспечения, жизненный цикл которого меньше, чем у создаваемой системы;

разнообразие  используемого программного обеспечения;

масштабность  и сложность решаемых задач;

пересечение множества  различных предметных областей;

ориентация на аналитическую обработку данных;

территориальную распределенность, что особенно характерно для России;

и т.д. 
 

В настоящее  время появляется множество статьей, касающихся описания продуктов, технологий и методологий, рассчитанных на создания малых и средних информационных систем. Технологии и методологии построения крупных информационных систем, объединяющих внутри себя множество локальных информационных систем, практически не рассматриваются и не обсуждаются. Довольно часто это приводит к тому, что в качестве технологий создания крупной информационной системы разработчики выбирают те, которые изначально на это не рассчитаны. В результате реализуемые проекты не получают должного развития, становясь "долгостроем", или умирают вообще. 
 

В связи с  этим в статье представлен концептуальный взгляд на создание информационных систем масштаба корпорации (уровня федеральных организаций) с использованием распределенных объектных технологий. 

Единое информационное пространство 
 

Современный уровень  развития общества естественным образом вывел индустрию информационных технологий на одно из ведущих (стратегических) направлений, в котором сосредоточиваются огромные интеллектуальные и финансовые ресурсы. Информация и инструменты управления информацией (программные продукты различного функционального назначения) приобрели статус информационных ресурсов. 
 

Информационные  ресурсы концентрируются в рамках информационных систем (ИС). Объединение  ресурсов на основе информационно-коммуникационного  взаимодействия информационных систем выводит их на уровень корпоративных информационных ресурсов. Такое объединение будем называть Единым Информационным Пространством (ЕИП). Реализация ЕИП масштаба федерации, корпорации, предприятия возможна при создании и последующем соблюдении стандарта на взаимодействие между собой как информационных систем, так и их отдельных приложений (рис. 1). 
 
 
 

Рисунок 1.

Корпоративные информационные ресурсы 
 

К сожалению, в  ряде случаев под информационными  ресурсами понимают только данные, т.е. решение проблемы построенияЕИП сводится к организации доступа к удаленным базам данных. В результате понятие Единого Информационного Пространства сужается до понятия Единого Пространства Данных (ЕПД) (рис. 2), а информационные системы выступают в роли клиента и сервера, взаимодействуя друг с другом по сценарию представленному на рис. 3. 
 
 
 

Рисунок 2.

Единое пространство данных 
 

Информационная  система-клиент (ИСК) посылает информационной системе-серверу (ИСС) запрос, получая  в качестве результата данные, подлежащие дальнейшей обработке. В качестве языка запросов, как правило, используется язык SQL - стандарт общения с реляционными системами управления базами данных. Доступ к удаленным базам данных (БД) в большинстве случаев осуществляется с помощью продуктов, поддерживающих протоколы ODBC (Open DataBase Connectivity) и JDBC (Java DataBase Connectivity), либо используются шлюзы, поставляемые производителями СУБД или третьими фирмами-разработчиками. 
 
 
 
 

Рисунок 3.

Архитектура доступа  к удаленным данным 
 

Фактически, при  построении единого пространства данных используется архитектура доступа к удаленным данным, являющаяся аналогом двухуровневой архитектуры клиент-сервер [1]. Эта архитектура предполагает реализацию на стороне клиента как функций ввода и отображения данных, так и чисто прикладных функций приложения, т.е. методов обработки данных. Клиент направляет запросы к серверу, который их обрабатывает и возвращает клиенту результат, оформленный как блок данных. 
 

Описанному сценарию взаимодействия систем присущи и  все недостатки, характерные для двухуровневой архитектуры клиент-сервер: 

необходимо знать  на стороне ИСК особенности используемой СУБД и структуру удаленной БД ИСС, что снижает уровень безопасности всей системы в целом;

затруднено сопровождение  и модификация тех приложений информационных систем-клиентов, которые общаются с базами данных информационных систем-серверов, т.к. любое изменение схемы удаленной БД на стороне ИСС влечет за собой изменение приложений в ИСК, что усложняет обслуживание, обновление или замену приложений, установленных на десятках - сотнях компьютеров;

значительно усложняется  администрирование БД ИСС, включающее управление правами доступа пользователей  ИСК. 
 

Существенным  недостатком рассмотренного сценария является дублирование приложений ИСС  в ИСК, что приводит к неэффективному использованию ресурсов взаимодействующих информационных систем. 
 

Рост популярности глобальной сети Internet и технологии World-Wide-Web в последнее время вызывает повышенный интерес к ним со стороны  разработчиков корпоративных информационных систем. 
 

Изначально WWW создавался только как средство, предоставляющее  графический интерфейс в Internet и  упрощающее доступ к информации, распределенной по миллионам компьютеров во всем мире [19]. При этом основными компонентами являлись страницы, узлы, броузеры и серверы Web. Не вдаваясь в подробности описания, отметим, что пользователям была предоставлена возможность навигации по Internet с использованием технологии гипертекста, поддерживаемой протоколом HTTP (Hypertext Transfer Protocol) и стандартом языка HTML (Hypertext Markup Language). 
 

Появление CGI (Common Gateway Interface) решило проблему обмена информацией  между сервером Web и такими программами  как базы данных, которые не могут  непосредственно обмениваться данными  с броузерами Web. В результате появилась возможность реализации интерактивного взаимодействия конечного пользователя с программами стороны Web-сервера, которые обрабатывали информацию, введенную пользователем в броузере, и в качестве результата возвращали сформированную HTML-страницу. Многие из существующих решений доступа к БД в среде Internet и основаны на данном подходе. 
 

Следует отметить, что появление языка Java предоставило для разработчиков информационных систем абсолютно новые технологические  решения построения приложений в среде Internet/Intranet. Однако было бы неправильно рассматривать технологию Java только как часть технологии WWW, поскольку Java позволят решать задачи гораздо более широкого класса, чем технология, базирующаяся на языке HTML, протоколе HTTP и CGI. 
 

Возможности, предоставляемые WWW-технологией, безусловно, расширили  спектр решений, которыми руководствуются  проектировщики при построении ИС. Но возникает вопрос: что же представляют собой системы взаимодействующих  ИС, основанные на технологии WWW? Способны ли они решить проблему единого информационного пространства? С уверенностью можно сказать, что нет. 
 

Столь сильное  утверждение связано с тем, что  при рассмотрении взаимодействия информационных систем, ИСК с броузером выступает  в роли компонента представления, а ИСС с WWW-сервером и приложениями выступает в роли компонента, реализующего функциональную логику и доступ к данным, что по сути соответствует двухуровневой архитектуре с интеллектуальным сервером (рис. 4). Несмотря на то, что так же как и в подходе, основанном на доступе к удаленным данным, WWW-технология способна улучшить ситуацию с импортом/экспортом данных между ИСК и ИСС, все-таки имеет место ряд недостатков, присущих двухуровневой архитектуре с интеллектуальным сервером. 
 
 
 
 

Рисунок 4.

Архитектура с  интеллектуальным сервером. 
 

Так, одним из недостатков, несомненно, является реальное отсутствие возможности реализации процесса обработки данных, поставляемых WWW-сервером, на стороне ИСК. Действительно, ИСК получает информацию от ИСС в  виде HTML-страниц, что практически делает невозможным организацию процесса обработки полученных данных компонентами ИСК. Как следствие, это приводит к отсутствию требуемой эффективности использования вычислительных ресурсов информационных систем. С другой стороны, остро встает проблема поддержания безопасности системы в целом, которая в настоящий момент не имеет целостного решения в среде Internet, что не допустимо для организаций, выдвигающих повышенные требования к безопасности. И наконец, как и в предыдущем подходе, существенно усложняется администрирование ресурсов ИСС, включающее управление правами доступа пользователей ИСС. 
 

В отличие от рассмотренных подходов, в концепции  единого информационного пространства предусматривается, что в роли информационных ресурсов ИС (по отношению к рассматриваемой ИС) выступают не только данные, но и различные приложения информационных систем. Тогда в каждой из информационных систем часть методов обработки данных реализуется в виде приложений, доступных из других информационных систем. Например, при взаимодействии двух ИС первая пользуется сервисами, предоставляемыми второй, и как результат получает уже обработанные данные, которые могут быть подвергнуты дальнейшей обработке компонентами первой ИС.