Анализ и оценка надежности и эффективности автоматизированных информационных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вид работы: Электронная письменная предзащита

Название дисциплины: Основы программирования

Тема: Анализ и оценка надежности и эффективности конкретной АИС

Выполнил

Ткач Евгений Олегович

Содержание

Введение

1. Классификация автоматизированных информационных систем

1.1 Программные средства реализации АИС

1.2 Средства построения базы данных

1.3 Средства управления транзакциями

1.4 Средства разработки приложений

2. Выбор аппаратной платформы и операционной среды сервера

2.1 Платформы сервера intel

2.2 Платформы сервера AMD

2.3 Операционная система сервера

2.4 Локальная сеть и рабочие места

3. Оценка надежности и эффективности системы «ГИД-Аптека»

3.1 Эффективность системы Гид-Аптека

3.2 Надежность системы «ГИД-Аптека»

Заключение

Список использованных источников

Введение

Выбором темы «Анализ и оценка, эффективности и надежности конкретной АИС» обусловлен моей профессиональной рабочей деятельностью, а именно работа в Государственном Предприятии Нижегородской Области «Нижегородской Областной Фармации» где используется автоматизированная информационная система «Гид-Аптека».

Находясь на должности специалиста по внедрению Программного Обеспечения мне непосредственно приходится работать с этой системой, что не оставило сомнений при выборе темы выпускной квалификационной работы.

Основной целью работы является описание преимуществ и недостатков при работе с автоматизированной информационной системой, описание качеств работы автоматизированной информационной системы «Гид-Аптека». Для этого должны быть решены следующие задачи:

- разобраться в сущности автоматизированных информационных систем;

- предоставить классы автоматизированных информационных систем;

- произвести анализ системы «Гид-Аптека»на принадлежность к одному из классов;

- произвести анализ средств, для функционирования автоматизированной информационной системы.

При администрирование базы данных необходимо:

- предоставить анализ системы управления базами данных;

- предоставить анализ и выбор связи между базами данных;

- произвести анализ средств разработки приложений;

- представить выбор средств разработки приложений для автоматизированной информационной системы «Гид-Аптека».

Все это даст возможность разобраться, какие программные продукты необходимы для функционирования автоматизированных информационных систем.

Следующей целью квалификационной работы является анализ предложенных технических средств для работы автоматизированных информационных систем.

При этом необходимо:

- произвести анализ рынка предложенных технических средств;

- протестировать вычислительные системы на базе процессоров Intel;

- протестировать вычислительные системы на базе процессоров AMD;

- сравнить эти системы по функциональному и финансовому превосходству;

- непосредственно выбрать платформу для системы «Гид-Аптека».

Также важно произвести выбор программных средств с учетом цен на рынке программного обеспечения:

- произвести сравнительный анализ операционных систем;

- произвести сравнительный анализ систем управления базами данных;

- выбрать подходящие по цене и функциям, программное обеспечение, для автоматизированной информационной системы «Гид-Аптека»;

Неотъемлемой частью выпускной квалификационной работы является построение сети и выбор ее топологии и настройки рабочей станции для системы Гид-Аптека.

В практической части следует предоставить, на основе проведенных анализов:

- непосредственно реализацию этих требований для системы Гид-Аптека;

- описать функции и методы работы с автоматизированной информационной системой;

- предоставить критерии эффективности сиcтемы «Гид-Аптека»;

- произвести анализ по этим критериям ;

- выяснить чем система может быть эффективна в области данного предприятия.

Для повышения эффективности данной системы следует предоставить возможность модернизации и улучшения при использование технических средств.

Для описания надежности автоматизированной информационной системы необходимо:

- выделить основные критерии надежности, автоматизированных информационных систем;

- предоставить средства реализации надежности системы Гид-Аптека;

- описать методы работы этих средств.

При решении всех этих задач помогут такие источники как:

- «Автоматизированные информационные технологии в экономике» автора Титоренко Г.А.;

- «Комплексная экспертная система управления информационной безопасностью» авторов О.А. Бурдин, А.А. Кононов;

- статья обзора продукта Microsoft Windows Server 2008;

- прайс-лист компании «Байт»;

- статья «производительность серверов AMD и Intel в условиях виртуализации VMware ESX Server» автора Дмитрия Чеканова.

Приступая к написанию квалификационной работы, были сделаны снимки окон программы, наглядно демонстрирующие интерфейс и рабочее окно продукта.

надежность эффективность автоматизированная информационная система

1. Классификация автоматизированных информационных систем

В дипломной работе следует использовать следующую классификацию автоматизированных информационных систем. В зависимости от уровня обслуживания производственных процессов на предприятии сама автоматизированная информационная система или её составная часть могут быть отнесены к различным классам:

- системы управления технологическими объектами или процессами;

- системы подготовки и учета производственной деятельности предприятия;

- системы планирования и анализа производственной деятельности предприятия.

Система первого класса это автоматизированная система контроля и управления технологическими объектами или процессами. Эта система делится на следующие классификаторы и как правило, характеризуются следующими свойствами:

- достаточно высоким уровнем автоматизации выполняемых функций;

- наличием явно выраженной функции контроля за текущим состоянием объекта управления;

- наличием контура обратной связи;

Для работы этой системы необходимы такие средства как:

- технологическое оборудования;

- датчики;

- исполнительные устройства и механизмы.

Такая автоматизированная информационная система обладает:

- малым временным интервалом обработки данных (т.е. интервалом времени между получением данных о текущем состоянии объекта управления и выдачей управляющего воздействия на него);

-слабой временной зависимостью между динамически изменяющимися состояниями объектов управления и системы управления.

К таким автоматизированным информационным системам можно отнести такие примеры как:

- SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерский контроль и накопление данных);

- DCS - Distributed Control Systems (распределенные системы управления);

- Batch Control - системы последовательного управления;

- АСУ ТП - Автоматизированные Системы Управления Технологическими процессами.

Использование таких систем как правило целесообразно на предприятиях использующих станки и оборудование с числовым программным управлением.

Следующим можно охарактеризовать автоматизированные информационные системы подготовки и учета производственной деятельности предприятия. Системы этого класса предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия оперативных решений, оказывающих влияние на ограниченный круг видов деятельности или небольшой период работы предприятия. В некотором смысле к таким автоматизированным информационным системам принято относить такие системы, которые находятся на уровне технологического процесса, но с технологией напрямую не связаны.

В перечень основных функций такой автоматизированной информационной систем можно включить:

- выполнение учетных задач, возникающих в деятельности предприятия;

- сбор, предварительную подготовку данных, поступающих в автоматизированную информационную систему из систем первого класса, и их передачу в системы следующего класса;

- подготовку данных и заданий для автоматического исполнения задач системами первого класса.

С учетом отдельных функциональных возможностей, к этому списку можно отнести также:

- управление производственными и человеческими ресурсами в рамках принятого технологического процесса;

- планирование и контроль последовательности операций единого технологического процесса;

- управление качеством продукции;

- управление хранением исходных материалов и произведенной продукции по технологическим подразделениям;

- управление техническим обслуживанием и ремонтом.

Такие автоматизированные информационные системы, как правило, имеют характерные признаки и свойства:

- наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;

- интерактивность обработки информации;

- небольшая длительность обработки данных, колеблющаяся от нескольких минут, до несколько часов или суток в зависимости от сложности обработки данных;

- наличим существенных временной и параметрической зависимостей между обрабатываемыми данными;

- система оказывает влияние на ограниченный круг работ и видов деятельности предприятия;

- система оказывает влияние на небольшой период работы предприятия в пределах от месяца до полугода.

Основными примерами этого класса автоматизированных информационных систем можно считать:

- MES - Manufacturing Execution Systems (системы управления производством);

- MRP - Material Requirements Planning (системы планирования потребностей в материалах);

- MRP II - Manufacturing Resource Planning (системы планирования ресурсов производства);

- CRP - C Resource Planning (система планирования производственных мощностей);

- CAD - Computing Aided Design (автоматизированные системы проектирования - САПР);

- CAM - Computing Aided Manufacturing (автоматизированные системы поддержки производства);

- CAE - Computing Aided Engineering (автоматизированные системы инженерного проектирования - САПР);

- PDM - Product Data Management (автоматизированные системы управления данными);

- SRM - Customer Relationship Management (системы управления взаимоотношениями с клиентами);

- всевозможные учетные системы и т.п.

Одна из причин возникновения подобных систем - необходимость выделить отдельные задачи управления на уровне технологического подразделения предприятия и родам его деятельности. Бекаревич Ю., Н. Пушкина. Самоучитель Microsoft Access 2000. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2006. - 480 c.

Следующим и последним классом автоматизированных информационных систем являются системы планирования и анализа производственной деятельности предприятия. Такие автоматизированные информационные системы предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия стратегических решений, оказывающих влияние на деятельность предприятия в целом.

В круг задач решаемых автоматизированными системами данного класса можно включить: Бекаревич Ю., Н. Пушкина. Самоучитель Microsoft Access 2000. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2006. - 480 c.

- анализ деятельности предприятия на основе данных и информации, поступающей из второго класса систем;

- планирование деятельности предприятия;

- регулирование глобальных параметров работы предприятия;

- планирование и распределение ресурсов предприятия;

- подготовку производственных заданий и контроль их исполнения;

- наличие взаимодействия с управляющим персоналом, при выполнении стоящих перед ними задач;

- интерактивность обработки информации;

- повышенную длительность обработки данных, колеблюющуюся от нескольких минут до несколько часов или суток;

- длительный период принятия управляющего решения;

- наличие существенных временной и параметрической зависимостей между обрабатываемыми данными;

- система оказывает влияние на деятельность предприятия в целом;

- система оказывает влияние на значительный период работы предприятия (от полугода до нескольких лет);

- наличие непосредственного сопряжения с системами второго класса.

Примерами этого класса можно считать такие автоматизированные информационные системы как:

- ERP - Enterprise Resource Planning (Планирование Ресурсов Предприятия);

- IRP - Intelligent Resource Planning (системами интеллектуального планирования);

- АСУП (автоматизированные системы управления предприятия);

- EIS.

Автоматизированные информационные системы используются на всех предприятиях имеющих хоть минимальное техническое информационное оборудование.

1.1 Программные средства реализации АИС

Основными средствами разработки и реализации автоматизированных информационных систем являются: Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В. Основы криптографии. - М.: Гелиос АРВ, 2001. - 480 с.

- сетевые операционные системы;

- системы управления базами данных;

- среды разработки приложений.

На российском рынке программного обеспечения предложен спектр программ и средств для их написания, их выбор представлен в приложение В

1.2 Средства построения базы данных

Практически общепринятой в настоящее время стала концепция построения автоматизированных информационных систем на основе реляционной модели базы данных. В пользу выбора этой модели для построения автоматизированной информационной системы говорят следующие обстоятельства:

- реляционная модель базы данных хорошо исследована, для нее выработаны приемы и методы использования, позволяющие решать практически любые задачи хранения данных и доступа к ним, разработаны также методы приведения к реляционной модели тех данных, предметная структуризация которых естественным образом в реляционную модель не вписывается;

- реляционная модель интуитивно понятна как разработчику, так и конечному пользователю, так как ее прообразом являются таблицы;

- практически все промышленно выпускаемые на сегодняшний день средства управления базами данных поддерживают реляционную модель данных;

- для реляционной модели существует мощное средство формулирования запросов к базе данных, структурированный язык запросов SQL. Являясь языком непроцедурным, SQL, таким образом, не зависти от среды (аппаратной и операционной), в которой он выполняется. SQL является де-факто стандартом обращений к базам данных, стандарт ANSI SQL поддерживается стандарт ISO и обеспечивается большинством промышленно выпускаемых средств.

В настоящее время для построения информационных систем применяются различные системы управления базами данных, различающиеся как своими возможностями, так и требованиями к вычислительным ресурсам. Все многообразие применяемых СУБД, однако, можно свести к двум основным классам: Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В. Основы криптографии. - М.: Гелиос АРВ, 2001. - 480 с.

- персональные;

- многопользовательские.

К персональному классу относятся системы управления базами данных, ориентированные для работы на персональном компьютере такие как, dBASE, FoxPro, MS Access и тому подобные. Изначально они поддерживали работу с данными только одного пользователя. Вся система управления базами данных такого класса выполняется как единая программа, таблицы базы данных представляются отдельными файлами на диске того же персонального компьютера. С развитием локальных сетей, разработчики систем управления базами данных, этого класса стали приспосабливать их к работе в сетевой среде, в которой потенциально стало возможным организовать доступ к данным с нескольких персональных компьютеров, включенных в локальную сеть. Файлы базы данных при этом размещаются на файловом сервере. На каждом же рабочем месте работает собственная копия программы и прикладная программа, и на их выполнение могут оказывать существенное влияние характеристики компьютера этого рабочего места. Таким образом, при наличии в сети нескольких рабочих станций с одними и теми же данными работают несколько копий программы систем управления базами данных, одними и теми же данными управляют сразу несколько копий систем управления базами данных. Ошибка в выполнении одной из копий не будет замечена другими копиями. При выполнении запросов к базе данных копия системы управления базами данных может либо производить поиск данных в удаленных файлах на файловом сервере, либо копировать все файлы, в которых ведется поиск, в свою локальную файловую систему. В первом случае возникают проблемы одновременного доступа к данным при их изменении. Данные, над которыми производится изменения, должны быть заблокированы. Средства файлового сервера позволяют выполнять блокировку на уровне файлов, но не на уровне записей, что существенно снижает эффективность параллельной работы с базой данных многих пользователей.

Во втором же случае, требуется передача больших объемов информации по сети, и получается, что разные рабочие места работают с разными копиями данных и эти копии могут стать неидентичными.

Системы управления базами данных многопользовательского класса изначально создавались для выполнения на больших компьютерах и обеспечения параллельной работы многих пользователей. Такие системы управления базами данных, как правило, состоят из ядра, постоянно присутствующего в памяти сервера, и большого количества программ-агентов (служб), обслуживающих запросы конечных пользователей и прикладных программ (клиентов). В этом случае и ядро системы управления базами данных, и данные находятся на одном и том же компьютере. Одна копия системы управления базами данных управляет одной копией данных. Единая управляющая система позволяет эффективно организовать одновременный доступ к данным многих пользователей, предотвращая конфликты между ними. Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В. Основы криптографии. - М.: Гелиос АРВ, 2001. - 480 с.

Любая ошибка в работе системы управления базами данных локализована и может быть эффективно исправлена самой системой управления базами данных. При работе в условиях сети, ядро базы данных выполняет запросы агентов на выборку данных и передает по сети только результаты выборки. Поскольку быстродействие современных дисковых систем обычно выше, чем скорость передачи данных по сети, уменьшение объема передаваемых данных существенно увеличивает общую эффективность работы системы. При этом не накладывается никаких ограничений на масштаб сети, пользователи могут быть связаны с ядром системы управления базами данных через любую сеть и любые протоколы передачи данных. Многопользовательские системы управления базами данных обладают также неоспоримыми преимуществами в таких качествах как:

- надежность;

- безопасность;

- доступность.

Многопользовательские системы управления базами данных с самого начала своей истории использовали в качестве интерфейса запросов язык SQL, отсюда произошло одно из их альтернативных названий - SQL-серверы.

Первоначально разрабатывались для применения на больших ЭВМ (персональных ЭВМ в то время просто не существовало) и требовали значительных вычислительных ресурсов для своего функционирования. Однако, с одной стороны - мощность вычислительных систем на персональной платформе быстро возрастает, а с другой - производители SQL-серверов предпринимают значительные усилия по снижению их ресурсоемкости, так что к настоящему времени такие системы управления базами данных доступны и рядовому пользователю. Бойко В.В., Савинков В.М., Проектирование баз данных и информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 304 с.

Из наиболее популярных современных системы управления базами данных можно отметить:

MS SQL Server фирмы Microsoft;

Oracle фирмы Oracle;

DB2 фирмы IBM.

В приложении Б таблице 1 «Сравнительные характеристики систем управления базами данных и операционных систем», приведены сравнительные характеристики этих программных средств при использовании их на персональных компьютерах.

Функциональные возможности систем управления базами данных практически одинаковы:

- все они обеспечивают язык SQL, как средство формулирования запросов;

- обеспечивают весь необходимый сервис для администрирования базы данных;

- ведут работу систем управления базами данных в режиме клиент/сервер с параллельным многопользовательским доступом к данным.

Нужно отметить, что MS SQL Server проигрывает по сравнению с двумя другими названными системами управления базами данных в отношении эффективности выполнения при равных ресурсах. Еще одним недостатком этой системы управления базами данных следует считать то, что она работает только в среде операционной системы Windows, что ограничивает ее применимость только персональной платформой (пусть даже и мощными персональными серверами). Что касается DB2 и Oracle, то эти СУБД принадлежат к числу первых реляционных СУБД и, следовательно, имеют наиболее богатую историю развития и совершенствования. Именно DB2 явилась результатом того проекта корпорации IBM, в котором была сформулирована реляционная модель данных и разработан язык SQL. Обе эти СУБД являются многоплатформенными, хотя Oracle ориентирован, прежде всего, на выполнение в среде операционной системы UNIX и в UNIX-подобных системах. DB2, однако, адаптирована к большему разнообразию аппаратных и операционных сред.

Но в данное время по эффективности все указанные систем управления базами данных конкурируют между собой с переменным успехом, в России чаще всего используются системы управления базами данных на платформе MS SQL Server.

1.3 Средства управления транзакциями

В предложенной выше модели вычислений клиент/сервер при ориентации в основном на сервер базы данных предусматривается также использование по возможности элементов модели сервера приложений. Перенос на сервер часть логики приложений обеспечит разгрузку ресурсов клиентов и более надежный контроль за выполняемыми клиентами действиями. При этом предполагается, что обращения к системе управления базами данных будут формировать не конечные клиенты, а части прикладной задачи, выполняющиеся на сервере. Такое построение системы требует специальной поддержки, обеспечивающей непротиворечивость функционирования и целостность данных при параллельной многопользовательской работе. Бойко В.В., Савинков В.М., Проектирование баз данных и информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 304 с. Такая поддержка обеспечивается программными средствами называемыми транзакциями.

SQL Server предлагает множество средств управления поведением транзакций. Пользователи в основном должны указывать только начало и конец транзакции, используя команды SQL или API (прикладного интерфейса программирования). Транзакция определяется на уровне соединения с базой данных и при закрытии соединения автоматически закрывается. Если пользователь попытается установить соединение снова и продолжить выполнение транзакции, то это ему не удастся. Когда транзакция начинается, все команды, выполненные в соединении, считаются телом одной транзакции, пока не будет достигнут ее конец.

SQL Server поддерживает три вида определения транзакций:

- явное;

- автоматическое;

- подразумеваемое.

По умолчанию SQL Server работает в режиме автоматического начала транзакций, когда каждая команда рассматривается как отдельная транзакция. Если команда выполнена успешно, то ее изменения фиксируются. Если при выполнении команды произошла ошибка, то сделанные изменения отменяются и система возвращается в первоначальное состояние.

Когда пользователю понадобится создать транзакцию, включающую несколько команд, он должен явно указать транзакцию.

Сервер работает только в одном из двух режимов определения транзакций: автоматическом или подразумевающемся. Он не может находиться в режиме исключительно явного определения транзакций. Этот режим работает поверх двух других.

Для установки режима автоматического определения транзакций используется команда «SET IMPLICIT_TRANSACTIONS OFF».

При работе в режиме неявного (подразумевающегося) начала транзакций SQL Server автоматически начинает новую транзакцию, как только завершена предыдущая. Установка режима подразумевающегося определения транзакций выполняется посредством другой команды «SET IMPLICIT_TRANSACTIONS ON».

1.4 Средства разработки приложений

Файл-серверной информационной системой называют систему, которая в основном базируется на персональных компьютерах, используя в качестве внешней поддержки один или несколько файловых серверов, обеспечивающих значительные возможности управления внешней памятью, но не обладающих "интеллектом", поддерживая в основном только управление файлами. Практически во всех файл-серверных средствах разработке и её методах имеется тенденция к переходу к технологии "клиент-сервер. Бойко В.В., Савинков В.М., Проектирование баз данных и информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 304 с. Стоит заметить, что файл-серверные архитектуры являются в большой степени облегченными вариантами клиент-серверных архитектур, хотя во многих случаях предлагаемые решения являются достаточными для небольшого по объему класса информационных систем.

Пожалуй, стоит отметить, что хотя для разработки файл-серверных приложений имеется целый ряд инструментальных средств, отсутствуют общепринятые методологии. Вернее сказать, что когда методологии используются, то они те же, что в к клиент-серверных приложениях. Обычно же файл-серверные приложения проектируются и разрабатываются "по месту" без использования каких-либо стандартных методов.

Системы программирования третьего поколения 3GL являются предшественниками современных инструментальных средств и могут использоваться для разработки информационных приложений при наличии соответствующих встроенных или библиотечных средств для реализации диалога и доступа к базам данных

Системы программирования для персональных компьютеров прошли долгий путь развития. Можно выделить три четкие языковые линии, которые оказывали друг на друга большое влияние, взаимно обогащаясь - это Си, Паскаль и Бейсик.

Следует отметить основные этапы на пути развития систем программирования: Вейскас Д. Эффективная работа с Microsoft Access 2. С.- Петербург: «Питер Пресс», 2005. - 856 с.

- переход от одиночных утилит систем программирования к интегрированным диалоговым средам программирования (например, семейство Turbo-продуктов фирмы Borland);

- развитие инструментальных наборов, расширяющих возможности систем программирования, в частности, в области диалога (разного рода Tool Box);

- появление объектно-ориентированных диалектов языков Си и Паскаль; заметим, что по нашему мнению, несмотря на то, что Паскаль является более строгим и корректным языком, феномен Си++ имеет большее значение в силу наличия стандарта;

- возникновение операционной среды Windows со встроенной поддержкой диалога и первых Windows-приложений с помощью SDK (Software Development Keet);

- создание объектно-ориентированных библиотек, поддерживающих диалоговый режим работы в среде Windows (TurboVision, Object Windows и MFC);

- появление систем программирования, облегчающих создание приложений для Windows;

- развитие механизма встраивания и связывания объектов OLE 2;

- переход к визуальным системам программирования (Visual Си++, Delphi, Visual Basic), которые ориентированы на разработку информационных приложений.

Поддержка диалогового режима развивалась совместно с развитием самих систем программирования и была естественным образом интегрирована с ними. Библиотеки же доступа к базам данных развивались своим путем. Наибольшее число библиотек доступа из языков программирования уровня 3GL к реляционным СУБД на персональных компьютерах поддерживает семейство xBase (Clipper, FoxPro, dBase). Из языков программирования чаще всего используется Си. Также можно отметить наличие таких библиотек, как CodeBase и DBTools (фирма Rogue Wave).

В библиотеке CodeBase используются те же форматы данных, индексов и memo-файлов, что и в СУБД dBase IV. Имеется возможность поддержки индексных файлов Clipper и memo-файлов dBase III Plus. Имеющиеся в библиотеке CodeBase функции могут не только выполнять все стандартные операции СУБД семейства xBase, но и позволяют устанавливать фильтры, задавать отношения, вычислять допустимые в СУБД выражения. Библиотечные функции поддерживают многопользовательские режимы работы в локальной сети и в среде многозадачной ОС, обеспечивая блокировку как на уровне файлов, так и записей. В комплект поставки входят тексты функций, что позволяет адаптировать их для конкретного использования.

Библиотека DBTools является многоплатформенной библиотекой для языков Си/Си++ и рассчитана на поддержку семейства СУБД xBase, Informix, Oracle и др.

Приложения, созданные с использованием инструментальных средств программирования приложений, связанных с использованием баз данных на персональных компьютерах, занимают существенную долю файл-серверных приложений. Если рассматривать только "реляционные" (вернее, табличные) СУБД, то семейство xBase-продуктов является явным лидером по использованию для разработки одиночных и групповых информационных приложений. Следующее место занимает СУБД Paradox, а далее идут приложения, базирующиеся на использовании системы управления записями Clarion. Особняком стоят такие пакеты, как MS Access и Lotus Approach, которые позволили взглянуть по-новому на возможности персональных СУБД и до сих пор не оценены по-настоящему как профессиональные средства разработки приложений.

2. Выбор аппаратной платформы и операционной среды сервера

Аппаратная платформа центрального вычислительного комплекса АИС может строиться:

- на базе мощного персонального сервера;

- на базе аппаратной системы средней мощности;

- на базе мэйнфрейма.

Для мира процессоров 2008 год оказался весьма переломным, как для AMD, так и для Intel. Компании-потребители информационно-технических ресурсов пытались выжать максимум из своих технологических процессов, чтобы оставаться на конкурентоспособном уровне. То есть они покупали системы, которые бы работали максимально долго, требовали минимального сервисного обслуживания, предлагали приличные функции управления и обеспечивали наилучшее соотношение цена/производительность. Поиск оптимальных решений может потребовать немало времени и денег, если осуществлять его неправильно.

2.1 Платформы сервера intel

Компании занимающиеся реализацией продукции intel, также как и некоторые другие отечественные интеграторы, наряду с изделиями IBM, Hewlett-Packard и других brand-name предлагает своим заказчикам серверы собственного производства. В России основным поставщиком является ЗАО «ТИМ» Корпорации Intel® и выпускает серверную продукцию под маркой Ultima с 1995 года. Продукция этой компании позволяет заказчикам с ограниченным бюджетом получить сервер рабочей группы, филиала или предприятия, сопоставимый по возможностям с серверами подразделения, небольшого офиса или целой корпорации производства brand-name, но за меньшую цену.

Успеху моделей «Ultima» и «ProStor® N» способствуют заслуженное в течение долгих лет предпочтение потребителей, высокая производительность, низкая стоимость, а также помощь сотрудников в обслуживание данной техники.

Изготовление серверной продукции строится на базе самых передовых решений компьютерной индустрии. В то же время, большинством экспертов надёжность сервера ставится выше его производительности, поэтому в этом секторе рынка наблюдается некоторая консервативность, предпочитающая смелым экспериментам стабильность проверенных решений.

К началу 2008 года Корпорация Intel® в своих пресс-релизах сформулировала ряд важнейших направлений, пристальное внимание к которым стало насущной необходимостью для всех участников серверного рынка. К таким критериям относится:

- энергетическая эффективность;

- технологии удалённого управления и преактивной диагностики;

- интегрированные на аппаратном уровне функции информационной защиты,

- автоматизация рутинных информационно технических процессов;

- баланс потребностей программного и аппаратного обеспечения.

Все эксперты сходятся во мнении как о значимости информационных технологий, так и в пожеланиях о предоставлении информационных технологий ресурсов в большем объёме. Серверы помогают решить множество проблем таких как технология виртуализации при помощью которой обеспечивается:

- безопасность сетей;

- экономится энергопотребление;

- предотвращаются ошибки серверов;

- повышается производительность корпоративных информационных систем;

- освобождается пространство в серверных помещениях.

Примеры серверов и технологического оборудования продемонстрированы в приложении А. Видеосервер Ultima (рис. 1приложение Б). Сервер, построенный на базе платы Intel® Workstation Board S5000XVN, предназначен для цифрового видеонаблюдения. После установки в него двух процессоров с четырьмя ядрами Intel Xeon и оперативной памяти ёмкостью 2 ГБ (возможно расширение до 32 ГБ) сервер способен осуществлять запись 16 (шестнадцати!) каналов живого видео. Для этого в три слота PCI Express устанавливаются две платы видеозахвата и мощная видеокарта с памятью 1000 МБ. Подключаются два жёстких диска в «зеркале» для операционной системы, а еще четыре диска объединяются в рабочий массив RAID пятого класса, общей ёмкостью превышающий 2 ТБ. Архив такого объёма позволяет сохранять в течение месяца всю информацию, получаемую с камер наблюдения небольшого объекта.

Система хранения данных ProStor® N (рис 2 приложения Б). Благодаря поддержке двух- и четырёх-ядерных процессоров и оперативной памяти ёмкостью до 32 ГБ модульная аппаратная платформа Intel® Storage Server SSR212MC2 обладает отличной производительностью. Имея высоту 2U, она вмещает 12 жёстких дисков - надёжных и быстрых SAS (Serial Attached SCSI) или ёмких недорогих SATA (Serial ATA). Современная архитектура PCI Express позволяет добавлять по своему желанию дополнительные адаптеры 1 Гб Ethernet, 10 Гб Ethernet, Fibre Channel или Infiniband. Серверная платформа ProStor® N (SSR212MC2) органично интегрируется с программными продуктами компании Open-E, преобразующими её в сервер приложений с ёмким внутренним хранилищем или работающее в режиме NAS / iSCSI SAN выделенное устройство сетевого хранения. Обеспечивая высочайшую пропускную способность операций ввода-вывода, СХД ProStor™ N отлично подходит для данных цифровых систем видеонаблюдения и файловых архивов, а также делает доступным для малых и средних организаций построение сетей хранения iSCSI SAN.

Модульный сервер Ultima Modular Server (рис. 3 приложение Б). Модель Ultima в 2008 году - модульный сервер Modular Server на базе соответствующей платформы Корпорации Intel®. Высота серверной платформы составляет 6U, а корпус вмещает до шести двухпроцессорных плат, 14 жестких дисков, 2 коммутатора Ethernet, модуль управления хранением на базе SAS и управляющий модуль. Все компоненты объединены между собой при помощи технологии Multi-Flex Technology, общей системы управления, коммутации и хранения. Недорогая альтернатива блейд-серверу, реализующая ту же концепцию «вся информационная система в одном ящике», позволяет небольшим компаниям воспользоваться преимуществами гибкой конфигурации. Наличие стандартных модулей, изначально заложенного потенциала для дальнейшего роста, динамического распределения ресурсов, сниженного энергопотребления, надежности и управляемости в полной мере.

2.2 Платформы сервера AMD

В конкуренции с системами intel существует также платформ AMD. Стоит отметить что системы AMD значительно дешевле.

В качестве аппаратной части серверная система HP: Proliant DL385 с процессорами AMD Opteron (рис. 4 приложение Б). Сервер AMD оснащен Opteron 275 (HP) или Opteron 280 (Tyan) с 1 Мбайт кэша L2 на каждое ядро. Также возможно использование Opteron 248 и 254. Процессор Opteron 254 работает на частоте 2,8 ГГц и оснащён 1 Мбайт кэша L2. Собственно, этот процессор технически ближе всего соотносится с Intel Xeon 3,8 ГГц с 2 Мбайт кэша L2, так как обе модели предназначены для двухпроцессорных серверов и являются топовыми в своём классе. Opteron 275 и 280 по гигагерцам находятся в той же категории, что и модели Opteron 248 и 250, но у них есть существенное преимущество: два ядра, что позволяет получить 4-ядерную машину в двухпроцессорном сервере. Мы решили добавить в тестирование Opteron 248, чтобы показать, как один двуядерный процессор покажет себя в сравнении с двумя одноядерными процессорами с такой же тактовой частотой.

Hewlett Packard Proliant DL385 (AMD Opteron) (рис. 5 приложение Б). Как известно, AMD сегодня даёт наилучшую производительность в общих серверных приложениях. DL385 является альтернативой HP на Opteron в классе 2U. Подобно модели 380, вы получаете замечательно упакованный корпус 2U. В нём присутствуют два сокета для процессоров AMD Opteron, шесть слотов для памяти DDR400/PC3200 (макс. 16 Гбайт), контроллер Smart Array 6i RAID, два чипа гигабитного Ethernet, три слота PCI-X, шесть отсеков для жёстких дисков, аксессуары управления и блок питания/вентиляторы с опциональной избыточностью. Пока для этой модели нет отсеков PCI-X или PCI Express с избыточностью.

Tyan Transport GX28 (AMD Opteron) (рис. 6 приложение А) является широко известным поставщиком профессиональных материнских плат и barebone-серверов. В линейке продуктов есть модели на всех процессорах AMD и Intel, и вы можете выбирать тот тип сервера, который вам нужен. Корпус 1U отличается качественным изготовлением и хорошей доступностью аксессуаров. К сожалению, в него можно устанавливать карты PCI-X только половинной высоты, а кабель SCSI в комплекте поставки может оказаться немного коротким, если вы выберите сторонний RAID-контроллер, скажем, из линейки LSI MegaRAID 320. Внутри располагаются два сокета для процессоров AMD Opteron, восемь слотов памяти DDR400/PC3200 (максимум 16 Гбайт), RAID-контроллер Adaptec, два контроллера гигабитного Ethernet, два слота PCI-X, четыре отсека для жёстких дисков с "горячей заменой" и блок питания без избыточности. У другой разновидности GX28 с модельным номером TA26 присутствует восемь отсеков для приводов SCSI и имеется избыточный блок питания. Но за неё придётся доплатить $285. Кроме того, за разумную доплату можно включить приличный набор аксессуаров управления.

В отличие от Hewlett Packard, процессоры сервера Tyan работают на 10-11 МГц ниже спецификаций AMD. С другой стороны, память Tyan работает на полной тактовой частоте 200 МГц (DDR400) даже с восемью DIMM.

2.3 Операционная система сервера

Состав системного программного обеспечения напрямую связан с выбором аппаратной платформы. Основными операционными системами являются

- Windows server 2008;

- Standard Edition One;

- SuSE Linux Enterprise Server 8.

- Mac OS X (Apple)

- NetWare (Novell)

Выбор одной из них значительно важен, так как операционная система интегрирует в себе целый спектр возможностей: Брябрин В.М., Программное обеспечение персональных ЭВМ, Москва, Hаука, 2002 . - 276 с.

- сервер файлов и печати;

- средства резервного копирования/восстановления;

- средства администрирования сетей;

- интегрированная среда для установки;

- эффективная поддержка многопроцессорных систем;

- меньшая стоимость;

- невыделенный сервер;

- разрядность системы;

- использование ресурсов;

- высокопроизводительная файловая система;

- разделение прав доступа;

- возможность разработки приложений различной ориентации (графические, текстовые);

- режим совместимости с другим программным обеспечением.

Назначение серверной операционной системы - это управление приложениями, обслуживающими всех пользователей корпоративной сети, а нередко и внешних пользователей. К таким приложениям относятся современные системы управления базами данных, средства управления сетями и анализа событий в сети, службы каталогов, средства обмена сообщениями и групповой работы, Web-серверы, почтовые серверы, корпоративные брандмауэры, серверы приложений самого разнообразного назначения, серверные части бизнес-приложений. Требования к производительности и надежности указанных операционных систем очень высоки; нередко сюда входят и поддержка кластеров (набора ряда однотипных компьютеров, выполняющих одну и ту же задачу и делящих между собой нагрузку), и возможности дублирования и резервирования, и переконфигурации программного и аппаратного обеспечения без перезагрузки операционной системы.

Выбор серверной операционной системы и аппаратной платформы для нее в первую очередь определяется тем, какие приложения под ее управлением должны выполняться (как минимум, выбранные приложения должны существовать в версии для данной платформы) и какие требования предъявляются к ее производительности, надежности и доступности. Сергеев А.П. Офисные локальные сети. Самоучитель. - Киев: Диалектика, 2003. - 320 с.

Серверные версии операционной системы Windows сегодня применяются довольно широко - благодаря удобству администрирования и невысокой совокупной стоимости владения.

Windows NT, первая полностью 32-разрядная операционная система этого семейства, появилась вскоре после выпуска Windows 95. Самой популярной стала версия Windows NT Server 4.0, существовавшая в варианте не только для Intel-совместимых компьютеров, но и для RISC-систем. Данная операционная система обладала привычным пользовательским интерфейсом Windows 95, удобными средствами администрирования, встроенным Web-сервером, средствами диагностики сети, управления процессами и задачами, интеграции с другими операционными системами (например, с Novell NetWare), а также утилитами и службами управления рабочими станциями. Чуть позже для этой операционной системы появились такие сервисы, как монитор транзакций и сервер приложений Microsoft Transaction Server, сервер управления очередями сообщений Microsoft Message Queue Server, а также ряд коммерческих продуктов, в том числе серверные СУБД, средства групповой работы и обмена сообщениями, серверы приложений как от компании Microsoft, так и от других производителей.

Применение Windows NT Server 4.0 в качестве серверной операционной системы во многих случаях было экономически оправданным, что сделало данную операционную систему весьма популярной у малых и средних предприятий - она до сих пор активно используется многими компаниями.

Windows 2000 на данный момент является самой популярной операционной системой Microsoft в корпоративном секторе. К серверным операционным системам этого семейства относятся Windows 2000 Server - универсальная сетевая операционная система для серверов рабочих групп и отделов, Windows 2000 Advanced Server - операционная система для эксплуатации бизнес-приложений и приложений для электронной коммерции и Windows 2000 Datacenter Server - ОС для наиболее ответственных приложений, осуществляющих обработку данных. Сергеев А.П. Офисные локальные сети. Самоучитель. - Киев: Диалектика, 2003. - 320 с.

В состав Windows 2000 Server, по сравнению с Windows NT 4.0, включены и дополнительные службы, облегчающие управление серверами, сетями и рабочими станциями, например службы каталогов Active Directory, позволяющие создать единое хранилище учетных записей пользователей, клиентов, серверов и приложений Windows, дополнительные средства конфигурирования сетей и подключения удаленных пользователей, терминальные службы для удаленного управления компьютерами. Кроме того, в данную операционную систему были добавлены службы компонентов, являющиеся дальнейшим развитием Microsoft Transaction Server, что позволило создавать для этой ОС корпоративные приложения, обладающие масштабируемостью и надежностью.

Windows 2000 Advanced Server обладает всеми возможностями Windows 2000 Server, а также поддерживает кластеризацию и баланс нагрузки, что делает возможным выполнение масштабируемых приложений с непрерывным доступом к данным. А операционная система Windows 2000 Datacenter Server содержит также дополнительные компоненты с широкими функциональными возможностями, в числе которых поддержка симметричной мультипроцессорной обработки с использованием 32 процессоров, поддержка до 64 Гбайт оперативной памяти, средства восстановления после отказа на основе четырехузловой кластеризации и периодического обновления операционной системы.

Как и для Windows NT, для Windows 2000 существуют версии серверных СУБД и серверов приложений от всех ведущих производителей, средства групповой работы и обмена сообщениями, средства управления сетями и приложениями.

Создание семейства Windows Server 2003 стало следующим шагом в развитии операционных систем Windows 2000. Основными особенностями данного семейства операционных систем являются наличие в их составе платформы Microsoft .NET Framework, а также поддержка Web-сервисов XML (вплоть до наличия в составе операционной системы UDDI-сервера).

Windows Server 2003 существует в четырех редакциях:

- Windows Server 2003 Web Edition - операционная система для развертывания и обслуживания Web-приложений и Web-сервисов, включая приложения ASP .NET;

- Windows Server 2003 Standard Edition - сетевая операционная система для выполнения серверной части бизнес-решений и рассчитанная на применение в небольших компаниях и подразделениях. Здесь имеются средства совместного использования ресурсов и централизованного развертывания приложений для настольных компьютеров, а также реализована поддержка до 4 Гбайт оперативной памяти и симметричной многопроцессорной обработки с использованием двух процессоров;

- Windows Server 2003 Enterprise Edition - ОС, которая прежде всего предназначена для средних и крупных компаний. Она поддерживает серверы на базе 64-разрядных процессоров (до восьми штук) и объем оперативной памяти до 64 Гбайт и выпускается в версиях для 32- и 64-разрядных платформ;

- Windows Server 2003 Datacenter Edition - операционная система, которая служит для создания критически важных технических решений с высокими требованиями к масштабируемости и доступности. К таким решениям относятся приложения для обработки транзакций в режиме реального времени, а также решения, основанные на интеграции нескольких серверных продуктов. В данной ОС реализована поддержка симметричной многопроцессорной обработки с использованием до 32 процессоров, а также имеются службы балансировки нагрузки и создания кластеров, состоящих из восьми узлов. Эта ОС доступна для 32- и 64-разрядных платформ.

Операционная система UNIX относится к «долгожителям» рынка серверных операционных систем - она была создана в конце 60-х годов в Bell Laboratories фирмы AT&T. Отличительной особенностью этой ОС, обусловившей ее «живучесть» и популярность, было то, что ядро операционной системы, написанной на ассемблере, было невелико, тогда как вся оставшаяся часть операционной системы была написана на языке С. Сергеев А.П. Офисные локальные сети. Самоучитель. - Киев: Диалектика, 2003. - 320 с. Такой подход делал легко переносимой на самые разнообразные аппаратные платформы и саму операционную систему, и созданные для нее приложения. Важным достоинством UNIX стала ее открытость, позволившая одновременно существовать как коммерческим, так и некоммерческим версиям UNIX.

Общими для всех версий UNIX особенностями являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа, реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, использование механизмов виртуальной памяти и свопинга, унификация операций ввода-вывода, иерархическая файловая система, разнообразные средства взаимодействия процессов, в том числе межсетевого.

Solaris (Sun Microsystems) операционная система Sun Solaris сегодня входит в число самых известных коммерческих версий UNIX. Эта ОС обладает развитыми средствами поддержки сетевого взаимодействия и представляет собой одну из самых популярных платформ для разработки корпоративных решений - для нее существует около 12 тыс. различных приложений, в том числе серверов приложений и СУБД почти от всех ведущих производителей.

Solaris соответствует многим промышленным стандартам и характеризуется высокой масштабируемостью. Для подавляющего большинства приложений эта операционная система обеспечивает практически линейный рост производительности при увеличении числа процессоров за счет симметричных многопроцессорных вычислений. В настоящее время Solaris поддерживает процессоры SPARC и Intel x86. Мамаев, Е. Регистрация недвижимости - [Текст] / Е Мамаев. СПб.: БХВ-Петербург, 2004-154с.

Из особенностей Solaris 9 следует отметить поддержку до 1 млн. одновременно работающих процессов, до 128 процессоров в одной системе и до 848 процессоров в кластере, до 576 Гбайт физической оперативной памяти, поддержку файловых систем размером до 252 Тбайт, наличие средств управления конфигурациями и изменениями, встроенную совместимость с Linux.

Операционная система Solaris 9 представляет собой основу открытой сетевой среды Sun Open Net Environment (Sun ONE). В комплект поставки Solaris 9 входят ключевые приложения Sun ONE: Application Server, Directory Server, Integration Server, Message Queue, Portal Server, Web Server.

HP-UX (Hewlett-Packard). операционная система HP-UX, разработанная в компании Hewlett-Packard, является потомком AT&T System V. Ее последняя версия, HP-UX 11i, доступна для двух аппаратных платформ - PA_RISC и Itanium - и ориентирована главным образом на серверы производства Hewlett-Packard.

Из особенностей HP-UX 11i нужно назвать средства интеграции с Windows и Linux, в том числе средства переноса Java-приложений, разработанных для этих платформ, а также средства повышения производительности Java-приложений. Кроме того, HP-UX 11i поддерживает Linux API, что гарантирует перенос приложений между HP-UX и Linux. Отметим, что приложения для HP-UX 11i переносятся между двумя поддерживаемыми ею аппаратными платформами без изменений и перекомпиляции.

Говоря о производительности и масштабируемости HP-UX 11i, следует отметить, что одна копия операционной системы поддерживает до 256 процессоров; поддерживаются также кластеры размером до 128 узлов. К тому же данная платформа поддерживает подключение и отключение дополнительных процессоров, замену аппаратного обеспечения, динамическую настройку и обновление операционной системы без необходимости перезагрузки, резервное копирование в режиме on-line и дефрагментацию дисков без выключения системы.

Выбор программного обеспечения для данной операционной системы весьма широк - это и серверы приложений ведущих производителей, и Web- и WAP-серверы, и поисковые серверы, и средства кэширования, и службы каталогов.

AIX (IBM) является клоном UNIX производства IBM, предназначенным для выполнения на серверах IBM @server pSeries и RS/6000. Как и HP-UX, эта операционная система обладает совместимостью с Linux.

В числе особенностей AIX 5L - наличие полностью 64-разрядных ядра, драйверов устройств и среды исполнения приложений (при этом имеется и 32-разрядное ядро, равно как и поддержка 32-рязрядных приложений), поддержка 256 Гбайт оперативной памяти, поддержка файлов объемом до 1 Тбайт, удобные средства администрирования, поддержка кластеров (до 32 компьютеров), развитые средства сетевой поддержки.

AIX предоставляет возможности самонастройки системы с помощью таких функций, как наращивание мощности по мере необходимости и разгрузка процессоров, а также обладает средствами самовосстановления, самооптимизации и самозащиты, включающими технологию протоколирования всех системных ошибок и систему упреждающего анализа неисправностей.