Типы информационных приложений

Разработка информационных приложений становится широко распространенной задачей, решаемой различными государственными органами управления и коммерческими организациями. Поэтому важно разобраться, что собой представляют информационные приложения, выделить наиболее характерные области их применения и соотнести их с типами информационных систем.

Информационное приложение - прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных приложений работает в режиме диалога с пользователем. В общем случае типовые программные компоненты информационного приложения включают: диалоговый ввод-вывод, логику диалога, прикладную логику обработки данных, логику управления данными, операции манипулирования файлами и/или базами данных. Для сетевых информационных приложений важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при совместном решении информационной задачи.

Значительная часть возможностей приложения закладывается в системном программном обеспечении, в библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки. Однако остается часть приложения, специфичная для конкретной предметной области. Основными объектами разработки являются компоненты приложения, определяющие логику диалога, а также логику обработки и управления данными. Часто преобладающее значение имеет диалог, пронизывающий все приложение, поэтому многие инструменты ориентированы именно на упрощение и ускорение создания диалога в приложении. Несмотря на манипуляционный характер процесса разработки, промежуточное представление приложения оформляется в виде языкового описания, что позволяет быстро разработанный макет в дальнейшем начинять содержательной обработкой данных, но уже с помощью языка программирования.

Кроме программной составляющей приложения существенную роль играет информационная составляющая, которая задает структуру, атрибутику и типизацию данных, а также ограничения целостности для баз данных. Информационная составляющая тесно связана с логикой управления данными. Вот почему средства автоматизации проектирования приложений отдают приоритет информационной модели, из которой выводится все остальное, включая диалог.

Информационные системы прежде всего различаются по масштабу на одиночные, групповые и корпоративные. Одиночные информационные системы реализуются на автономном компьютере, как правило, ПК. Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения создаются с помощью так называемых "настольных СУБД" (Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase, MS Access) или с помощью файловой системы и диалоговой оболочки для ввода, редактирования и обработки данных.

Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы (одного подразделения), чаще всего строятся как локальная вычислительная сеть ПК или реже как многотерминальная централизованная вычислительная система. Однотипные или специализированные рабочие места обеспечивают вызов одного или нескольких конкретных приложений. Общий информационный фонд представляет собой базу данных или совокупность файлов документов. Совместное использование информации организуется с помощью блокировок записей и файлов. При разработке таких приложений используются многопользовательские "настольные СУБД", серверы БД для рабочих групп (Btrieve, NetWare SQL, Gupta SQLBase, Sybase Anywhere SQL, MS SQL Server, Progress, Informix-SE, Workgroup Oracle и др.) и соответствующие инструменты разработки или системы управления документами и их инструментальные средства. Взаимодействие пользователей происходит через централизованную базу данных или посредством сетевой файловой системы или через электронную почту.

Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп и ориентированы на масштаб предприятия, могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. Они могут иметь иерархическую структуру из нескольких уровней. Главная особенность - обеспечение доступа из подразделения к центральной или распределенной базе данных предприятия (организации) помимо доступа к информационному фонду рабочей группы. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов. Они строятся на корпоративных SQL-серверах БД (Oracle7, Informix-OnLine, Informix-DSA, Sybase, CA-Ingress и др.) и соответствующих инструментальных средствах. Помимо собственных средств разработки часто находят применение независимые многоплатформенные инструментальные средства, дополненные интерфейсами, драйверами и шлюзами для связи с разными СУБД.

Для таких систем повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Последнее свойство обеспечивается поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз данных. Транзакция представляет собой неделимый набор операций с БД, она завершается успешно, когда выполнены все ее операции, в противном случае происходит откат в состояние, предшествующее выполнению транзакции.

Рассмотрим основные типы информационных систем (рисунок 1) и связанные с ними приложения. По оперативности обработки данных различают пакетные и оперативные информационные системы (реального времени). Информационные системы с пакетной обработкой в чистом виде можно встретить на больших централизованных ЭВМ. В информационных системах организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций OLTP (OnLine Transaction Processing) для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную нишу. Для систем OLTP характерен регулярный (возможно, интенсивный) поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов и т. п. Важными требованиями являются высокая производительность обработки транзакций и гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.

Рисунок 1.
Классификация информационных систем.

Системы поддержки принятия решений DSS (Decision Support System) представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических и по различным показателям. Помимо традиционных средств доступа к БД развитые системы DSS включают следующие средства:

• извлечения данных из разнородных источников, включая неструктурированную информацию;
• многомерного анализа данных;
• обработки статистики;
• моделирования правил и стратегии деловой деятельности;
• деловой графики для представления результатов анализа;
• анализа "что если";
• искусственного интеллекта.

Средства искусственного интеллекта составляют экспертную подсистему, основанную на правилах или прецедентах из базы знаний и соответствующих механизмов вывода. В общем случае требование оперативности не является обязательным для таких систем с учетом сложности транзакций и аналитической обработки.

В классе систем поддержки принятия решений выделяется отдельный класс систем оперативной аналитической обработки OLAP (OnLine Analysis Processing). Здесь оперативность обработки достигается за счет применения мощной многопроцессорной вычислительной техники, специальных OLAP-серверов, изощренных методов многомерного анализа и специальных хранилищ данных Data Warehouse, накапливающих информацию (из разных источников за большой период времени) и обеспечивающих к ним оперативный доступ. Кроме готовых OLAP-систем для конкретных областей, например финансовой, существуют инструментальные наборы для разработки подобных приложений на базе СУБД или OLAP-серверов и хранилищ данных.

Существует обширный класс информационно-справочных систем, основанных на гипертексте и мультимедиа. Гипертекст (гипермедиа) представляет собой совокупность логически связанных текстовых, графических, аудио- и видео-материалов. Многие программные продукты поставляются со справочными системами или электронной документацией, организованной похожим образом. В обучающих программах также часто используется принцип гипертекста. Дальнейшее развитие такие информационные системы получили в сети Internet, в частности в мировой сети WWW. Здесь понятие гипертекстовой ссылки было расширено на глобальную сеть, она включает имя узла, имя файла и позицию внутри файла. Специальные WWW-серверы являются хранилищем такого гипертекста, клиенты имеют программы просмотра (браузеры). В последнее время пассивный характер подобных систем изменился, в них появились средства диалога для формирования заказов на продукцию и для проведения оплаты товара. Перспективы развития при этом связывают с языком Java (предложен Sun), ориентированным на разработку информационных приложений для Internet.

Самостоятельный подкласс информационно-справочных систем составляют географические информационные системы GIS. Здесь информация привязана к точкам на карте или плане местности. Для одной географической области могут быть представлены несколько картографических слоев с разными объектами и соответственно разной информацией по этим объектам, например городские коммуникации, транспортные связи, лесные массивы, водоемы и т. п. Слои могут накладываться, образуя карту, ориентированную на решение конкретных задач.

Значительная доля информации, циркулирующей в учреждениях, представляет собой неструктурированные данные из бумажных документов. Современные системы управления электронными документами EDMS нацелены на перевод бумажных документов в электронный вид, обеспечиваются средствами индексирования и поиска, некоторые из них обладают свойствами гипертекста. Развитые офисные системы включают средства коллективной работы Groupware, обеспечивающие автоматизацию делопроизводства с использованием электронной почты, средств заполнения бланков, электронных таблиц и текстовых редакторов.

Для автоматизации документооборота и контроля исполнительской дисциплины применяются методы и средства Workflow. В систему закладываются графы взаимоотношений работников учреждения, задания, привязка к документам и БД, маршруты движения документов. Предметом разработки в таких системах служат диалоговые формы в узлах графовых моделей. Специальные средства помогают сгенерировать прототип формы, а разработчик лишь расширяет ее для обработки нетривиальных ситуаций. Здесь основная трудность заключается в построении целостной системы графов, описывающих деловую деятельность учреждения.

В данном обзоре подробно рассматриваются вопросы построения информационных приложений класса OLTP на основе реляционных баз данных.