Информационные системы и проектирование

Содержание

Введение 3

1 Классификация информационных систем 4

1.1 Классификация по масштабу 4

1.2 Классификация по сфере применения 6

1.3 Классификация по способу организации 7

2 Проектирование информационных систем 14

2.1 Жизненый цикл ИС 14

2.2 Методология проектирования 15

2.2.1 Общие требования к методолгии проектирования 15

2.2.2 Задача методологии проектирования ИС 15

2.3 Технологии проектирования ИС 16

2.3.1 Проектирование систем на основе концептуального моделирования предметной области 17

2.3.2 Макетирование информационных систем 19

2.3.3 САSЕ-технологии проектирования систем 21

Заключение 23

Список использованной литературы 24

Введение

В прошлом информация считалась  сферой бюрократической работы и  ограниченным инструментом для принятия решений. Сегодня информация рассматривают  как один из основных ресурсов развития общества, а информационные системы  и технологии – как средство повышения  производительности и эффективности  людей. Наиболее широко информационные системы и технологии используются в производственной, управленческой и финансовой деятельности, хотя относительно необходимости их внедрения и  активного применения начались подвижки в сознании людей, занятых в других сферах.

Создание современных  электронных вычислительных машин  позволило автоматизировать обработку  данных во многих сферах человеческой деятельности. Без современных систем обработки данных трудно представить  сегодня передовые производственные технологии, управление экономикой на всех ее уровнях, научные исследования, образование, издательское дело, функционирование средств массовой информации, проведение крупных спортивных состязаний. Значительно  расширило сферу применения систем обработки данных появление персональных компьютеров. Одним из наиболее распространенных классов систем обработки данных являются информационные системы.

Цель моей работы заключается  в том что бы определить, в чем заключаются специфические особенности информационных систем, какие функции они могут выполнять, какими ресурсами они располагают, а так же рассмотреть их проектирование.

1 Классификация информационных систем

Под системой понимают любой  объект, который одновременно рассматривается  и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных  элементов. Системы значительно  различаются между собой как  по составу, так и по достигаемым  целям. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск и  выдачу информации, необходимой в  процессе принятия решений в любой  области деятельности. Они помогают анализировать проблемы и создавать  новые продукты.

Информационная система  – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленой цели. Современное понимание  информационной системы предполагает использование персонального компьютера в качестве основного технического средства переработки информации. В  крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической  базы информационной системы может  входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена  производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.

В свою очередь информационные системы классифицируются по разным признакам. Рассмотрим наиболее часто  используемые способы классификации

1.1 Классификация по масштабу

По масштабу информационные системы подразделяются на следующие  группы (рис. 1):

Одиночные информационные системы. реализуются, как правило, на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения создаются с помощью так называемых настольных ИЛИ локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Qicrosoft Access.

Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (называемые также SQL-серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL-серверов, как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, DB2, Qicrosoft SQL Server, InterBase, Sybase, Inforqix.

Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. Однако в крупных информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Qicrosoft SQL Server. Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз данных.

1.2 Классификация по сфере применения

По сфере применения информационные системы обычно подразделяются на четыре группы (рис. 2)

Системы обработки транзакций, в свою очередь, по оперативности обработки данных, разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы. В информационных системах организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций — OLTP (OnLine Transaction Processing), для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть. Для систем OLTP характерен регулярный (возможно, интенсивный) поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов и т. п. Важными требованиями для них являются:

• высокая производительность обработки транзакций;
• гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.

Системы поддержки принятия решений  — DSS (Decision Support Systeq) представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических и по другим показателям.

Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные системы получили в сети Интернет.

Класс офисных информационных систем нацелен на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.

1.3 Классификация по способу организации

По способу организации  групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы (рис. 3):

В любой информационной системе  можно выделить необходимые функциональные компоненты (табл. 1), которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем. Рассмотрим более подробно особенности вариантов построения информационных приложений.

Таблица 1- Типовые функциональные компоненты информационной системы

Обозначение	Наименование	Характеристика
PS	Presentation Services (средства представления)	Обеспечиваются устройствами, принимающими ввод от пользователя и отображающими  то, что сообщает ему компонент  логики представления PL, с использованием соответствующей программной поддержки
PL	Presentation Logic (логика представления)	Управляет взаимодействием между  пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия пользователя при выборе команды  в меню, нажатии кнопки или выборе элемента из списка
BL	Business or Application Logic (прикладная логика)	Набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить  приложение
DL	Data Logic (логика управления данными)	Операции с базой данных (SQL-операторы), которые нужно выполнить для  реализации прикладной логики управления данными
DS	Data Services (операции с базой данных)	Действия СУБД, вызываемые для выполнения логики управления данными, такие как  манипулирование данными, определения данных, фиксация или откаттранзакций и т. п. СУБД обычно компилирует SQL-предложения
FS	File Services (файловые операции)	Дисковые операции чтения и записи данных для СУБД и других компонентов. Обычно являются функциями операционной системы (ОС)

 

Архитектура файл-сервер имеет сетевого разделения компонентов диалога PS и PL и использует компьютер для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети. Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты приложения, определяющие логику диалога PL, а также логику обработки BL и управления данными DL. Разработанное приложение реализуется либо в виде законченного загрузочного модуля, либо в виде специального кода для интерпретации. Однако такая архитектура имеет существенный недостаток: при выполнении некоторых запросов к базе данных клиенту могут передаваться большие объемы данных, загружая сеть и приводя к непредсказуемости времени реакции. Значительный сетевой трафик особенно сильно сказывается при организации удаленного доступа к базам данных на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи. Одним из вариантов устранения данного недостатка является удаленное управление файл-серверным приложением в сети. При этом в локальной сети размещается сервер приложений, совмещенный с телекоммуникационным сервером (обычно называемым сервером доступа), в среде которого выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность состоит в том, что диалоговый ввод-вывод поступает от удаленных клиентов через телекоммуникации.  Приложения не должны быть слишком сложными, иначе велика вероятность перегрузки сервера, или же нужна очень мощная платформа для сервера приложений

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL (Structured Query Language) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации. Отличительная черта серверов БД — наличие справочника данных, в котором записана структура БД, ограничения целостности данных, форматы и даже серверные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях помимо диалога и логики обработки являются, прежде всего, реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL-операторов для типовых запросов к базе данных. Большинство конфигураций клиент-сервер использует двухуровневую модель, в которой клиент обращается к услугам сервера. Предполагается, что диалоговые компоненты PS и PL размещаются на клиенте, что позволяет обеспечить графический интерфейс. Компоненты управления данными DS и FS размещаются на сервере, а диалог (PS, PL), логика BL и DL — на клиенте. Двухуровневое определение архитектуры клиент-сервер использует именно этот вариант: приложение работает у клиента, СУБД — на сервере (рис. 4.).

 

Поскольку эта схема предъявляет  наименьшие требования к серверу, она  обладает наилучшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, вызывающие большое взаимодействие с БД, могут жестко загрузить как клиента, так и сеть. Результаты SQL-запроса должны вернуться клиенту для обработки, потому что там находится логика принятия решения. Такая схема приводит к дополнительному усложнению администрирования приложений, разбросанных по различным клиентским узлам. Для сокращения нагрузки на сеть и упрощения администрирования приложений компонент BL можно разместить на сервере. При этом вся логика принятия решений оформляется в виде хранимых процедур и выполняется на сервере БД. Хранимая процедура — процедура с операторами SQL для доступа к БД, вызываемая по имени с передачей требуемых параметров и выполняемая на сервере БД. Хранимые процедуры могут компилироваться, что повышает скорость их выполнения и сокращает нагрузку на сервер. Хранимые процедуры улучшают целостность приложений и БД, гарантируют актуальность коллективно используемых операций и вычислений. Улучшается сопровождение таких процедур, а также безопасность (нет прямого доступа к данным).

Создание архитектуры  клиент-сервер возможно и на основе многотерминальной системы. В этом случае в многозадачной среде  сервера приложений выполняются  программы пользователей, а клиентские узлы вырождены и представлены терминалами. Подобная схема информационной системы  характерна для UNIX. В настоящее время  архитектура клиент-сервер получила признание и широкое распространение  как способ организации приложений для рабочих групп и информационных систем корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность  выполнения приложений за счет использования  возможностей сервера БД, разгрузки  сети и обеспечения контроля целостности  данных. Двухуровневые схемы архитектуры  клиент-сервер могут привести к некоторым  проблемам в сложных информационных приложениях с множеством пользователей  и запутанной логикой. Решением этих проблем может стать использование многоуровневой архитектуры.

Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех уровней:

• нижний уровень представляет собой приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики представлений PS и PL и имеющие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;
• средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполняетсяприкладная логика BL и с которого логика обработки данных DL вызываетоперации с базой данных DS;
• верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных, выделенный для услуг обработки данных DS и файловых операций FS (без риска использования хранимых процедур).