Обоснование проектных решений

1.6 Обоснование проектных решений

1.6.1 Обоснование требований к надежности программного и аппаратного обеспечения и защите информации

Для обеспечения надежности программного и аппаратного обеспечения и защите информации необходимо предусмотреть следующие мероприятия:

·           Защита оборудования от неисправностей в электропитании

·           Защита программного обеспечения и информации компьютеров от поражения вирусами

·           Четкое разграничение доступа к информации

·           Надежность передачи информации по общедоступным каналам связи

Основным условием обеспечения надежной работы аппаратных средств является использование источников бесперебойного питания (ИПБ).

В разрабатываемой информационной системе для питания сервера будет использоваться ИПБ APC SMART-UPS 1000, который поддерживает все функции управления электропитанием.

Технические характеристики ИПБ:

Максимальная мощность 670 Вт

Выходное напряжение 220, 230, 240 В

Допустимые отклонения входного напряжения 151–302 В

Время работы на батареях около 20 мин

Для защиты программ и данных от воздействия вирусов на сервере предполагается установить антивирус DrWeb32.

DrWeb32 принадлежит к новому, 32‑битному поколению антивирусной программы Doctor Web (или DrWeb). Новое поколение (DrWeb32) включает в себя набор программ для Windows 95/98/NT, DOS/386 и др. ОС.

Эти программы функционально очень похожи на традиционный DrWeb для DOS. Еще в версии DrWeb 4.0 основная вирусная база была выделена в отдельный файл и подгружалась после старта программы аналогично файлам-дополнениям, что позволило решить проблему нехватки основной памяти. Теперь в DrWeb32 произошло разделение программы на оболочку, ориентированную на работу в конкретной среде, и ядро, не зависящее от среды. Такая организация антивирусной программы позволяет:

– использовать одни и те же файлы вирусной базы DrWeb для DOS, Windows 95/98/NT, OS/2, Novell Netware (именно такая совместимость обусловила одинаковую нумерацию версий для разных платформ);

– подключать ядро к различным оболочкам и приложениям, что дает возможность простой интеграции антивирусной проверки с многими прикладными задачами;

– реализовать механизм автоматического пополнения вирусных баз и обновления версий оболочки и ядра через сеть Интернет.

Для обеспечения надежности хранения информации на дисках сервера будет использоваться файловая система NTFS.

Обозначение файловой системы NTFS представляет собой аббревиатуру от New Technology File System (файловая система операционной системы NT).

NTFS представляет собой файловую систему, используемую в операционной системе Windows 2000.

Для томов NTFS система Windows 2000 предлагает дополнительные параметры защиты. Кроме контроля за папками, предоставленными в общее пользование, можно следить за безопасностью файлов и папок локальных пользователей. Можно налагать ограничения на любые папки и файлы; в томах FAT можно выдавать разрешения только на уровне папки (и только для пользователей, что вошли через сеть).

У файловой системы NTFS имеется и ряд других преимуществ:

▪ Система NTFS более экономно размещает информацию на очень больших жестких дисках (поддерживает 64‑разрядную адресацию данных).

▪ При записи имен файлов используется уникальный код (Unicod). Такая кодировка символов пришла на смену кодировке ANSI. В Unicode используется 16-разрядное представление символов. Поэтому в таблице кодирования может содержаться до 65536 символов.

▪ Система обеспечивает лучшее восстановление информации в случае проблем с жестким диском.

▪ Поддерживает сжатие файлов.

▪ Система поддерживает дисковые квоты – ограничение дискового пространства, которые можно установить для каждого пользователя.

▪ Система NTFS поддерживает шифрование файлов для повышения безопасности.

Так же необходима защита данных передаваемых по общедоступным каналам передачи данных и подтверждение источника информации с использованием электронной подписи.

Передача информации с удаленных мест хранения в центральную базу данных должна осуществляться по телефонной линии при помощи модемной связи.

Если при передаче информации произошел сбой, то информация должна быть передана заново (должен быть предусмотрен откат транзакции).

1.6.2 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению

В качестве операционной системы выберем Microsoft Windows 2000 Server.

Windows 2000 Server включает основанные на открытых стандартах службы каталогов, Web, приложений, коммуникаций, файлов и печати, отличается высокой надежностью и простотой управления, поддерживает новейшее сетевое оборудование для интеграции с Интернетом. В Windows 2000 Server реализованы:

•   службы Internet Information Services 5.0 (IIS);

•   среда программирования Active Server Pages (ASP);

•   XML‑интерпретатор;

•   архитектура DNA;

•   модель СОМ +;

•   мультимедийные возможности;

•   поддержка приложений, взаимодействующих со службой каталогов;

•   Web‑папки;

•   печать через Интернет.

Минимальные аппаратные требования Windows 2000 Server:

·           Pentium‑совместимый процессор с тактовой частотой не ниже 133 МГц – Windows 2000 Server поддерживает до 4 процессоров:

·           128 Мб ОЗУ (рекомендуется 256 Мб). Большее количество памяти значительно увеличивает быстродействие системы. Windows 2000 Server поддерживает ОЗУ объемом до 4 Гб;

·           2 Гб свободного дискового пространства – для установки Windows 2000 Server требуется около 1 Гб. Дополнительное место на диске необходимо для установки сетевых компонентов.

В разрабатываемой информационной системе будем использовать реляционную модель.

В настоящее время реляционные базы данных наиболее распространены (IBM, Oracle, Informix, Sybase, MS), а основной конкурент объектно-ориентированная модель (ObjectStore, Versant, Ontos) пока далеко позади. В тоже время к числу наибольших достоинств реляционной модели данный можно отнести:

·            наличие небольшого набора абстракций, которые позволяют сравнительно просто моделировать большую часть распространенных предметных областей и допускают точные формальные определения, оставаясь интуитивно понятными;

·            наличие простого и в то же время мощного математического аппарата, опирающегося главным образом на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода к организации баз данных;

·            возможность ненавигационного манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации баз данных во внешней памяти.

В качестве СУБД выберем Microsoft SQL Server.

SQL – это интерпретируемый язык, предназначенный для выполнения операций над базами данных. Язык SQL был создан в начале 70-х как интерфейс для взаимодействия с базами данных, основанными на новой для того времени реляционной теории. Реальные приложения обычно написаны на других языках, генерирующих код на языке SQL и передающих их в СУБД в виде текста в формате ASCII. Нужно отметить также, что практически все реальные реляционные (и не только реляционные) системы помимо реализации стандарта ANSI SQL, известного сейчас в последней редакции под именем SQL2 (или SQL‑92), включают в себя дополнительные расширения, например, поддержка архитектуры клиент-сервер или средства разработки приложений.

Microsoft SQL Server входит в состав семейства Microsoft BackOffice, объединяющего пять серверных приложений, разработанных для совместного функционирования в качестве интегрированной системы. Она позволяет пользователям повысить производительность процесса принятия решений средствами систем, базирующихся на архитектуре клиент-сервер. Кроме того, Microsoft SQL Server 7.0 завершает линию средств разработки, включающих Microsoft Access, Visual FoxPro®, Visual Basic и Visual C++™.

Особое внимание, которое было уделено повышению производительности СУБД, позволило повысить скорость выполнения некоторых операций почти на 400% на многопроцессорных компьютерах. Это достигается активным использованием многопроцессорной архитектуры компьютера и многопоточной архитектуры операционной системы. Среди операций, выполняющихся параллельно, можно назвать сканирование таблиц, загрузку, создание / восстановление страховочной копии. Все это позволяет обеспечить высокопроизводительную работу с большими и очень большими базами данных.

Существующая версия SQL Server снабжена мощным языком программирования – Transact-SQL, позволяющим создавать сложную логику триггеров и хранимых процедур. В новой версии язык значительно расширен, теперь он соответствует стандарту ANSI‑92, и программисты получили новые возможности (такие как новые, соответствующие ANSI‑стандарту, типы данных и соответствующая стандарту ANSI поддержка декларативной целостности данных). Помимо перечисленных возможностей, программист может воспользоваться генератором, автоматически создающим уникальные значения для ключевых полей таблицы, возможностью передавать идентификаторы и данные типа TEXT и IMAGE как параметры хранимым процедурам и многое другое. Использование хранимых процедур, которые запускаются автоматически при каждом старте SQL Server, позволяет создавать системы, способные выполнять различного рода задания без участия администратора. Наиболее же интересным нововведением являются скроллируемые, двунаправленные курсоры. Курсоры SQL Server поддерживают все режимы, определенные расширенными требованиями ANSI, а также и ODBC семантику; они совместимы с существующими курсорами, поддерживаемыми API в DB-Library.

Microsoft SQL Server имеет параллельную архитектуру, интенсивно использующую много поточность операционной системы для обеспечения высокой производительности и масштабируемости на многопроцессорных системах. Все управление задачами SQL Server организовано вытесняющим для повышения надежности и изолирования возможных сбоев. За счет динамического распределения нагрузки на процессоры SQL Server достигает автоматической балансировки загрузки всех ЦП компьютера. Microsoft называет это «симметричной архитектурой сервера».

Симметричная архитектура Microsoft SQL Server предоставляет следующие преимущества:

– снижает сложность системы.

SQL Server не дублирует службы операционной системы (такие как диспетчирование, распределение памяти, управление очередями), что делает архитектуру системы более эффективной и стабильной;

– повышает производительность.

SQL Server способен обеспечить высокую скорость выполнения транзакций и обладает высокой пропускной способностью на микропроцессорных системах, даже при одновременной работе сотен пользователей;

– адаптируется к росту нагрузки.

Нагрузка на SQL Server динамически распределяется по нескольким ЦП, что повышает масштабируемость на симметричных многопроцессорных системах. Задачи пользователя исполняются в самостоятельных потоках, и при необходимости одна задача принудительно завершается, не оказывая влияния на выполнение остальных. Например, SQL Server способен прервать «спящий» процесс без того, чтобы это оказало влияние на работу всей системы. Ни одна задача не может «выйти из-под контроля».

Безопасность SQL Server:

-            Улучшенная интеграция с безопасностью NT;

-            Аутентификация средствами NT (как текущий пользователь – без пароля, как другой – login+pwd);

-            Возможна аутентификация средствами SQL Srv;

-            Полная поддержка пользователей, групп и ролей;

-            Роли могут быть приписаны пользователям и группам NT, а также пользователям Sphinx;

-            Роли могут быть вложены;

-            Прикладные роли для 3‑уровневых систем;

-            Позволяют назначать права при доступе через приложение, а не isql;

-            Гибкая гранулярность прав и системных ролей;

-            Предопределенные роли ServerAdmin, SecurityOfficer,…;

-            Поддержка делегирования в NT 4.0;

-            На 2‑м сервере не как удаленный пользователь, а под тем же именем;

-            Простое и мощное администрирование.

1.6.3 Обоснование проектных решений по программному обеспечению

Для программирования прикладных компонентов будет использоваться объектно-ориентированный язык. Таким языком будет FoxPro, так как он:

1.         универсальный;

2.         многоцелевой;

3.         лаконичный;

4.         предоставляет гибкие и эффективные средства определения объектов;

5.         обеспечивает высокий уровень абстракции.

Для удобства и быстроты выполнения часто повторяющихся операций, а также для создания автоматизированных рабочих мест СУБД FoxPro имеет свой язык программирования. В Visual FoxPro 3.0 язык программирования делится на две части. Первая перешла по наследству от предыдущих версий и относится к одному из самых мощных подмножеств языка Xbase. Это процедурный язык.

Вторая часть языка является совершенно новым компонентом, который появился только в Visual FoxPro и является объектно-ориентированным. Можно отметить, что в СУБД FoxPro таким образом могут без особых переработок работать большое количество программ, написанных в других системах. Следует заметить также, что версия 3.0 в полном объеме поддерживает совместимость со всеми предыдущими версиями и даже с такими старожилами СУБД для персональных компьютеров, как dBase III. Поэтому сейчас Visual FoxPro имеет весьма внушительный перечень команд и функций, многие из которых потеряли практическое значение для программиста при разработке новой программы. Конечно, в книге мы не будем перебирать весь этот внушительный список, а рассмотрим только те команды и функции, которые необходимы для разработки эффективной программы.

Так как в качестве основной платформы выбрана Win32, то конкретной реализацией языка FoxPro будет Microsoft Visual FoxPro.

В качестве инструмента для реализации всего проекта используется CASE‑средство (средство, позволяющее максимально систематизировать и автоматизировать поддержку жизненного цикла программного продукта) фирмы PLATINUM technology. В частности, для проектирования бизнес-модели предприятия используется инструмент-модуль BPwin. Для каждого элемента построенной модели BРwin позволяет вести описательные поля, такие как Name (Название элемента) Definition (Определение элемента) Note (Дополнительные аннотации к элементу). Эти поля содержат информацию, позволяющую понять логику, алгоритм процесса и проанализировать его составляющие.

Целостную и достаточно подробную модель можно получить, пользуясь специальными методами структурного анализа, такими как IDEF. Впервые метод IDEF0 был предложен в конце шестидесятых годов Дугласом Россом (тогда он назывался SADT – Structured Analysis and Design Technique). Первоначально метод SADT предназначался для моделирования технологических процессов, но вот уже более 20 лет он успешно применяется во всем мире сотнями компаний в самых разных областях деятельности. Согласно синтаксису IDEF0, модель представляет собой совокупность иерархически выстроенных схем, каждая из которых является описанием какого-либо процесса (activity). Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях /4/:

·           графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT‑диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа / выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описываются посредством интерфейсных дуг, выражающих «ограничения», которые в свою очередь определяют, когда и каким образом функции выполняются и управляются;

·           строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают:

– ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3–6 блоков),

– связность диаграмм (номера блоков),

– уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен),

– синтаксические правила для графики (блоков и дуг),

– разделение входов и управлений (правило определения роли данных),

Три методологии – IDEF0, DFD и IDEF3, поддерживаемые в BPwin, позволяют посмотреть с разных сторон на деятельность предприятия /5/.

IDEF0 – Это функциональная модель, предназначенная для описания бизнес-процессов на предприятии. Она позволяет понять, какие объекты или информация служат сырьем для процессов, какие результаты производят работы, что является управляющими факторами и какие ресурсы для этого необходимы.

DFD (Data flow diagramming) переводится на русский как «схемы потоков данных». С их помощью описываются документооборот и обработка информации. Подобно IDEF0, DFD представляет модельную систему как сеть связанных между собой работ. DFD можно использовать как дополнение к модели IDEF0, когда требуется более наглядное отображение текущих операций документооборота, описания функций обработки информации, документов, объектов, а также сотрудников или отделов, которые участвуют в обработке информационных потоков. Синтаксис DFD, помимо работ и стрелок, включает дополнительно два типа объектов. Первый, внешняя сущность, служит для отображения внешних по отношению к проектируемой системе объектов. Это может быть клиент, отдел кадров, справочник и т.п. Второй, хранилище данных, – это «склад» информационных объектов. Им может быть база данных, файл или архив бумажных документов. Хранилище данных как бы «замораживает» данные, позволяя отобразить отсрочку в передаче объектов и информации от одной работы к другой. Причем элементы для описания источников, приемников и хранилищ данных позволяют более эффективно и наглядно представить процесс документооборота.

IDEF3 – Для описания логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3. Иногда ее называют workflow diagramming – моделирование с использованием графического описания информационных потоков, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектами, являющимися частью этих процессов. У IDEF3 имеется специфический элемент перекресток. Им описывают последовательность выполнения работ, очередность их запуска и завершения. С помощью workflow‑схем можно моделировать сценарии действий сотрудников организации, например порядок обработки заказа или события, на которые необходимо реагировать за конечное время. Каждый сценарий сопровождается описанием процесса и может быть использован для документирования любой функции, моделируемой на схеме IDEF0.

Если в одной модели необходимо учесть специфические стороны бизнес-процессов предприятия, BPwin позволяет переключиться на любую нотацию (IDEF0, IDEF3, DFD), находясь на любой ветви схемы, и создать смешанную модель.