Проектирование клиент-серверных корпоративных экономических систем

• независимость от типа аппаратной архитектуры;
• независимость от программно-аппаратной платформы;
• поддержка стандарта открытых систем;
• поддержка многопроцессорной и параллельной обработки данных;
• оптимальное хранение распределенных данных;
• поддержка WEB-серверов и работа с Интернет;
• поддержка вторичных индексов;
• непрерывная работа;
• защита от сбоев;
• простота использования.

        В качестве примера рассмотрим сравнение по вышеназванным критериям серверов БД ORACLE 7.0, MS SQL SERVER и ADABAS D.

Таблица 1. Сравнительный  анализ серверов БД. 

       Разработка общей функциональной структуры корпоративной информационной системы на основе функционально-ориентированной или объектно-ориентированной модели проблемной области (см. тему 7) заключается в определении: 

• функций сервера БД;
• функций серверов приложений;
• функций клиентских мест;
• информации, которая необходима для выполнения этих функций;
• распределения серверов и клиентских мест по узлам вычислительной сети;
• прав доступа пользователей к КЭИС.

       Основными правами доступа являются следующие:

• права на доступ к вычислительным ресурсам. Такие права задаются администратором вычислительной сети с помощью инструментов сетевой операционной системы. Процесс задания прав заключается в назначении различным категориям пользователей прав доступа к ресурсам сети и возможности выполнения над ними функций чтения, редактирования, записи.
• права на доступ к объектам схемы базы данных КЭИС. Такие права задаются администратором сервера БД с помощью инструментов серверной СУБД. Процесс задания прав заключается в назначении различным категориям пользователей возможности выполнения над объектами схемы БД функций чтения редактирования, записи. Например, пользователю с именем manager 1 доступны объекты, представленные в табл. 2.

 

 

 

 

Создание вычислительной сети (ВС) для КЭИС.

       Создание ВС заданной архитектуры для КЭИС заключается в закупке и монтаже оборудования, а также инсталляции сетевого программного обеспечения и СУБД. На основе описания функциональной структуры D6, описания выбранной конфигурации технических средств и сетевой операционной системы D3, описания выбранного сервера БД D2 происходят создание вычислительной сети G1 и установка СУБД G2. 

 
Таблица 2. Задание прав доступа. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Таблица 3. Права доступа к объектам схемы базы данных.

 
       Создание схемы базы данных (БД). 
На основе технического задания D4, описания выбранных программных средств разработки D5, описания функциональной структуры КЭИС D6, описания выбранного сервера БД D2 и его СУБД G2, конфигурации вычислительной сети G1 осуществляются разработка схемы БД с управляющими элементами – G5 и ее документирование D10. 
Создание схемы БД сводится к выполнению следующих технологических операций (рис.4).  
       Проектирование структуры распределенной базы данных (П31). 
Разработка структуры распределенной базы данных D7 происходит на основе описания функциональной структуры КЭИС D6, как правило, с помощью CASE-технологии D5 с учетом описания выбранного сервера БД D2 в конкретной программно-технической среде G1 и СУБД G2. В результате строятся модель базы данных и подмодели для различных категорий пользователей на основе установления им прав доступа к данным. 
 
 
 
 
Рис.4. Технологическая сеть проектирования базы данных в 
клиент-серверной среде: 
       D2-описание выбранного сервера БД; D5-описание выбранных программных средств разработки КЭИС; D6-описание функциональной структуры КЭИС; D7-структура базы данных; D10-сопровождающая документация; G1-вычислительная сеть; G2-СУБД; G3- область базы данных; G4 – SQL описание БД; G5-SQL описание БД с управляющими элементами 
 
     Создание области базы данных. 
Создание области базы данных G3 заключается в инициализации областей внешней памяти (системной, хранения данных, транзакций, хранения архивных данных). Данная операция выполняется системным администратором БД, который использует для этих целей средства СУБД сервера БД G2 и спроектированную структуру базы данных D7. 
       Загрузка SQL-описания БД. 
Загрузка SQL-описания БД G4 осуществляется системным администратором БД на основе схемы базы данных D7 средствами СУБД сервера БД G2. 
       Разработка управляющих элементов БД (триггеров, процедур и т. д.). 
Разработка управляющих элементов G5, к которым относятся хранимые процедуры и триггеры, осуществляется на основе структуры базы данных D7 с учетом ее SQL-описания БД G4 и возможностей средств СУБД сервера БД G2. В результате получается готовая для эксплуатации схема базы данных с управляющими элементами, которая документируется в D10. Хранимая процедура представляет собой вариант программного наполнения базы данных, основная функция которой – функциональное расширение схемы БД. Хранимая процедура выполняет то или иное логическое действие. Например, администратор банковской системы создает хранимую процедуру, которая реализует функцию «занести на счет номер X сумму Y». 
       Разработчик приложения пользуется этой процедурой, но не знает, как именно она работает. Это дает следующие преимущества: 

• когда меняется алгоритм данного действия, то администратор меняет только эту хранимую процедуру и все приложения сразу начинают работать по-новому;
• независимо от типа рабочего места, использующего хранимую процедуру, одно и то же действие выполняется одинаково, что повышает надежность разработанной системы;
• хранимая процедура пишется одним человеком, а используется многими, следовательно, повышаются темпы разработки КЭИС;
• повышается скорость обработки запросов пользователей за счет того, что действия по анализу хранимой процедуры выполняются единожды при определении этой процедуры.

Триггер БД – это механизм «событие – действие», который автоматически  выполняет некоторый набор SQL-операторов, когда происходит некоторое событие. Событиями, на которые можно установить триггер, являются модификации данных. Причем триггер связан с конкретной таблицей БД. Триггер хранится как объект в базе данных. Создание триггеров позволяет установить правила обеспечения ссылочной целостности сервера БД. 

Создание сервера  БД КЭИС.

На основании разработанной  схемы БД с управляющими элементами G5, описания выбранного сервера БД D2 и его СУБД G2 осуществляется создание сервера БД, то есть физическое наполнение БД и настройка программ доступа  СУБД. Выходом данной операции служат физическое установление прав доступа  различным категориям пользователей  КЭИС D8, журнал заполнения областей БД D9. 

Разработка серверов приложений.

Исходя из информационных потребностей пользователей D4 и их прав D8, используя программные средства разработки D5, разрабатывается сервер приложения G5 и сопровождающая документация D10. В состав сервера приложений входят набор сервисов (функций обработки данных) и монитор транзакций, осуществляющий управление выполнением сервисов по обслуживанию клиентских потребностей. 

Разработка клиентских приложений на рабочих станциях.

На основе информационных потребностей пользователей D4 и их прав D8, используя программные средства разработки D5, создаются приложения клиентских мест G7, а также сопровождающая документация D10. В частности, осуществляется проектирование пользовательского  интерфейса клиентских частей приложений. 
        3. Проектирование систем оперативной обработки транзакций. 
Клиент-серверная архитектура КЭИС упрощает взаимодействие пользователей с информационной системой и между собой в процессе выполнения деловых процессов или длинных транзакций. Под длинной транзакцией будем понимать совокупность операций делового процесса, требующих обращения к КЭИС, каждая из которых не имеет ценности без выполнения всей совокупности. Под короткой транзакцией или просто транзакцией будем понимать отдельное обращение к одному из компонентов КЭИС или обращение клиента к серверу. С помощью обработки длинных транзакций КЭИС позволяет управлять достаточно сложными цепочками операций делового процесса как единым целым. Такие информационные системы называют системами оперативной обработки транзакций (OLTP – OnLine Transaction Processing). 
       Основой современных систем оперативной обработки транзакций является управление рабочими потоками (workflow), в которых пользователи-клиенты взаимодействуют между собой и с множеством программных приложений через специальную управляющую программу. Системы оперативной обработки транзакций могут распространяться и на межорганизационное взаимодействие предприятий с помощью специально разработанных Интернет-приложений в глобальной вычислительной сети. 
Использование систем управления рабочими потоками. 
Под рабочим потоком будем понимать совокупность информационного и материального потоков в цепочке операций делового процесса. 
 
Система управления рабочими потоками (СУРП) – это программный комплекс, который оперативно связывает персонал из различных подразделении предприятия и программные приложения в общий деловой процесс, позволяя его автоматизировать и управлять им как единым целым. СУРП интегрирует по управлению все взаимодействующие элементы рабочего потока, переключает потоки между приложениями, управляет выбором исполнителей операций (как персонала, так и программ). С позиции проектирования ЭИС СУРП обеспечивает выстраивание цепочек автоматизированных рабочих мест, которые обмениваются между собой информацией по вычислительной сети через распределенную базу данных. С позиции многоуровневой клиент-серверной архитектуры СУРП – это управляющая (супервизорная) программа, которая регулирует множественное взаимодействие клиентов и серверов приложений и баз данных в длинных транзакциях (рис. 6.5). Таким образом, клиент обращается не напрямую к серверу приложений, а через СУРП, которая выбирает необходимое приложение в зависимости от конкретных событий в деловом процессе. 
        СУРП создаются на основе использования специального программного обеспечения для организации коллективной (групповой – workgroup) работы в локальных вычислительных сетях. В эту систему входят средства электронного обмена сообщениями и маршрутизации, которые позволяют организовывать непосредственный обмен результатами работы между участниками делового процесса, мониторинг выполнения делового процесса со стороны руководства предприятия, а также инициировать работу исполнителей по завершении выполнения автоматических процедур. Система управления рабочим потоком может быть реализована на основе специализированного программного обеспечения, например Staffware, Workroute, или встроена в контур интегрированной ЭИС, как в системах комплексной автоматизации R/3 и BAAN IV. 
 
        Основными особенностями системы управления рабочими потоками являются: 

• наличие программы-менеджера рабочего потока, управляющей переходами между шагами задания и документирующей исполняемые процессы;
• поддержка маршрутной карты предприятия, определяющей схему прохождения работ в деловом процессе; обеспечение выбора исполнителей процессов по модели организационной структуры предприятия;
• обработка событий: временных (deadline) и завершения операций, условий (триггеров) подключения процессов;
• наличие средств электронной почты для обмена сообщениями между исполнителями и передача списка заданий от руководителей;
• автоматический контроль исполнения работ и информирование руководителей;
• обращение к интегрированной базе данных, через которую осуществляется обмен результатами работ исполнителей;
• открытые интерфейсы с внутренними и внешними приложениями, подключение транзакций по Интернету;
• сбор статистики о выполнении деловых процессов;
• подключение стандартных процедур и шаблонов оформления документов.

         Центральным компонентом СУРП является менеджер рабочих потоков, который выполняет следующие функции:

• создание шагов задания;
• оценку условий выполнения шага заданий;
• обработку возникающих событий и принятие решений по сообщениям;
• контроль сроков выполнения шагов заданий (события по таймеру);
• передачу управления между приложениями;
• синхронизацию несколько одновременно выполняющихся процессов;
• распределение результатов выполнения шага задания по получателям;
• ведение журнала операций.

       Менеджер рабочих потоков в процессе обработки возникающих событий обрабатывает маршрутную карту делового процесса. В основе маршрутной карты лежит организационная структура, на которой распределяются списки заданий в рамках какого-либо делового процесса. СУРП использует модель организационной структуры предприятия для создания списка заданий с учетом наличных ресурсов (поступления и выбытия работников и оборудования). Таким образом, СУРП поддерживает модель организационной структуры предприятия, внося по мере необходимости изменения в структуру взаимосвязей организационных единиц. 
        В работе менеджера рабочих потоков используются различные методы маршрутизации, основанные на определенных правилах. Так, в зависимости от предопределенности порядка выполнения процедур различают правила: 
 
 
Рис.5. Многоуровневая клиент-серверная архитектура на основе 
использования СУРП

• жесткой маршрутизации;
• свободной маршрутизации;
• гибридной маршрутизации.

        Жесткая маршрутизация возможна в том случае, если порядок выполнения операций делового процесса известен заранее и не зависит от результата выполнения предыдущей операции. Такая маршрутизация закладывается при проектировании модели делового процесса. При ее реализации завершение одной операции приводит к автоматическому запуску одной или нескольких последующих операций. В случае необходимости, например при изменении порядка выполнения делового процесса, правила жесткой маршрутизации, заложенные в маршрутной карте, могут быть изменены. 
        Свободная маршрутизация (ad hoс-маршрутизация) означает, что последовательность операций делового процесса не известна заранее и определяется только в ходе его выполнения. В этом случае решение о запуске определенной операции предоставляется участнику делового процесса, наделенному соответствующими правами. 
        Гибридная маршрутизация предполагает возможность принятия решения менеджером рабочего потока на основе правил перехода, обрабатывающих возникающие события.

        В зависимости от порядка следования активизируемых операций может выполняться последовательная, параллельная или смешанная маршрутизация.

 

•  Последовательная маршрутизация подразумевает выполнение деловых операций одна за другой. Очередная операция инициируется только после завершения предыдущей операции. Таким образом, при последовательной маршрутизации в определенный момент времени может быть инициирована только одна операция. 
        
• Параллельная маршрутизация приводит к одновременной активизации нескольких деловых операций. Это возможно в том случае, если активизируемые операции независимы друг от друга и выполнение одной из них не требует результатов, получаемых после завершения другой. Параллельная маршрутизация значительно сокращает время реализации делового процесса.

 

• Смешанная маршрутизация допускает сочетание последовательной и
• параллельной маршрутизации.

 
Использование Интернет-приложений 
         Многоуровневая клиент-серверная архитектура распространяется на Интернет-приложения, связывающие множество участников делового процесса, территориально удаленных друг от друга в рамках как одного, так и нескольких предприятий на основе применения сетевого протокола TCP/IP. Эти приложения разрабатываются для таких предметных областей, как управление финансами, логистикой, персоналом, учет и отчетность и др. Достоинство распределенных приложений заключается в устранении промежуточных звеньев делового процесса, когда пользователь, минуя обращения к тому или иному подразделению предприятия, напрямую обращается к информационной системе для выполнения требуемой функции. Причем обращение может быть выполнено из любого места, в любой день и в любое время суток в удобной для пользователя форме, используя обычную программу навигации (браузер) и мультимедийное представление информации в Интернете. 
 
Типичными Интернет-приложениями являются: