47
информационной системы, специфики хозяйственной деятельности объекта,
управления.
В состав обеспечивающих подсистем обычно входят:
информационное обеспечение — методы и средства построения
информационной базы системы, включающее системы классификации и
кодирования информации, унифицированные системы документов, схемы
информационных потоков, принципы и методы создания баз данных;
техническое обеспечение — комплекс технических средств,
задействованных в технологическом процессе преобразования информации в
системе. В первую очередь это вычислительные машины, периферийное
оборудование, аппаратура и каналы передачи данных;
программное обеспечение включает в себя совокупность программ
регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач, и
программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислительную
технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе;
математическое обеспечение — совокупность математических
методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых в системе;
лингвистическое обеспечение — совокупность языковых средств,
используемых в системе с целью повышения качества ее разработки и облегчения
общения человека с машиной.
Организационные подсистемы по существу относятся также к
обеспечивающим подсистемам, но направлены в первую очередь на обеспечение
эффективной работы персонала, и поэтому они могут быть выделены отдельно. К
ним относятся:
кадровое обеспечение — состав специалистов, участвующих в
создании и работе системы, штатное расписание и функциональные .обязанности;
эргономическое обеспечение — совокупность методов и средств,
используемых при разработке и функционировании информационной системы,
создающих оптимальные условия для деятельности персонала, для быстрейшего
освоения системы;
48
правовое обеспечение — совокупность правовых норм,
регламентирующих создание и функционирование информационной системы,
порядок получения, преобразования и использования информации;
организационное обеспечение — комплекс решений,
регламентирующих процессы создания и функционирования как системы в
целом, так и ее персонала.
Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки
информации и человека, и технических средств, причем главная роль в
выполнении рутинных операций обработки данных отводится компьютеру.
Именно этот класс систем соответствует современному представлению понятия
"информационная система". Разрабатываемая система будет относиться к классу
автоматизированной.
В зависимости от сферы применения различают следующие классы ИС:
Интегрированные (корпоративные) ИC, ИС автоматизированного
проектирования (САПР), ИС управления технологическими процессами (ТП),
Информационные системы организационного управления. Информационные
системы организационного управления - предназначены для автоматизации
функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и
непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.). Основными
функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование,
оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование,
бухгалтерский учет, управление сбытом, снабжением и другие экономические и
организационные задачи.
Проанализировав рынок, был сделан вывод, что готового продукта,
соответствующего требованиям на рынке нет.
1.3.2 Выбор и обоснование стратегии автоматизации задачи
Внедряемая ИС автоматизации должна обладать хорошей
масштабируемостью и высокой надежностью хранения данных. Так же система
должна легко адаптироваться под программную среду объекта внедрения. При
внедрении, данная ИС должна иметь возможность гибкой доработки, так как в
49
дальнейшем будет производиться доработка ИС силами сотрудников. Система не
должна быть загромождена большим количеством ненужных функций.
Для реализации проекта можно выделить следующие этапы:
Анализ существующих процессов учёта деятельности ИТ отдела
компании.
Определение полной совокупности функционала, который предстоит
автоматизировать. Определение, того, реализовано в системе уже сейчас и тех
функций, которые будут разработаны в процессе разработки и внедрения ИС.
Выбор стратегии автоматизации. Анализ существующих типов
стратегий автоматизации и подбор наиболее подходящего к Структуре и бизнес
процессам предприятия
формирование Технического задания и графика выполнения работ
Выбор стратегии автоматизации:
Существует четыре варианта стратегии автоматизации: кусочная
(хаотичная) автоматизация, автоматизация по участкам, автоматизация по
направлениям и комплексная автоматизация. Кусочная автоматизация
предполагает под собой приобретение предприятием без конкретного
стратегического плана отдельных фрагментов информационной системы,
которые не способны оказать реальной пользы предприятию в целом. Дальнейшее
развитие информационной системы предприятия связано с новыми,
значительными затратами.
Автоматизация по участкам предусматривает автоматизацию отдельных
производственных участков, объединенных по набору выполняемых функций.
Этот способ автоматизации выбирается при условии, если существуют участки,
где применение автоматизированных систем дает значительный экономический
эффект, например за счет сокращения персонала.
Автоматизация по направлениям подразумевает под собой
автоматизацию отдельных направлений деятельности компании. В этом случае
компания получает полную автоматизацию работы, например, кадровой службы,
производства, бухгалтерии или логистики. Такой подход к автоматизации вполне
нормален и в дальнейшем интеграция уже автоматизированных направлений в
рамках всего предприятия не будет связана с серьезными препятствиями.
50
Стратегия автоматизации по участкам лучше всего подходит в данной
выпускной квалификационной работе, потому что мы постепенно по объектам
модернизируем и автоматизируем процессы.
1.3.3 Выбор и обоснование способа приобретения ИС для
автоматизации комплекса задач
Так как задачи для проектируемой ИС являются весьма специфическими и
готовых решений для их выполнения практически нет, необходимо её
разрабатывать. Так как имеется ряд задач, которые нужно решить в кротчайшие
сроки было принято разрабатывать ИС собственными силами, да и свободных
средств на балансе после интеграции не осталось.
1.4 Обоснование проектных решений
1.4.1 Обоснование проектных решений по информационному
обеспечению
Информационное обеспечение (ИО) включает в себя:
систему классификации и кодирования;
систему унифицированной документации, используемой в ИО;
информационную базу.
Классификатор - это систематизированных свод наименований группировок
объектов, признаков и их кодовых обозначений. Классификаторы служат
средством описания данных, обуславливают единство классификации и
кодирования информации и предназначены для обеспечения машинной
обработки и выдачи данных в удобной форме потребителям при решении
различных задач. В зависимости от применения они делятся на три группы:
• общегосударственные классификаторы,
• отраслевые (ведомственные) классификаторы, используемые в пределах
определенной отрасли (ведомства);
• локальные классификаторы, используемые в пределах организации или
группы организации.
В данной выпускной квалификационной работе будет использоваться только
локальный классификатор, так как никаких других классификаторов РФ в системе
51
не используется. Классифицировать будем заявки по приоритетности заявки, по
компании и по зоне ИТ, к которой принадлежит эта заявка (тип заявки)
Существует три способа организации информационной базы (ИБ):
файловая организация ИБ; интегрированная ИБ, смешанная организация ИБ.
Под файловой организацией ИБ понимается локальное размещение базы на
компьютере, доступ к которому других пользователей осуществляется
стандартными методами ОС для обмена данными по сети, например, в MS
Windows это Sharing и Security, что уменьшает скорость обработки данных в
локальной базе. Под смешанной организацией ИБ подразумевается
распределённая база данных, хранящаяся на нескольких серверах и
реплицирующая изменения в каждой из них по расписанию, данная структура ИБ
используется в системах класса ERP для работы в одной ИБ территориально
удалённым офисам одновременно.
Интегрированный способ организации ИБ представляет собой
совокупность взаимосвязанных и хранящихся вместе данных при такой
минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным
образом для любых приложений и при этом обеспечивается независимость
данных от программы, а для актуализации данных используется общий способ
управления.
В данной выпускной квалификационной работе наиболее целесообразной
организацией ИБ считаю интегрированную организацию ИБ, так как размер базы
будет увеличиваться каждый день на 11500000 - 12000000 записей. И
оптимальным выбором будет использование СУБД вместо файлового хранения
базы данных
Существует три модели логической структуры базы данных (по способу
установления связей между данными): иерархическая, сетевая и реляционная.
В иерархической модели каждой информационной единице (сегменту),
кроме корневого, соответствует один исходный сегмент и между исходным и
порожденным сегментом устанавливается только одна связь. В иерархических
моделях экземпляру исходного сегмента соответствует в общем случае какое-то
число экземпляров порожденного сегмента. Такие структуры удобны для
отображения отношений типа «один ко многим» в предметной области. Просмотр
52
иерархической структуры возможен только с корневой вершины. Пропуск
сегмента в иерархическом пути при доступе к заданному сегменту не допускается.
Основные недостатки иерархической структуры: трудность (неэффективность)
отображения отношений типа «многие ко многим»; длительность доступа к
сегментам, находящимся на нижних уровнях иерархии; ориентированность на
определенный тип (разрез) запроса.
Сетевые модели графически отображаются в виде графа. Вершинам графа
соответствуют составные единицы информации (записи). Экземпляры записей
образуют файлы. Структура записи может быть иерархической или линейной в
зависимости от системы. Между парой типов записей может быть объявлено
несколько связей, имена и направления связей должны быть четко обозначены.
Недостатками являются: сложность (очень большое число параметров описания
данных и операторов), а также неудобство навигационного доступа.
Реляционная база данных - это множество отношений. Реляционная модель
основана на математической логике и является простейшей и наиболее
привычной формой представления данных в виде таблицы. Строка таблицы
эквивалентна записи файла базы данных, а колонка - полю записи. Доступ к
элементу данных осуществляется посредством связи требуемой строки (записи) с
требуемой колонкой (полем). Достоинством реляционной модели является
сравнительная простота инструментальных средств ее поддержки, недостатком -
жесткость структуры данных (например, невозможность задания строк таблицы
произвольной длины) и зависимость скорости ее работы от размера базы данных.
Преимущества использования реляционных базы данных состоит в
следующем:
Простота - в реляционной модели данных существует всего одна
информационная конструкция, которая формализует табличное представление
данных, привычное для пользователей;
Теоретическое обоснование - наличие теоретически обоснованных
методов нормализации отношений позволяет получать базы данных с заранее
заданными свойствами (в основном, с гарантией минимальной избыточности
представления данных);
53
Независимость данных - когда необходимо изменить структуру
реляционной базы данных, то это приводит к минимальным изменениям в
программном продукте.
Моделью логической структуры базы данных была выбрана именно
реляционная, так как она позволяет довольно быстро сформировать связи между
таблицами для правильного построения запросов к базе данных и также легко
разорвать эти связи и создать новые для построения другого запроса. Кроме того,
архитектура построения связи более проста и время выполнения запроса в
реляционной модели выше чем при использовании сетевой или иерархической
структуры.
Исходные сведения для решения обозначенной задачи:
Выгрузка абонентов для блокировки, запрос ip адреса
Данные о сессиях с маршрутизаторов, запрос ip адреса или логин
Netflow поток с маршрутизаторов, запрос ip адреса
Данные с БД «LANBilling», запрос ip адреса, номер договора, имя
абонента или организации, логин
Запрос района, имени организации или ФИО владельца телефона, номер
телефона (для службы «09»)
Результаты решения задачи отображаются в таких отчетах и документах,
как:
Отчет по наличию абонента в выгрузке по блокировке
Отчет по сессиям и фактическим блокировкам пользователя
Отчет по посещаемым ресурсам абонента
Данные об абоненте, зарегистрированном в «LANBilling»
Данные об абоненте, зарегистрированном в справочной службе «09»
1.4.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению
Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ системы
обработки данных и программных документов, необходимых для эксплуатации
этих программ. ПО предназначено для придания вычислительной системе
определенных свойств, связанных с увеличением производительности,
54
повышением достоверности получаемых результатов, повышением надежности
функционирования системы, улучшения работы пользователя.
Выбор программного обеспечения для ПК пользователя обусловлен
корпоративными политиками безопасности и имеющимся в наличии ПО. В связи
с этим в качестве операционной системы используется Windows 7 Profession, а в
качестве браузера для работы с ИС используется Google-chrome, так как он
быстрее Internet Explorer.
В качестве серверной ОС используется Linux Debian 9. Debian
операционная система, состоящая из свободного ПО с открытым исходным
кодом. В настоящее время Debian GNU/Linux — один из самых популярных и
важных дистрибутивов GNU/Linux, в первичной форме оказавший значительное
влияние на развитие этого типа ОС в целом [4] [15] [21]. Данная операционная
система обладает большим количеством плюсов:
Одна из самых больших баз репозитория.
Быстрое развертывание ОС с различным серверным ПО
Не требовательна к ресурсам
Очень гибкая в настройке
Поддерживает различные архитектуры
Стабильная в работе
Подробное журналирование процессов, происходящих в системе
Предустановлены языковые интерпретаторы
Для удобства в дальнейшей эксплуатации мобильности и
масштабируемости используются средства для виртуализации и
контейнеризации. В рамках данной системы будет использоваться только
контейнеризация, но нескольких технологий LXC и Docker.
LXC (англ. Linux Containers) — система виртуализации на уровне
операционной системы для запуска нескольких изолированных экземпляров
операционной системы Linux на одном узле. LXC не использует виртуальные
машины, а создает виртуальное окружение с собственным пространством
процессов и сетевым стеком. Все экземпляры LXC используют один экземпляр
ядра операционной системы [15] [22].
55
Docker — программное обеспечение для автоматизации развёртывания и
управления приложениями в среде виртуализации на уровне операционной
системы. Позволяет «упаковать» приложение со всем его окружением и
зависимостями в контейнер, который может быть перенесён на любую Linux-
систему с поддержкой cgroups в ядре, а также предоставляет среду по управлению
контейнерами [14] [23].
Использование контейнеризации упрости и ускорит создание резервных
копий и позволить более быстро переносить различные сервисы между
физическими серверами.
Для разрабатываемой ИС необходимо использовать систему управления
базами данных (СУБД). Основной выбор пал на MySQL и PostgreSQL. Так как
данные СУБД возможно установить на linux ив бесплатных версиях
предоставляются без ограничений. MySQL при исполнении запроса делает
загрузку всего ответа сервера в память клиента. В случае больших объемов это не
всегда удобно. По функциям Postgresql более широкий чем Mysql. Например, в
Postgresql при помощи курсора можно перемещать полученные данные. Вам
предоставляется только указатель, а весь ответ хранится в памяти сервера баз
данных. Данный указатель можно хранить между сеансами. Postgresql имеет
поддержку регулярных выражений в запросах, рекурсивных запросов и
наследования таблиц. MySQL всегда был ориентирован на большую
производительность, в то время как Postgresql был нацелен на большое
количество настроек и стандартов. Но со временем эта ситуация поменялась и
Postgre стал более производительным. MySQL и Postgresql имеют похожий набор
типов данных, который, конечно же, имеет свои отличия. В Postgre типы более
разнообразны и есть свои типы полей для определенных видов данных, которых,
например, нет в MySQL. MySQL имеет поддержку не всех функций и
возможностей SQL. Это сделано для того, чтобы работать с MySQL было просто
и удобно. Но если для проекта необходимо какое-то расширение, разработчики
его могут добавить не в ущерб стандарту. PostgreSQL поддерживает все новые
стандарты SQL, из-за этого данный проект довольно сложный и не настолько
популярный как MySQL [3] [12]. В результате была выбрана СУБД PostgreSQL
как наиболее функциональная и производительная.
56
Для разработки бекэнда веб приложений сейчас активно используются 3
языка PHP, Python, Ruby. Эти языки относятся к типу языков общего назначения
и позволяют быстро разрабатывать кроссплатформенные приложения. Так как
наша система подразумевает работу не только с веб технологиями, PHP как язык,
созданный для разработки домашних страниц, выпадает. Python и Ruby
рассматривались в связке с имеющимися для них веб фреймворками. Веб
фреймворк используется для ускорения разработки информационных систем,
основанных на веб технологиях, за счет готовых модулей, описывающих типовые
задачи. Его использование позволит значительно уменьшить трудозатраты.
Ruby динамический, рефлективный, интерпретируемый высокоуровневый
язык программирования. Язык обладает независимой от операционной системы
реализацией многопоточности, строгой динамической типизацией, сборщиком
мусора и многими другими возможностями [16] [22]. Ruby on Rails (RoR) —
фреймворк, написанный на языке программирования Ruby, реализует
архитектурный шаблон Model-View-Controller для веб-приложений, а также
обеспечивает их интеграцию с веб-сервером и сервером баз данных. Является
открытым программным обеспечением. Основными компонентами приложений
на Ruby on Rails являются модель, представление и контроллер [13].
Python высокоуровневый язык программирования общего назначения,
ориентированный на повышение производительности разработчика и читаемости
кода. Синтаксис ядра Python минималистичен. В то же время стандартная
библиотека включает большой объём полезных функций. Python поддерживает
несколько парадигм программирования, в том числе структурное, объектно-
ориентированное, функциональное, императивное и аспектно-ориентированное.
Основные архитектурные черты - динамическая типизация, автоматическое
управление памятью, полная интроспекция, механизм обработки исключений,
поддержка многопоточных вычислений и удобные высокоуровневые структуры
данных [5] [6] [11]. Django свободный фреймворк для веб-приложений на языке
Python, использующий шаблон проектирования. Проект поддерживается
организацией Django Software Foundation. Сайт на Django строится из одного или
нескольких приложений, которые рекомендуется делать отчуждаемыми и