Программные средства информационной системы

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Базовые системы больших машин являются «фирменными»; хотя по внешним интерфейсам они совместимы с другими средствами, их внутренние свойства могут существенно различаться и составляют секрет фирмы. Основа базовых средств - операционная система. Администраторы ИС требуют, чтобы операционная система имела прежде всего высокую надежность и жизнеспособность. По этим качествам эталоном служит ОС MVS фирмы IBM - базовая для ЭВМ семейства ESA/390. Первым принципом, заложенным в MVS при ее создании, является локализация ошибки в минимальном элементе задания и отбрасывание этого задания. Второй принцип организации MVS - возможность восстановления состояния после сбоев. Эта ОС может воссоздать тысячи нажатий клавиш пользователем на этапе восстановления состояния. Однако для ее использования нужны значительные ресурсы, поэтому в маломощных системах ее свойства реализовать в полной мере не удается.

На основе базовой ОС MVS/ESA созданы варианты с меньшими возможностями, а также ОС для средних машин AIX/390 -полностью 64-разрядная ОС, одна из самых мощных современных версий ОС UNIX. Для их инсталляции нужны меньшие ресурсы, они обеспечивают соответственно более низкий уровень качества управления вычислительным комплексом.

Базовой операционной системой средних машин служит ОС UNIX. Именно эта ОС является основной для серверов среднего уровня и начинает рассматриваться для серверов высшего уровня и суперсерверов масштаба предприятия. В последнее время на эту роль активно претендует ОС Windows NT компании Microsoft.

Разработка ОС UNIX высокого класса требует больших затрат. До недавнего времени в список компаний, занимающихся разработкой ОС UNIX мирового класса, входили AT&T GIS Data General, DEC, HP, IBM, Novell, Santa Cruz Operation, Siemens Nixdorf, SUN Microsystems и некоторые другие. Производители 64-разрядных операционных систем (Digital, Hewlett-Packard, SUN Microsystems и IBM) традиционно разрабатывали свою ОС (Digital UNIX. HP-UX, Solaris и AIX соответственно) как некоего рода надстройку к собственному RISC-процессору.

Кроме стандартных вариантов ОС UNIX все громче заявляет о себе новая ОС Linux. Она создается изначально бесплатно, и круг ее пользователей стремительно ширится.

Еще пять лет назад мысль о соперничестве между Windows NT и UNIX не возникала. Однако благодаря усилиям Intel в развитии микропроцессоров ПК-серверы получили признание на рынке корпоративных систем. Все это укрепляет позиции альянса Wintel (Windows+Intel), но отнюдь не означает, что будущее за NT, хотя за последние годы ОС Windows NT продемонстрировала прочное положение на рынке многопроцессорных серверов младшего класса стоимостью менее 50 тыс. долл. На рынке же высокопроизводительных корпоративных серверов, которые могут оцениваться в 500 тыс. долл. и более, все еще господствуют UNIX-системы.

Еще одна сфера, способная стать «полем боя», - кластеризация, т.е. объединение серверов в группы для повышения производительности и обеспечения высокой отказоустойчивости. Технология кластеризации еще достаточно нова для Windows NT, a UNIX-серверы давно зарекомендовали себя в этой области с лучшей стороны. Очевидно, что до тех пор, пока крупные компании заинтересованы в высокой производительности, надежности и отказоустойчивости, данный рынок будет принадлежать UNIX-системам.

В качестве ОС для ПК практически безраздельно господствует семейство Microsoft Windows в нескольких версиях. Компания Microsoft пытается сформулировать для пользователей более или менее стройную стратегию использования различных версий ее ОС Windows, однако это у нее пока не очень получается. Так, многие пользователи соглашаются с тем, что новая Windows 98 - это ОС для конечных пользователей, a Windows NT - для компаний. Однако приложения, созданные в свое время специально для Windows 95, могут не работать в среде Windows NT, полностью 32-разрядной операционной системе, поддерживающей иные форматы файлов, чем ОС серии Windows 95/98. Особенно сложно оценить, как поведут себя приложения, приобретенные или созданные в прежние годы. Скорее всего Windows 98 заменит Windows 95 на компьютерах конечных пользователей; в платформах серверов компаний ее роль предсказать пока трудно.

При этом задача перед менеджерами ИС достаточно сложная, Windows 98 в некоторых аспектах имеет превосходство над NT. К тому же для ОС Windows NT необходимы более «крепкая» аппаратная база (более мощный процессор, больше оперативной памяти и наличие более емких жестких дисков) и более интенсивная техническая поддержка. Это удерживает от перехода на NT, поэтому пользователи могут сохранить Windows 95 или 98. Объявленный выход новой ОС MS Windows 2000 явно задерживается.

СРЕДСТВА РАБОТЫ С ДАННЫМИ

В связи с увеличением масштабов хранения и обработки данных система управления данными становится в ряд центральных ресурсов информационной системы. Формирование структур данных уже давно осуществляется в среде той или иной стандартной системы управления базами данных (СУБД). В развитых и масштабных ИС выбор СУБД является задачей примерно той же значимости, что и выбор ОС, а переход системы на другую СУБД может быть столь же трудным.

Идеальных СУБД нет и быть не может: все они имеют как сильные стороны, так и слабые. Крупная база данных создается не на один год, поэтому выбор СУБД серьезными заказчиками осуществляется, как правило, в результате тестирования различных вариантов с учетом характера задач формирования структур и обработки данных, требований защищенности и т.п.

Одной из важнейших характеристик СУБД является модели данных. Теоретически любую информацию можно представить в виде реляционной модели. Эта модель имеет наиболее проработанные математическое основание и стандарты. Кроме того, реляционная модель данных отличается большой гибкостью относительно изменения структуры данных. Это. безусловно, наиболее распространенная сейчас модель данных. С другой стороны. существует немало задач, которые более эффективно решаются средствами других моделей. В частности, автоматизация новых областей бизнеса уже поставила задачу поддержки объектно-ориентированного подхода.

Существует уже достаточно широкий набор объектно-ориентированных систем. Одной из основных является Oracle5 компании Oracle. Компания Informix утверждает, что по функциональным возможностям ее Dynamic Server ненамного отличается от Oracle. В свою очередь, Sybase реализует объектно-ориентированные возможности в своей схеме баз данных, хотя ее Adaptive Server Enterprise предлагает лишь некоторые из функций, имеющихся в Oracle». Компания IBM обеспечивает те же функциональные возможности в версии своей DB2 и перенесла эту новую версию СУБД и на самый массовый бизнес-компьютер AS/400.

Microsoft SQL Server по уровню объектно-реляционной поддержки явно отстает от других ведущих реляционных баз данных. Computer Associates предлагает Jasmine, объектно-ориентированную базу данных, призванную свести на нет противоречия между реляционными данными и объектно-ориентированными приложениями.

Непрерывно совершенствуясь, системы хранения данных становятся все более емкими, дешевыми и надежными. Клиенты становятся все более требовательными в отношении, как данных, так и технологий работы с ними. Им нужны средства для доступа к большим объемам данных, а также возможность быстрого поиска в сверхбольших объемах данных, содержащих, например, все сведения о деятельности компании за добрый десяток лет. Как следствие, возникла технология хранилищ информации (Data Warehouse), которая представляет собой самостоятельную область ИТ. В ее основе лежит идея создания централизованной и всеобъемлющей корпоративной базы данных, главное предназначение которой - информационное обеспечение систем поддержки принятия решений руководителями предприятий.

По замыслу автора идеи создания хранилищ У. Инмона (W. Inmon) [42], такая база данных должна отвечать следующим требованиям.

Во-первых, ориентироваться на предметную область, а не на приложения, которые будут работать с данными.

Во-вторых, хранилище должно содержать интегрированную информацию, полученную на основе данных из множества источников; необходимо проводить проверки на непротиворечивость, целостность и т. д.

В-третьих, база данных хранилища должна быть оптимизирована, прежде всего, для операций поиска и чтения: данные, пройдя обработку и попав однажды в хранилище, остаются там на долгие годы, причем изменения в данных не предполагаются.

В-четвертых, оборудование, предназначенное для хранения данных, должно иметь высокую надежность.

На основе концепции хранилищ данных строится схема их включения в корпоративную ИС. По одну сторону от хранилищ данных остаются источники информации, в качестве которых обычно выступают стандартные системы оперативной обработки транзакций (On-Line Transaction Processing, OLTP). По другую - приложения-потребители, прежде всего системы оперативной аналитической обработки данных (On-Line Analytical processing, OLAP). Потребителями информации являются в основном OLAP-системы. Для оптимизации работы, как хранилищ данных, так и OLAP-систем создаются так называемые витрины (или киоски) данных (Data Marts) - промежуточные базы данных, содержащие выборку из хранилища, создаваемую специально для конкретных приложений. Полно размерная работа в структуре хранилища называется Data Mining (разработка данных -по аналогии с разработкой полезных ископаемых).

Функционирование собственно хранилища данных обеспечивается на основе достаточно мощных СУБД компаний Oracle, Informix, Sybase, NCR, IBM и др. Реализация хранилищ данных представляет собой достаточно сложную технологию: это естественно, когда приходится оперировать сотнями гигабайтов и терабайтами данных. Они обычно строятся следующим образом. Для сбора и предварительной обработки данных от систем-источников выделяют один или несколько относительно небольших серверов на базе ОС,UNIX или NT. В качестве главного сервера СУБД хранилища используются мощные ПК (менее 3 Гбайт), мощные UNIX-компьютеры (3-25 Гбайт), мейнфреймы (25 - 400 Гбайт) или даже суперЭВМ при объеме данных более 400 Гбайт, которые считаются уже уникально большими. Собственно данные хранятся в избыточных массивах дисковых накопителей RAID, соединенных с сервером СУБД с помощью высокопроизводительной шины (SCSI, Fibre Channel, Gigabit Ethernet, ATM). Для реализации витрин данных применяют машины на базе ОС UNIX или NT с собственными массивами накопителей.

Как любая технология, хранилища данных имеют специфические проблемы создания, эксплуатации, оценки эффективности, а также согласования с различными задачами и требованиями. Тем не менее, целесообразность их применения уже не подвергается сомнению, все владельцы больших и сверхбольших объемов информации создают такие технологии в своих ИС. Так, по оценкам специалистов, к 1999 г. объем хранимых в глобальных сетях данных достиг 1000 петабайт (1 млн. Тбайт). Размер многих крупных хранилищ данных уже измеряется десятками терабайт и продолжает непрерывно увеличиваться, за ближайшие три года средний размер хранилищ данных увеличится в 36 раз.