Архитектурное проектирование

Архитектура представляет собой концептуальное видение структуры будущих функциональных процессов и технологий на системном уровне и во взаимосвязи системы. Сложные информационные системы организаций проектируются как композиция компонентов, взаимодействующих на высоком уровне, которые сами могут быть системами. Архитектура информационной системы организации делает понимание системы легче, определяя ее функциональность и структуру. Архитектура информационной системы организации представляет собой модель того, как информационная технология будет поддерживать основные цели и стратегию развития автоматизируемого объекта. Архитектура информационной системы описывает, как информационные системы, приложения и люди работают в пределах всей организации в единообразной объединенной манере.

При проектировании современных информационных систем организаций их архитектура должна разрабатываться с учетом многих заинтересованных сторон, она должна быть понятной пользователям, дать возможность разработчикам сделать план и графики системы, позволять определять ключевые интерфейсы, функции и технологии, а также позволять оценить график и бюджет исполнения проекта. При этом от архитекторов современных информационных систем требуется ответственность за создание удовлетворительной и осуществимой концепции системы на самом раннем этапе ее разработки, поддержки цельности этой концепции на протяжении разработки и определения пригодности результирующей системы для использования клиентом. Разработка архитектуры информационной системы – это процесс описания архитектур информационных систем в достаточной деталировке, чтобы сделать их более полезными для разработки информационных систем.

Архитектуры информационной системы требуется соблюдение следующих условий:

¾ соответствие с миссией организации;

¾ определенность в требованиях;

¾ направленность в разработке;

¾ возможность к адаптации;

¾ необходимость гибкости.

Соблюдение всех этих условий позволяет разработать архитектуру информационной системы организации более совершенной и эффективной [15,17].

Программные архитектуры, используемые в настоящее время:

¾ файл-серверная;

¾ клиент-серверная;

¾ многоуровневая.

Организация информационных систем 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 PC в локальные сети. Такая организация привлекательна тем, что при опоре на файл-серверные архитектуры сохраняется автономность прикладного (и большей части системного) программного обеспечения, работающего на каждом компьютере сети. Фактически, компоненты информационной системы, выполняемые на разных компьютерах, взаимодействуют только за счет наличия общего хранилища файлов, которое располагается на файл-сервере. В классическом случае в каждом компьютере дублируются не только прикладные программы, но и средства управления базами данных. Файл-сервер представляет собой разделяемое всеми компьютерами комплекса расширение дисковой памяти. Возможно два варианта работы системы в файл-серверной архитектуре:

1. Многопользовательская работа с локальными таблицами на файл-сервере. В этом случае система Контур Стандарт и файл OLAP-приложения размещаются на клиентском компьютере, а таблицы исходных данных на файл-сервере. Это удобно, когда одни и те же исходные данные используются для выполнения различных видов анализа разными пользователями. Например, учетные данные, выгруженные из OLTP-системы в dbf-файл, анализируют бухгалтер и руководитель, причем каждый из них работает со своим аналитическим приложением.

2. Многопользовательская работа с OLAP-приложениями и исходными данными в виде локальных таблиц на файл-сервере. Тогда на компьютере пользователя устанавливается только Контур Стандарт с OLAP-машиной. Такая архитектура обеспечивает работу группы пользователей (например, бухгалтерии) с одним и тем же аналитическим приложением. Доступ пользователей группы к файлу OLAP-приложения регламентируется средствами операционной системы [4].

Архитектура "клиент-сервер" сегодня является доминирующей концепцией в создании распределенных сетевых приложений и предусматривает взаимодействие и обмен данными между ними. Она предусматривает такие основные компоненты:

¾ набор серверов, предоставляющих информацию или другие услуги программам, которые обращаются к ним;

¾ набор клиентов, использующих сервисы, которые предоставляются серверами;

¾ сеть, которая обеспечивает взаимодействие между клиентами и серверами

На рисунке 2.1 представлена схема клиент-серверной архитектуры.

Рисунок 2.1 – клиент-серверная архитектура.

Серверы являются независимыми друг от друга. Клиенты также функционируют параллельно и независимо друг от друга. Отсутствует жесткая привязка клиентов к серверам. Более чем типичной является ситуация, если один сервер одновременно обрабатывает запросы от разных клиентов; с другой стороны, клиент может обращаться то к одному серверу, то к другому. Клиенты должны знать о доступных серверах, но могут не иметь представления о существовании других клиентов. Общепринятым является соглашение, что клиенты и серверы - это, прежде всего программные модули. Чаще всего они находятся на разных компьютерах, но бывают ситуации, если обе программы - и клиентская, и серверная, физически размещаются на одной машине; в такой ситуации сервер часто называется локальным. Модель клиент-серверного взаимодействия определяется, прежде всего, распределением обязанностей между клиентом и сервером. Логически можно выделить три различные операции:

¾ уровень представления данных, который, по сути, является интерфейсом пользователя и отвечает за представление данных пользователю и введение от него управляющих команд;

¾ прикладной уровень, который реализует основную логику приложения и на котором осуществляется необходимая обработка информации;

¾ уровень управления данными, которые обеспечивает сохранение данных и доступ к ним.

Двухуровневая клиент-серверная архитектура предусматривает взаимодействие двух программных модулей - клиентского и серверного. В зависимости от того, как между ними распределяются приведенные выше функции, различают:

¾ модель тонкого клиента, в рамках которой вся логика приложения и управление данными сосредоточена на сервере. Клиентская программа обеспечивает только функции уровня представления;

¾ модель толстого клиента, в которой сервер только управляет данными, а обработка информации и интерфейс пользователя сосредоточены на стороне клиента.

Архитектура приложения, разделяющая пользовательские и прикладные сервисы и сервисы данных. Другое название - трехуровневая архитектура, однако термин «многоуровневая» корректнее, поскольку он предполагает, что при логическом проектировании может возникнуть более трех уровней сервисов. МНОГОУРОВНЕВАЯ АРХИТЕКТУРА ПРИЛОЖЕНИЯ (multi-tiered architecture), способ организации взаимодействия программ или компонентов программы. Как правило, Многоуровневая архитектура приложения используется в распределенных приложениях, компонеты которых выполняются на разных компьютерах. Частным случаем Многоуровневая архитектура приложения является архитектура клиент-сервер. В последнее время в информационных системах получила распространение архитектура, в которой распределенное приложение состоит из компонентов трех уровней:

¾ компонент, ответственный за управление данными, выполняется на сервере баз данных;

¾ компонент, выполняющий обработку данных, выполняется на сервере приложений;

¾ компонент, реализующий интерфейс с пользователем, исполняется на рабочей станции [4].

В данном проекте выбрана клиент-серверная архитектура, т.к. информационная система будет использовать одну базу данных на нескольких рабочих станциях. Сеть модели “клиент-сервер” уменьшает потребность Компьютеров-клиентов в оперативной памяти, поскольку вся работа с файлами выполняется на сервере. Серверы в клиент-серверных системах способны хранить большое количество данных. Благодаря этому на компьютерах-клиентах освобождается значительный объем дискового пространства для других приложений. Наконец, управление всей системой, включая контроль за ее безопасностью, становится намного проще, так как все файлы и данные централизованно размещаются на сервере или на небольшом числе серверов. Упрощается также резервное копирование.

Диаграмма компонентов позволяет определить архитектуру разрабатываемой системы, установив зависимости между программными компонентами.

Диаграмма компонентов разрабатывается для следующих целей:

¾ визуализации общей структуры исходного кода программной системы;

¾ спецификации исполнимого варианта программной системы;

¾ обеспечения многократного использования отдельных фрагментов программного кода;

¾ представления концептуальной и физической схем баз данных.

Диаграмма компонентов системы представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – диаграмма компонентов информационной системы.

Физическое представление программной системы не может быть полным, если отсутствует информация о том, на какой платформе и на каких вычислительных средствах она реализована. Второй формой физического представления является диаграмма развёртывания. Она применяется для представления общей конфигурации и топологии распределённой программной системы и содержит распределение компонентов по отдельным узлам системы. Диаграмма развёртывания предназначена для визуализации элементов и компонентов программы, существующих лишь на этапе её исполнения. При этом представляются только компоненты-экземпляры программы, являющиеся исполнимыми файлами или динамическими библиотеками. Те компоненты, которые не используются на этапе исполнения, на диаграмме развёртывания не показываются.

Диаграмма размещения представлена ниже на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – диаграмма размещения информационной системы.