33
сложность и время на выполнение операций загрузки информации в базу
данных информационной системы.
В процессе разработки экранных форм для документов, которые
содержат в себе постоянную информацию, необходимо учесть, что данные
формы будут использоваться для заполнения записей базы данных
информационной системы. Соответственно, про проектировании их
структуры будет полезно применять анкетную форму для расположения
реквизитов, которая будет удобна для выполнения операций заполнения
записей.
Для разработки экранных форм нужно руководствоваться
принципами максимального облегчения трудозатрад и стоимости ввода
информации в информационную систему, обеспечения максимального
удобства доступности результатной информации, выводимой на экран, для
чтения, а также максимальной достоверности и надежности выполнения
данных операций.
Основной частью внутримашинного информационного обеспечения
является информационная база.
Информационная база является совокупностью данных,
организованных определенным образом, хранящихся в памяти
вычислительной системы в виде набора файлов, при помощи которых
удовлетворяются информационные потребности для выполнения
управленческих процессов и выполняемых задач.
Из способов организации и хранения данных в информационных
базах можно выделить следующие два способа:
совокупность локальных файлов – осуществляется поддержка
функциональными пакетами прикладного программного
обеспечения;
интегрированная база данных – подразумевает использование
универсального программного обеспечения для загрузки, хранения,
34
поиска и ведения данных, называется Система Управления Базами
Данных (СУБД).
При использовании способа с организацией локальных файлов
появляется большое дублирование данных в информационной системе.
Как следствие, получаем несогласованность данных в разных приложения,
сложность в работе, а также сложность получения доступа к информации.
Поэтому, такой способ может использоваться только в редких случаях,
например при невозможности использовать интегрированную систему
управления базами данных.
Для данного дипломного проекта используется интегрированная база
данных. Подобная организация позволяет объединить между собой
несколько различных источников информации, обеспечивает легкое
управление файлами в различных форматах. Помимо этого, среди
преимуществ интегрированных баз данных можно выделить:
встроенную поддержку целостности данных;
совместимость данных, соответствие хранимых данных реальному
состоянию объекта;
увеличение скорости и удобства совместной обработки данных.
База данных (БД) - это информационная модель, позволяющая
упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих
одинаковым набором свойств.
Среди основных способов организации баз данных, можно выделить
создание централизованных баз данных и распределенных БД. При выборе
способа организации информационной базы следует ориентироваться на
достижение минимальных трудовых, временных и стоимостных затрат на
разработку и проектирование структуры информационной базы,
программного обеспечения системы, а также системы ведения файлов.
В итоге, был выбран централизованный способ организации базы
данных, на основании перечисленных выше критериев и необходимости
обеспечения надежности хранения данных.
35
Существует несколько типов БД, разделяемых по способу
установления связи между данными:
иерархическая;
сетевая;
реляционная.
В иерархической базе данных существуют упорядоченные элементы
в записи, один элемент является главным, остальные подчиненными.
Данные в записях упорядочены в определенной последовательности.
Поиск данных в таком типе базы данных может выполняться лишь
последовательно. Соответственно, поиск может занимать достаточно
много времени [16].
В отличии от иерархической, сетевая база данных отличается
большей гибкостью. В такой базе данных помимо вертикальных
иерархических связей, есть возможность устанавливать горизонтальные
связи. Это позволяет облегчить процесс поиска за счет того, что больше не
требуется проходить все предшествующие элементы в обязательном
порядке.
В реляционной базе данных под записью понимается строка
прямоугольной таблицы. Отдельные элементы записи, являющиеся
полями, образуют столбцы данной таблицы. В каждом столбце элементы
имеют одинаковый тип. Каждый столбец таблицы имеет уникальное имя.
К преимуществам реляционных баз данных можно отнести:
простота представления данных – данные в реляционной модели
существуют в виде информационной конструкции, которая
формализует табличное представление данных, являющейся
привычной и удобной для пользователя;
наличие теоретически обоснованных методов нормализации
позволяет получать базы данных с минимальной избыточностью
данных;
36
независимость данных – при необходимости внести изменения в
структуру данных, это можно сделать внесением минимальных
изменений в программный продукт.
Учитывая все преимущества реляционной модели, правильно будет
использовать именно этот тип базы данных.
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному
обеспечению
Программное обеспечение состоит из совокупности программ,
выполняющих функции и задачи информационной системы, а также
обеспечивающих устойчивую работу всех комплексов технических
средств. К составу программного обеспечения относятся общесистемные и
специальные программы и инструктивно-методические материалы с
информацией о применении средств программного обеспечения.
К общему ПО можно отнести программы и системы, которые
рассчитаны на использование широким кругом пользователей, а также
предназначенные для организации вычислительного процесса и
реализации часто встречающихся вариантов обработки информации.
Данные программы позволяют расширить функциональные возможности
вычислительной машины, автоматизировать работу разработчиков
информационной системы, а также автоматизировать планирование
очередности вычислительных работ.
Специальное ПО состоит из совокупности программ, которые
разрабатываются при создании информационных систем конкретного
назначения. К нему относятся пакеты прикладных программ, которые
осуществляют организацию данных и их обработку во время решения
функциональных задач информационной системы [18].
При выборе комплекса технических средств, которые будут
использованы при разработке системы, очень важным является критерий
выбора операционной системы. Операционная система управляет
37
техническими средствами компьютера, обеспечивает защиту данных,
поддерживает запуск и выполнение различных программ и приложений,
выполняет различные сервисные функции. Каждая программа пользуется
средствами, предоставляемыми операционной системой. Таким образом,
выбор операционной системы очень важен, так как под собой он
определяет набор программ и формат исполняемых файлов, а также их
взаимодействие с операционной системой.
В данном дипломном проекте реализуется как web-приложение.
Обычно web-приложения разрабатываются в виде приложения на
основе архитектуры «клиент-сервер». Особенность данной архитектуры
заключается в том, что само приложение выполняется на отдельной
машине – сервере. В то время как клиент просто получает результаты
работы. Работа приложения основывается на получении запросов от
клиента, их обработке и выдаче ответа в качестве результата. Передача
запросов и результатов работы происходит по сети Интернет. [11]
На рисунке 8 наглядно представлена модель взаимодействия клиент-
сервер.
Рисунок 8. Архитектура «клиент-сервер»
38
Для работы с сервером, на клиенте должно быть установлено
специальное программное обеспечение – браузер. Он будет заниматься
отправкой запросов, а также отображением результатов запросов
пользователю. Результат отображается в виде страницы, описанной
языком HTML, соответственно, ответ от сервера должен быть представлен
на этом языке.
В связи с этим, нам необходимо выбрать операционную систему как
для клиентских устройств, так и для серверных.
На персональных компьютерах, которые используются в качестве
рабочих машин на предприятии уже установлена операционная система
Windows с необходимым для работы набором программного обеспечения.
Эта системы остается и будет выполнять свою роль на клиентских
машинах.
Со стороны серверной машины чаще всего могут применять
следующие операционные системы:
операционные системы семейства Windows (например, Windows
Server)
операционные системы семейства Linux – CentOS, FreeBSD, Ubuntu,
Debian, Red Hat Enterprise Linux.
Существует ряд принципиальных вопросов, на которые необходимо
обратить особое внимание в процессе выбора операционной системы.
Среди них, основным вопросом является надежность. Также следует
обратить внимание на общую стабильность работы операционной
системы, возможность выполнять регулярные резервные копии системы,
дабы избежать полную потерю данных.
Также важно отметить спектр программного обеспечения, которое
доступно для использования в выбранной операционной системе, которое
может быть применено для решения поставленных задач.
Рассмотрим подробнее ряд операционных систем.
39
Windows Server – большое количество коммерческих организаций
выбирают серверную операционную систему Windows Server. Одним из
главных факторов, благодаря которым выполняется такой выбор, является
то, что компания Microsoft уже очень давно существует на рынке
программного обеспечения. Она прекрасно себя зарекомендовала.
Практически каждое её приложение хорошо протестировано и
широкодоступно для использования. Это является большим плюсов при
выборе операционной системы для сервера. Windows Server является
универсальной операционной системой, которая обладает достаточно
большим запасом производительности. Она имеет встроенный инструмент
резервного копирования, который очень существенно повышает её
надежность. Данная операционная система отлично подойдет на
серверную машину, которая используется для хранения терминалов и
файлов.
Из основных недостатков операционной системы Windows Server
можно выделить требовательность к аппаратной части. Данная
операционная система требует значительно больше ресурсов, чем ее
аналоги. Следует также помнить о том, что именно операционные системы
семейства Windows на сегодня наиболее подвержены атакам вирусных
програм.
Red Hat Enterprise Linux (RHEL) является одной из наиболее
популярных операционных систем для сервера. Данная ОС предназначена
в первую очередь для корпоративного использования, к ее достоинства
можно описать одним простым словом – надежность. Она зачастую
является основным фактором, который решает при выборе операционной
системы для сервера компании с огромными оборотами. Red Hat показала
себя, как безопасная, стабильная и надежная в работе операционная
система.
Из недостатков следует обратить внимание на то, что Red Hat
Enterprise Linux является платной операционной ситемой. Поэтому нет
40
смысла приобретать RHEL для сервера, который будет обслуживать
информационную систему.
CentOS является, по сути, аналогом Red Hat Enterprise Linux. Данная
операционная система бесплатна (и совершенно бинарно совместима с
RHEL). И в свою очередь, также пользуется очень большой
популярностью. CentOS разработана на основе коммерческой Red Hat
Enterprise Linux и обладает всеми её достоинствами, обеспечивает
безопасность и надежность. Кроме этого, сообщество пользователей
данной операционной системы является настолько большим, что
появившиеся ошибки и баги зачастую решаются очень быстро.
Debian – это достаточно стабильная и проверенная операционная
система. Она является дистрибутивом Linux, который можно использовать
как на серверных машинах, так и на обычных персональных компьютерах.
Операционная система Debian является достаточно хорошим решением
для сервера, которому необходимо обеспечивать стабильную и
бесперебойную работу.
В основе операционной системы Ubuntu лежит операционная
система Debian. Данная операционная система разработана специально для
серверов. Она используется большой популярностью у множества
компаний и разработчиков по всему миру. Одним из основных её плюсов
является то, что данная операционная система очень проста в установке и
обслуживании. Ubuntu хорошо подходит для сервером, которые работают
без больших нагрузок. Также плюсом будет то, что для данной системы
регулярно выпускаются обновления, и появляется множество полезного
программного обеспечения.
FreeBSD является достаточно старой операционной системой.
Большое количество общеизвестных мировых сервисов (к примеру, Yahoo)
используют данную операционную систему на своих серверах. Данная ОС
обладает высокой надежностью. Также эта ОС имеет высокую степень
41
безопасности. Еще одним преимуществом FreeBSD является то, что она
полностью бесплатная.
К минусам данной операционной системы следует отнести то, что
разработкой занимается лишь одна команда разработчиков. Это приводит
к тому, что в дистрибутивах очень часто нет драйверов на новые платы и
устройства. Также для операционной системы существует достаточно
малое количество программного обеспечения, что осложняет
использование ОС.
Все из перечисленных выше операционных систем предоставляют
интерфейсы межсетевого взаимодействия, что позволяет использовать
установленное программное обеспечение в сети для обмена данными.
Также все эти операционные системы содержат интерфейс пользователя,
который позволяет выполнять настройку, разработку и администрирование
программного обеспечения в любой из этих операционных систем [17].
На основании этого сравнения, а также возможностей предприятия и
потребностей информационной системы, выбор серверной операционной
системы был остановлен на ОС Debian, за счет ее бесплатности, удобности
и простоты в работе, не требовательности к аппаратным ресурсам.
Помимо операционной системы, на стороне серверной машины
должно быть установлено специальное программное обеспечение,
называемой web-сервером. Он собственно, и будет принимать запросы
клиента, обрабатывать их, и возвращать ответ в виде HTML-страницы.
Наиболее популярными на сегодня web-серверами являются сервера
Apache и Nginx. Оба они распространяются с открытым исходным кодом,
вместе на них приходится порядка пятидесяти процентов трафика во всем
интернете. Также они способны работать с разнообразными нагрузками,
взаимодействовать с различными приложениями.
Apache был разработан в 1995 году, с 1996 года он является самым
популярным веб-сервером. Apache выбирают из-за его гибкости, мощности
и широкой распространенности. Возможности сервера могут быть
42
расширены за счет динамически подгружаемых модулей, а также способен
исполнять программы на большом количестве языков программирования.
Данный веб-сервер предоставляет несколько различных модулей для
мультипроцессинга, отвечающих за то, каким образом будет обработан
запрос клиента. Это позволяет гибко определять политику обработки
соединений.
Apache может раздавать как статический, так и динамический
контент. Для динамического контента встраивается интерпретатор
необходимого языка программирования. Это позволяет обрабатывать
запросы на получение динамического контента за счет самого веб-сервера.
[4]
Сервер Nginx был разработан в 2002 году. Первый публичный релиз
был выполнен в 2004 году.
Данный сервер набирал популярность за счет своей легковесности, а
также возможности легко масштабироваться при минимальных затратах к
аппаратному обеспечению системы. Nginx часто выбирают из-за того,
насколько данный веб-сервер эффективно расходует ресурсы, из-за его
отзывчивости под нагрузкой, а также возможности использовать его и как
веб-сервер, и как прокси.
Так как Nginx разрабатывался позже Apache, это позволило лучше
подойти к проектированию сервера. Он изначально был спроектирован на
базе асинхронных алгоритмов. Nginx создает процессы, которые могут
обслуживать тысячи соединений.
Nginx позволяет невероятно масштабировать систему, даже при
ограниченных ресурсах. Он относительно равномерно распределяет
затраты памяти и процессора даже при высоких нагрузках.
Nginx не может самостоятельно обрабатывать запросы на получение
динамического контента. Для этого ему необходимо передавать запрос
внешнему процессу для исполнения, после чего возвращать результат
клиенту. Это несколько усложняет процесс настройки веб-сервера, но при