Состав и структура обеспечивающей части многопользовательской экономической информационной системы

Обеспечивающая часть многопользовательской экономической информационной системы характеризуется совокупностью методов, средств и мероприятий, необходимых для ее нормального функционирования, и включает техническое (аппаратное), информационное, технологическое, математическое, программное, организационное, правовое, эргономическое, лингвистическое и другие виды обеспечения.

Техническое (аппаратное) обеспечение немыслимо без использования вычислительных сетей и организации сетевой обработки информации на нескольких компьютерах, объединенных линиями связи в информационно-вычислительные сети. Концепция вычислительных сетей появилась в 70-х годах, когда обнаружилось, что большие универсальные компьютеры (Main frame) не в состоянии гибко и оперативно приспосабливаться к требованиям ряда практических приложений. Появление и быстрое распространение в 80-х годах персональных компьютеров внесло новые подходы в построении вычислительных сетей. Персональные компьютеры, объединенные в вычислительную сеть позволили аккумулировать производительность всех рабочих станций на базе ПК в одну гибкую и мощную систему, которая могла быть сравнима с ресурсами систем на базе больших компьютеров. Затраты же на содержание парка персональных компьютеров, объединенных в сеть были на порядок ниже чем аналогичные затраты на содержание парка больших машин.

Технологии сетевой обработки характеризуется организацией вычислительных сетей. Различают глобальные и локальные вычислительные сети (ЛВС). Если компьютеры расположены недалеко друг от друга (в пределах одного здания или в нескольких близко расположенных зданиях) и соединяются в сеть при помощи высокоскоростных адаптеров (используются высокоскоростные цифровые линии связи со скоростью передачи данных порядка 10-10000 Мбит в секунду), то такие сети называют локальными. Существует несколько стандартов локальных сетей, обеспечивающих необходимую пропускную способность: FDDI, Fast Ethernet, 1OOVG-AnyLAN и АТМ. Если требуется объединить компьютеры или локальные сети, расположенные на значительном удалении друг от друга (в разных городах или на разных континентах), то для стыковки используют модемы и дальние низкоскоростные линии связи, то такие сети принято называть глобальными.

Вычислительные сети используются в различных областях. К числу наиболее типичных областей применения локальных сетей относится организация информационных систем; обмен информацией между пользователями сети; обеспечение распределенной обработки данных; организация электронной почты, позволяющей руководителям и всем сотрудникам предприятия оперативно получать достоверную и оперативную информацию, необходимую для оценки ситуации и принятия правильных решений; коллективное использование дорогостоящих ресурсов (высокоскоростные печатающие устройства, запоминающие устройства большой емкости, мощные средства обработки информации, прикладные программные системы, базы данных, базы знаний). Очевидно, что такие средства нецелесообразно (вследствие низкого коэффициента использования и высокой стоимости) иметь на каждом компьютере пользователя. Достаточно, если в сети эти средства имеются в одном или нескольких экземплярах, но доступ к ним обеспечивается для всех заинтересованных пользователей сети.

В обобщенном виде локальная сеть представляет собой совокупность абонентских систем и коммуникационную подсеть. Абонентская система характеризуется совокупностью компьютеров, программного обеспечения, периферийного оборудования, средствами связи с коммуникационной подсетью и пользователями (абонентами) сети. Коммуникационная подсеть является ядром локальной сети, представляющим собой совокупность физической среды передачи информации, аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие абонентских систем.

Основными компонентами сети являются среды передачи данных, рабочие станции пользователей на основе персональных компьютеров, сетевые адаптеры, серверы сети, представляющие собой аппаратно-программные системы, обеспечивающие выполнение функций управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Рабочие станции и серверы соединяются на основе интерфейсных плат - сетевых адаптеров, которые обеспечивают организацию приема (передачи) данных, согласование скорости приема (передачи) информации, формирование пакета данных, параллельно-последовательное преобразование (конвертирование), кодирование и декодирование данных, проверку правильности передачи, установление соединения с требуемым абонентом сети и организацию обмена данными. Кроме того, в локальной сети может использоваться также сетевое оборудование как приемопередатчики (трансиверы) и повторили (репиторы), обеспечивающие объединение сегментов локальной сети; концентраторы (хабы) - для формирования сети произвольной структуры; мосты - для объединения локальных сетей в единое целое и повышение производительности этого целого путем регулирования трафика (данных пользователя) между отдельными подсетями; маршрутизаторы и коммутаторы - для реализации функций коммутации и маршрутизации при управлении трафиком в сегментированных (состоящих из взаимосвязанных сегментов) сетях; анализаторы - для контроля качества функционирования сети.

Реализация рассредоточенных и взаимодействующих процессов в сетях осуществляется на основе двух концепций, одна из которых устанавливает связи между процессами без функциональной среды между ними, а другая определяет связь только через функциональную среду. В первом случае правильность понимания действий, происходящих в рамках соединяемых процессов взаимодействующих абонентских систем, обеспечивается соответствующими средствами теледоступа в составе сетевых операционных систем. Однако предусмотреть такие средства на все случаи соединения процессов не представляется возможным. Поэтому взаимодействующие процессы в сетях соединяются с помощью функциональной среды, обеспечивающей выполнение определенного свода правил - протоколов связи процессов. Обычно эти протоколы реализуются с учетом принципа пакетной коммутации, в соответствии с которым, перед передачей сообщение разбивается на блоки – пакеты определенной длины. Каждый пакет представляет собой независимую единицу передачи информации, содержащую кроме собственно данных служебную информацию (адреса отправителя и получателя, номер пакета в сообщении, информацию для контроля правильности принятых данных).

Практика создания и развития вычислительных сетей привели к необходимости разработки стандартов по всему комплексу вопросов организации сетевых решений. В 1978 году Международная организация по стандартизации предложила семиуровневую эталонную модель взаимодействия открытых систем, которая получила широкое распространение и признание. Она создает основу для анализа существующих вычислительных сетей и определения новых сетей и стандартов.

В соответствии с эталонной моделью взаимодействия открытых систем сеть представляется прикладными процессами и процессами взаимодействия абонентской системы. Последние разбиваются на семь функциональных уровней. Функции и процедуры, выполняемые в рамках одного функционального уровня, составляют соответствующий уровневый протокол. Функциональные уровни взаимодействуют на строго иерархической основе: каждый уровень пользуется услугами нижнего уровня и в свою очередь обслуживает уровень, расположенный выше. Стандартизация распространяется на протоколы связи одноименных уровней взаимодействующих абонентских систем. Функциональные уровни модели рассматриваются как составные независимые части процессов взаимодействия абонентской системы. Основные функции, реализуемые в рамках уровневых протоколов, состоят в следующем.

1. Физический уровень – непосредственно связан с каналом передачи данных, обеспечивает физический путь для электрических сигналов, несущих информацию. На этом уровне осуществляется установление, поддержка и расторжение соединения с физическим каналом, определение электрических и функциональных параметров взаимодействия компьютера с коммуникационной подсетью.

2. Канальный уровень – определяет правила совместного использования физического уровня узлами связи. Главные его функции: управление передачей данных по информационному каналу (генерация стартового сигнала и организация начала передачи информации, передача информации по каналу, проверка получаемой информации и исправление ошибок, отключение канала при его неисправности и восстановление передачи после сбоя, генерация сигнала окончания передачи и перевода канала в пассивное состояние) и управление доступом к передающей среде, т.е. реализация выбранного метода доступа к общесетевым ресурсам. Физический и канальный уровни определяют характеристики физического канала и процедуру передачи по нему кадров, являющихся контейнерами, в которых транспортируются пакеты.

3. Сетевой уровень – реализует функции буферизации и маршрутизации, т.е. прокладывает путь между отправителем информации и адресатом через всю сеть. В локальной сети функции сетевого уровня очень просты, т.к. абоненты здесь связаны, как правило, одним общим каналом.

4. Транспортный уровень – занимает центральное место в иерархии уровней сети. Он обеспечивает связь между коммуникационной подсетью и верхними тремя уровнями, отделяет пользователя от физических и функциональных аспектов сети. Главная его задача – управление трафиком (данными пользователя) в сети. При этом выполняются такие функции, как деление длинных сообщений, поступающих от верхних уровней, на пакеты данных (при передаче информации) и формирование первоначальных сообщений из набора пакетов, полученных через канальный и сетевой уровни, исключая их потери или смещение (при приеме информации). Транспортный уровень есть граница, ниже которой пакет данных является единицей информации, управляемой сетью. Выше этой границы в качестве единицы информации рассматривается только сообщение. Транспортный уровень обеспечивает также сквозную отчетность в сети.

5. Сеансовый уровень – предназначен для организации и управления сеансами взаимодействия прикладных процессов пользователей (сеанс создается по запросу процесса пользователя, переданному через прикладной и представительный уровни). Основные функции: управление очередностью передачи данных и их приоритетом, синхронизация отдельных событий, выбор формы диалога пользователей (полудуплексная, дуплексная передача).

6. Представительный уровень (уровень представления данных) – преобразует информацию к виду, который требуют прикладные процессы пользователей (например, прием данных в коде ASCII и выдача их на экран дисплея в виде страницы текста с заданным числом и длиной строк). Представительный уровень занимается синтаксисом данных. Выше этого уровня поля данных имеют явную смысловую форму, а ниже его поля рассматриваются как передаточный груз, и их смысловое значение не влияет на обработку.

7. Прикладной уровень – занимается поддержкой прикладного процесса пользователя и имеет дело с семантикой данных. Он является границей между процессами сети и прикладными (пользовательскими) процессами. На этом уровне выполняются вычислительные, информационно-поисковые и справочные работы, осуществляется логическое преобразование данных пользователя.

Работы по совершенствованию эталонной модели взаимодействия открытых систем для локальных сетей привели к декомпозиции уровней 1 и 2. Канальный уровень разделен на два подуровня: подуровень управления логическим каналом (передача кадров между рабочими станциями, включая исправление ошибок, диагностика работоспособности узлов сети) и подуровень управления доступом к передающей среде (реализация алгоритма доступа к среде и адресация станций сети). Физический уровень делится на три подуровня: передачи физических сигналов, интерфейса с устройством доступа и подключения к физической среде.

К основным характеристикам локальных сетей относятся: территориальная протяженность сети (длина общего канала связи); максимальная скорость передачи данных; максимальное число абонентских систем в сети; максимально возможное расстояние между рабочими станциями в сети; топология сети; вид физической среды передачи данных; максимальное число каналов передачи данных; тип передачи сигналов (синхронный или асинхронный); метод доступа абонентов в сеть; структура программного обеспечения сети; возможность передачи речи и видеосигналов; условия надежной работы сети; возможность связи локальных сетей между собой и сетью более высокого уровня; возможность использования процедуры установления приоритетов при одновременном подключении абонентов к общему каналу.

Локальная сеть представляют собой техническую базу для обработки данных. Многообразие разрабатываемых локальных сетей позволяет классифицировать их по различным критериям. Типы сетей приведены в табл. 2.1. Комплекс технических средств вычислительной сети включает в себя компьютеры и системы связи. Он может включать в себя компьютеры одного типа (гомогенные сети), либо различных типов (гетерогенные сети). Объединяемые в сеть компьютеры характеризуются модульностью построения, универсальностью функционирования, технической совместимостью. По количеству компьютеров, охватываемых сетью, различают малые, средние, большие сети.