Распределенные объектные технологии в информационных системах

Данный подход соответствует распределенной, одноранговой архитектуре взаимодействия [2, 18]. Согласно этой архитектуре, любые приложения из различных ИС могут выступать как в роли клиента, так и в роли сервера по отношению друг к другу, совместно решая те или иные задачи. Такой подход минимизирует дублирование приложений. Распределение приложений по различным информационным системам позволяет добиться оптимального баланса загрузки приложений и аппаратных средств, и, следовательно, приводит к эффективному использованию информационных ресурсов систем в целом. 
 

Знание схемы  базы данных необходимо только тому приложению, которое обрабатывает данные из этой базы данных. Использование ИСС сервисов, предоставляемых информационной системой-сервером и реализующих методы обработки  данных, позволяет решить проблему изменения схемы удаленной базы данных. При этом статичность интерфейсов компонентов, предоставляющих ИСС набор сервисов, достигается путем применения методологий объектно-ориентированного анализа и проектирования, распределенных объектных технологий (СORBA, Java, DCOM (по мере принятия стандарта)) на различных этапах создания информационных систем. 
 

И, наконец, так  как в рамках конкретных информационных систем локализованы не только данные, но методы их обработки, происходит существенное уменьшение затрат на администрирование, сопровождение и модификацию информационных систем, составляющих единое информационное пространство. 
 

Большинство как  имеющихся, так и разрабатываемых  в России информационных систем представляют собой приложения в двухуровневой архитектуре клиент-сервер. При этом в качестве средств общения клиента и сервера довольно часто используются не полностью стандартизированные механизмы триггеров и хранимых процедур. Специфика их реализации (неотделимость от ядра системы управления базами данных) приводит к необходимости наличия дополнительных вычислительных ресурсов на стороне сервера. 
 

При увеличении выполняемых сервером работ системы  в двухуровневой архитектуре  клиент-сервер становятся все более  похожими на большие ЭВМ (мэйнфреймы), а структуры обрабатываемых ими данных и способы их представления слабо доступны для использования совместно с другими приложениями [3]. Обычно взаимодействие рассмотренных приложений клиент-сервер организовывают средствами СУБД, что существенно перегружает серверную часть. С другой стороны, современные технологии позволяют создать интегрированную среду, которая как в рамках ИС, так и в рамках концепции Единого Информационного Пространства: 

не зависит  от аппаратных и системных программных  средств;

опирается на международные  и промышленные стандарты;

позволяет разработать  единую информационную модель представления  предприятия как совокупности управляемых  ресурсов и потоков деятельности, настраивающуюся на реализацию правил управления коллективной деятельностью каждого конкретного предприятия;

обеспечивает  расширяемость системы, т.е. простоту и легкость добавления новых компонентов  в существующие ИС;

позволяет интегрировать  старые функционирующие Приложения (legacy applications) в новые ИС;

допускает естественную интегрируемость ИС;

обеспечивает  безопасность, надежность и отказоустойчивость;

обеспечивает  документируемость создаваемых  ИС, что гарантирует ее жизнеспособность и эволюционное развитие;

позволяет накапливать, тиражировать и развивать формализованные знания специалистов;

существенно снижает  суммарные затраты на создание ИС. 

Стратегия разработки крупных информационных систем 
 

Сэкономить значительные финансовые средства при создании информационных систем, соответствующих современному уровню, возможно в результате организационных мероприятий, призванных осуществлять: 

экспертизу проектов ИС;

научно-методическое руководство и консультирование при проведении анализа предметной области, проектирования и реализации ИС;

комплексный анализ состояния предприятий, выработку рекомендаций по их реструктуризации с последующим внедрением ИС, обеспечивающих реализацию эффективных моделей управления;

надзор за реализацией  ИС ( соответствие выбранным стандартам, установленным планам, рекомендованным  технологиям);

взаимодействие  с ведущими компаниями в области  информационных технологий, научными и учебными центрами. 
 

При разработке информационных систем особое внимание должно уделяться этапам анализа  и проектирования. Однако часто этим пренебрегают, и построенные таким образом системы, как правило, быстро проявляют свою нежизнеспособность. За свой короткий жизненный цикл такие системы получили название "сгорающие системы" (stovepipe systems) [4]. Характерные черты таких систем: 

монолитность;

закрытость (сложность переноса на другие платформы);

трудоемкость  внесения изменений;

дорогостоящая поддержка;

отсутствие документации. 
 

Можно отметить следующие причины, приводящие к  созданию нежизнеспособных проектов: 

слабое знание методологий и технологий построения современных больших ИС;

недостаточное внимание к анализу предметной области  и возможных изменений производственных процессов протекающих на предприятиях;

отсутствие опыта  проектирования программных архитектур ИС. 
 

Часто система  становится "сгорающей" из-за способа ее разработки. Это выражается в том, что на начальном этапе довольно часто создание программных компонентов ведется исключительно для внутренних потребностей конкретного подразделения, не предусматривая взаимодействия с компонентами других подразделений. Позже становится очевидным, что взаимодействие программных компонентов различных подразделений не только желательно, но и необходимо, а осуществить его чрезвычайно трудно, а порой и невозможно. Архитектуры таких ИС являются замкнуто-собственными (ad-hoc architecture). Подобные архитектурные решения затрудняют расширение системы, требуют существенной модификации объединяемых компонент ИС, что резко увеличивает стоимость разработки и сроков реализации. 
 

Для упорядоченного процесса разработки и во избежание необдуманных сжигающих средства решений первоочередной этап создания ИС заключается в формировании стратегии разработки и дальнейшего использования такой системы. Необходимо наличие концептуальных решений по всем основным вопросам, в круг которых входят как общие проблемы построения крупной ИС, так и сложности, вызванные спецификой самой организации. 
 

Характерной особенностью разработки стратегии является формирование требований к ИС и планирование разработки в целом (материальные затраты, время, ресурсы и т.д.), которые основаны на результатах предварительного анализа деятельности организации. На этом этапе выделяются требования к ИС с обоснованием по каждому принимаемому решению с учетом организационных, финансовых и технических ограничений. 
 

Определим основные группы требований к средним и  крупным ИС: 

Требования к  системе в целом.

Требования по соответствию стандартам.

Требования по безопасности системы.

Требования к  аппаратной части и системному программному обеспечению:

серверные платформы;

платформы клиентов;

сети и телекоммуникации.

Требования к  интерфейсу с пользователем.

Требования к  системам доступа к данным;

СУБД;

информационным  хранилищам;

аналитической обработки данных.

Требования к  совместимости с другими ИС.

Требования к  миграции унаследованных систем.

Требования по администрированию системы.

и т.д. 
 

Как пример раскрыты "требования к системе в целом": 

ИС не должна противоречить общегосударственным  нормативным документам и инструкциям  той организации, для которой  осуществляется разработка.

ИС должна эволюционировать:

ИС не должна полностью зависеть от производителей аппаратных и программных средств;

при разработке ИС необходимо опираться на международные  и промышленные стандарты;

необходимо обеспечить расширяемость системы, т.е. возможность добавления новых компонентов в уже существующую ИС;

при разработке ИС необходимо предусмотреть возможность  интеграции со смежными системами;

необходимо обеспечить инкапсуляцию старых задач.

Разработку (анализ, проектирование и программирование) следует осуществлять согласно методологии, выбор которой необходимо обосновать.

В соответствие с выбранной методологией необходимо сформировать технологию, учитывающую  все аспекты разработки ИС.

Уровень безопасности ИС должен соответствовать законодательству РФ и общепринятым мировым нормам.

и т.д. 
 

Важнейшим решением, принимаемым при создании ИС, является выбор и обоснование методологии  и технологии разработки системы. Правильный выбор позволит адекватно решить поставленную задачу с оптимальными затратами. Использование методологии при создании ИС упорядочивает процесс разработки и позволяет решить проблемы, возникающие из-за повышенной сложности информационных систем. На сегодняшний день существуют два основных подхода к разработке программных систем, различие между которыми обусловлено критериями декомпозиции. Первый подход называют структурным, и в его основу положен принцип функциональной декомпозиции, при которой выделяют функциональные элементы системы и устанавливают строгий порядок происходящих действий [5,6,7]. Второй, объектно-ориентированный подход опирается на объектную декомпозицию [8,9,10,11,12]. В этом случае выделяются объекты, содержащие как данные, так и методы их обработки. Объекты обладают характерным для них поведением и, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают общее поведение системы. 
 

Другим важнейшим  решением является обоснованный выбор  технологии создания ИС. Технология создания информационных систем представляет собой  совокупность практических инженерных знаний, применяемых в процессе разработки программного обеспечения на протяжении всего его жизненного цикла. Технология также описывает принципы организации и управления процессом разработки, представляя его в виде ряда последовательных и параллельных этапов, а также рабочих продуктов, создаваемых на этих этапах. С технологией неразрывно связаны инструментальные средства, используемые на различных стадиях разработки. 

Архитектура взаимодействия компонент распределенной ИС 
 

Выбор приемлемой технологии создания информационной системы  напрямую зависит от выбора архитектуры  ИС. 
 

Рассматривая  информационную систему как совокупность взаимодействующих компонентов, можно  распределить их по следующим уровням: 

аппаратный - компьютеры, периферийные устройства, сетевое и телекоммуникационное оборудование и т.д.;

системный и  системно-зависимый - операционные системы, сетевые протоколы и т. д.;

прикладной среды - средства middleware (CORBA, DCE, Tuxedo и т.д.), DBMS, Intranet, OLAP, коммуникационные интерфейсы...;

приложения предметной области:

общая инфраструктура - совокупность компонент ИС, пригодных  для использования в различных  предметных областях. Такими компонентами, например, являются:

средства автоматизации  бизнес-процессов (атомарных задач и потоков работ);

средства управления доступом к информационным ресурсам;

средства составления  и печати отчетов (генераторы отчетов).

компоненты реализующие  модель предметной области(~ей); 
 

Под проектированием  архитектуры взаимодействия компонентов информационной системы (уровни II-IV) понимается выделение базовых компонентов, разработка их интерфейсов, а также определение правил и принципов взаимодействия этих компонентов. 
 

Проектирование  архитектуры взаимодействия компонентов  ИС - один из наиболее важных и сложных этапов и ему не всегда уделяется достаточно внимания при разработке системы. 
 

При проектировании архитектуры взаимодействия распределенных компонентов информационной системы  различают следующие типы взаимодействия [13]: