38
1.4. Обоснование проектных решений
1.4.1. Обоснование проектных решений по информационному
обеспечению
Информационное обеспечение - совокупность форм документов
нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам
существования информации, которая используется в информационной системе
при ее функционировании. [7]
Информационная база - совокупность упорядоченной информации, которая
используется для функционирования системы и делится на внешнюю и
внутреннюю машинную базу:
внешняя машинная информационная база - часть информационной
базы, которая представляет собой совокупность сообщений, сигналов и
документов, которые предназначены для непосредственного восприятия
человека. В данном случае к внешней машинной информационной базе относятся
печатаемые документы и заявки, отображаемые на экране
внутренняя машинная информационная база - часть
информационной базы, которая является совокупностью информации и
используется в информационной системе на машинных носителях данных.
Внутренняя информационная база может иметь форму хранения данных в виде
базы данных или совокупности локальных файлов.
В состав входящих документов для решаемой задачи будет входить заявка,
присланная по электронной почте. Заявка должна быть оформлена по строго
согласованной форме (шаблону), что не сложно осуществить, т.к. она является
результатной для других задач.
Выходными документами будет служить оформленный пропуск для
доступа в Дата Центр и ответное письмо об результатах обработки входящего
документа. Результат может быть не всегда положительный, в связи с
ошибочными входными данными.
Метод классификации – совокупность правил и результат распределения
множество объектов на подмножества – классификационные группы, схожие по
определенным признакам. Выделяют два метода классификации:
39
Иерархическая - последовательное деление множества объектов на
подчиненные классификационные группировки. Такая классификация
характеризуется количеством степеней классификации, глубиной, емкостью,
гибкостью.
Преимуществами такой классификации являются: логичность построения,
четкость выделения признаков, большой информационный объем,
традиционность и привычность использования.
К недостаткам можно отнести жесткую структуру, необходимость иметь
большие резервные емкости.
Фасетная - параллельное разделение множества на независимые
классификационные группировки.
Преимуществами данного метода являются: гибкость структуры,
возможность включать новые и удалять старые фасеты. Благодаря этому плюсу, в
данном проекте применена именно эта система классификации.
Недостатки: недостаточно полное использование вследствие отсутствия
множества возможных комбинаций фасет, непривычность и не традиционность
использования при ручной обработке. Так как на программном уровне системе
проще оперировать структурой фасетов, этот недостаток не является
существенным.
Система кодирования - совокупность методов и правил кодирования
классификационных группировок и объектов заданной длины.
Они бывают:
порядковые. Создание кода из чисел натурального ряда и его
присвоение;
серийно-порядковые. Создание кода из чисел натурального ряда с
закреплением отдельных серий и диапазонов за объектами классификации с
одинаковыми признаками и его присвоение;
последовательные. Создание кода классификационной группировки
с использованием кодов последовательного размещения группировок;
параллельные. Создание кода классификационной группировки или
объекта классификации с использованием кодов независимых группировок,
40
которые получены при фасетном методе. Именно такая система и подходит для
данного проекта.
База данных (БД) - совокупность связанных данных, организованных по
определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания,
хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ.
Совокупность же локальных файлов не предусматривает описания хранимых
данных, ее структура напрямую зависит от используемого приложения и между
файлами отсутствуют какие-либо связи. В данном проекте в качестве формы
хранения используется база данных, так как она дает большую гибкость в
изменении ее структуры, более быструю работу с ней и независимость от
прикладного приложения, а также с помощью системы управления базами данных
(СУБД) автоматическую поддержку целостности базы данных.
Способы организации БД — это создание централизованных и
распределительных БД. Главным критерием выбора метода организации БД будет
достижение минимальных трудозатрат и стоимостных затрат на проектирование
структуры БД и программного обеспечения [5].
Модель данных это совокупность структур данных и операций их
обработки, с ее помощью могут быть представлены информационные объекты и
взаимосвязи между ними. Существует три основных типа моделей данных:
Иерархическая. Целесообразность появления иерархической модели
обусловлена, конечно, тем, что большинство организационных систем реального
мира имеют иерархическую структуру (административное деление страны,
организационная структура предприятия и т.п.). Соответствующее
концептуальное представление также будет иметь иерархическую структуру и
естественным образом может быть описано в терминах иерархической модели. В
качестве недостатков иерархической модели можно назвать вышеуказанные
недостатки сетевой.
Сетевая. Эта модель данных является, вероятно, наиболее общей по
возможностям представления концептуальной модели. К недостаткам сетевой
модели обычно относят сложность получаемой на её основе концептуальной
схемы и большую трудоемкость понимания соответствующей схемы внешним
пользователем. Также существенным недостатком является "жесткость"
41
получаемой концептуальной схемы. Связи закреплены в записях в виде
указателей. При появлении новых аспектов использования этих же данных может
возникнуть необходимость установления новых связей между ними. Это требует
введения в записи новых указателей, т.е. изменения структуры БД, и,
соответственно, переформирования всей базы данных.
Реляционная. Основными используемыми понятиями здесь также
являются поле, запись и файл. Структура записи определяет структуру таблицы,
содержащей экземпляры соответствующей записи. Столбцы таблицы
представляют собой имена полей записи, строки таблицы - экземпляры записи.
Главным преимуществом данной модели является появление новых аспектов
использования данных и необходимость введения новых связей не должны
приводить к реструктуризации всей модели данных и базы данных в целом. Также
большим плюсом является наличие на ее основе множества СУБД. Именно
поэтому в данном проекте будет использоваться данная модель.
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному
обеспечению
Программное обеспечение включает в себя операционные системы, сетевое
ПО, командно-файловые процессоры, языки программирования, сервисные
программы архиваторы и антивирусные программы.
К общесистемному программному обеспечению относятся универсальные
программы, предназначенные для обработки любой информации, например,
пакеты для статистической обработки данных, для решения оптимизационных
задач. Это могут быть программы локальные и комплексные. К данному классу
программного обеспечения можно отнести операционные системы,
интегрированные средства управления задачами [11]. В рамках создания данной
автоматизированной системы планируется использование операционной системы
на основе Linux т.к. она уже используется на имеющемся сервере.
При создании автоматизированной системы определяющую роль играет
программное обеспечение. Для создания эффективной системы управления
42
базами данных на рынке программного обеспечения существует большое число
программных продуктов., которые можно разделить на два основных типа:
системы, обеспечивающие интерактивную работу с базами данных
системы, ориентированные на программиста, которые позволяют
создавать только законченные проекты
Средства разработки СУБД могут разрабатываться на разных
операционных системах (Windows, Linux). Необходимо выбрать средство
разработки приложений, поддерживающее обе операционные системы.
Для разрабатываемой системы было решено выбрать платформу на основе
открытого программного обеспечения. В этом программном комплексе состоят
три продукта позволяющие реализовывать множество различных задач.
Благодаря своему удобству, гибкости и надежности комплекс используется по
всему миру в различных сферах, начиная от хостинга домашних веб-страниц до
корпоративных высокопроизводительных порталов и систем.
Для доступа к системе через сеть используется связка Nginx, который
выполняет функцию фронтенда и Apache - бэкенда, которая предназначена для
снижения нагрузки на сервер, в связи с их бесплатным распространением и
упором на надежность и гибкость.
Необходимо выбрать систему управления базами данных (СУБД). Для
этого необходимо сравнить некоторые из наиболее популярных баз данных,
используемых в настоящее время.
Oracle. С этого продукта обычно начинается рассмотрение вариантов
выбора СУБД. Главные достоинством СУБД от компании Oracle можно является
надежность, которая считается эталоном среди подобных систем. Из недостатков
можно выделить стоимость данного продукта, которая может оказаться
непомерно высокой. Так же система требует значительных ресурсов, что может
повлечь за собой модернизацию оборудования для ее внедрения.
PostgresSQL. Одна из первых, разработанных СУБД, поэтому к
настоящему времени хорошо развита и позволяет управлять как структурными,
так и не структурными данными. Используется на большинстве основных
платформ, включая Linux. Не имеет ограничений на размер базы данных.
Достоинства данного решения это масштабируемость и способность обработать
43
больше объемы данных, поддержка формата JSON и бесплатное распространение.
Недостатком является туманная документация и трудности с обновлением.
MySQL. Одна из самый распространенных СУБД. Это бесплатный
пакет программ, с регулярным обновлением. К достоинствам можно отнести
бесплатное распространение, полную документацию и поддержкой набора
пользовательских интерфейсов. Хотя MySQL технически открытое ПО,
существуют жалобы на процесс разработки и надежность данного проекта.
В качестве системы управления базами данных будет использоваться
PostgreSQL. Особенности данного программного комплекса состоят в том, что все
его компоненты можно свободно использовать, так как они обладают открытыми
лицензиями, кроссплатформенность – возможность использовать различные
операционные системы, невысокие системные требования.
В компании широко используется высокоуровневый интерпретируемый
язык программирования Perl. Внутренняя КИС Citron также написана на языке
программирования Perl. В связи с этим, он идеально подходит для решения
поставленной задачи.
Для многопользовательского приложения кроссплатформенность является
существенным плюсом, позволяющим значительно сэкономить на разработке.
Результат работы разрабатываемого модуля выдается веб-сервером и
просматривается браузером, что позволяет использовать компьютер с любой
операционной системой и даже браузер мобильного телефона или
коммуникатора.
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому
обеспечению
Неотъемлемую часть процесса разработки сложной информационной
системы составляет решение таких ключевых вопросов, как выбор состава
вычислительной техники, определение их характеристик.
Автоматизированная система будет являться программным комплексом,
который будет внедрен на сервер под управлением Linux.
Сервер БД должен соответствовать следующим параметрам:
44
ПО: Linux Debian 9, Postgres 11.4, Perl 5.26.1, Apache 1.3.
Аппаратное обеспечение: Сервер ProLiant DL360 Gen9, Intel Xeon E5-
2620v4, 600GB 2,5", 16GB DDR4.
Следующим требованиям должны удовлетворять "Клиентские" ПК:
ПО: Windows 7 или Linux Ubuntu 16.04, Google Chrome 65 и выше
Аппаратное обеспечение:
Минимальные характеристики: Intel® Core™ i3-4570 CPU @3.20Hz,
4GB ОЗУ, 250GB HDD.
Изучив предметную область и техническое оснащение компании можно
сделать вывод, что техническое обеспечение полностью соответствует
заявленным требованиям. Это экономически целесообразный вариант, т.к.
покупка и модификация оборудования в компании происходит постоянно, и
вариант использования уже приобретенной техники экономит средства.
45
Глава II. Проектная часть
2.1 Разработка проекта автоматизации
2.1.1 Этапы жизненного цикла проекта автоматизации
Процесс разработки любой информационной системы разделяется на
несколько последовательных этапов, каждый из которых должен заканчиваться
выпуском определенного продукта, например, моделей, алгоритмов,
документации, программных продуктов и т.п. Для каждого этапа существуют
свои технологии и инструментальные средства проектирования, призванные
обеспечить адекватную целям и задачам этого этапа разработку [10].
Обычно выделяют следующие общие этапы разработки:
1. Обследование предметной области: изучение и анализ
организационной структуры предприятия, его деятельности и существующей
системы обработки информации; выделение, моделирование основных бизнес
процессов; сбор информационных требований потенциальных пользователей;
формирование требований к системе; оформление технического задания на
разработку информационной системы (этап системного анализа или пред
проектированием).
2. Проектирование, включающее в себя логическое проектирование,
главная часть которого - проектирование информационной основы, и техническое
проектирование – определение структуры, выбор аппаратной платформы и
операционной системы, архитектуры и др. На этом этапе оформляется
технический проект будущей системы.
3. Реализация, включающая в себя разработку и наполнение БД,
создание программ-приложений для функциональных подсистем. На этом этапе
оформляется технический проект. Оформляется рабочий проект, включающий в
себя описания всех программ и инструкций для пользователей.
4. Тестирование, ввод в эксплуатацию. На этом этапе производится
комплексная отладка подсистем, поэтапное внедрение системы в эксплуатацию
по подразделениям предприятия. По окончании этапа оформляется акт о приемке-
сдаче системы в промышленную эксплуатацию.
46
5. Эксплуатация и сопровождение. На этом этапе могут быть
обнаружены и должны быть исправлены ошибки и недоработки, а также
сформулированы требования к возможной модернизации системы и выполнена
сама модернизация.
Непосредственно к проектированию информационной системы имеют
отношение только первые два этапа, а всю приведенную совокупность этапов,
начиная от момента принятия решения о создании системы, до момента
прекращения ее функционирования, обычно называют жизненным циклом
информационной системы. Структуру, определяющую последовательность
выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач, выполняемых на
протяжении ЖЦ. называют моделью жизненного цикла. [4]
Модель жизненного цикла зависит от специфики информационной
системы, специфики условий и от сложности и масштаба проекта. Технологии
проектирование ЭИС, определяющие порядок выполнения стадий и этапов
претерпевали существенные изменения. Можно выделить три модели жизненного
цикла:
Каскадная модель предполагала последовательный переход на
следующий этап после полного завершения предыдущего (см. рис. 2.1). Данная
модель применима для отдельных несвязных задач, не требующая выполнения
информационной интеграции и совместимости программного, технического и
организационного сопровождения. Применение каскадной модели к большим и
сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования
и изменчивости за это время требований, приводит к их практической не
реализуемости.
Рисунок 2.1. Каскадная модель ЖЦ ИС
47
Итерационная модель (рисунок 2.2) тоже предусматривает
последовательное выполнение этапов, но допускает возвраты на предыдущие
этапы после выполнения предыдущего этапа, если возникнет необходимость
корректировки их результатов с учетом результатов более поздних этапов. Эта
модель более соответствует реальному процессу создания информационной
системы, но и она не всегда позволяет оперативно учитывать возникающие
изменения и уточнения.
Рисунок 2.2. Поэтапная модель с промежуточным контролем
Спиральная модель (рисунок 2.3) Проектирование ИС
осуществляется «сверху - вниз», при котором сначала определяется состав
функциональных подсистем ИС (комплекс задач с высокой степенью
информационных обменов (связей) между задачами). При использовании данной
модели ПО создается в несколько итераций методом прототипирования. Каждый
виток спирали соответствует отдельной версии ПО или прототипу,
действующему программному компоненту, реализующему отдельные функции и
внешние интерфейса, разрабатываемого ПО [8].