Разработка информационной технологии администрирования запросов пользователей к информационной системе

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ ЗАПРОСОВ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ К ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

М.А. Керносов

В настоящее время многие предприятия и организации для автоматизации своих бизнес процессов (БП) применяют информационные системы (ИС). Существующие ИС охватывают большинство отраслей промышленности и сферы обслуживания и учитывают специфику различных предметных областей (ПрО). Некоторые ИС тиражируются и используются на многих объектах автоматизации (ОА), для предприятий с нетиповыми БП осуществляется разработка уникальных ИС. На сегодняшний день ИС является неотъемлемым компонентом БП предприятий, оказывает существенное влияние на скорость и качество их осуществления, адаптацию предприятия к изменениям требований рынка и его конкурентоспособность в целом.

Выделение нерешённых частей проблемы. Вследствие разработки большого количества ИС для различных ОА большое развитие получили методологии проектирования, модели и информационные технологии, применяемые при разработке ИС. Данное научное направление продолжает интенсивно развиваться и включает методологии структурного и объектно-ориентированного проектирования ИС, информационные технологии моделирования и разработки различных видов обеспечений системы. Интенсивность его развития вызвана массовым внедрением ИС в БП предприятий и резким сокращением сроков разработки ИС в течение последнего десятилетия. Помимо исследований, посвященных фундаментальным вопросам проектирования и разработки систем (в рамках концепций управления информационными ресурсами предприятия - Enterprise Content Management, ECM; сервис-ориентированной архитектуры ИС - Service-Oriented Architecture, SOA; управления жизненным циклом информации - Information Lifecycle Management, ILM), большое внимание уделяется информационным технологиям, позволяющим повысить скорость разработки систем (например, технология быстрой разработки приложений - Rapid Application Development, RAD и методология экстремального программирования - eXtreme Programming, XP). Несмотря на это, менее актуальные в прошлом вопросы внедрения и администрирования ИС, их адаптации к различным ОА, изменениям их БП, запросов и требований пользователей исследованы в незначительной мере. В частности, основное внимание уделяется администрированию отдельных компонентов ИС, таким, как администрирование ЛКС, операционных систем, баз данных и т.д. В то же время вопросы администрирования данных и документов, как содержимого и информационного наполнения ИС (контента), в настоящее время развиты слабо [1-3].

Актуальность. В настоящее время всё больше и больше организаций, эксплуатирующих ИС в течение длительного времени, сталкиваются с необходимостью развития, модификации и модернизации эксплуатируемых ИС. Функциональность ИС охватывает новые БП, в том числе процессы принятия управленческих решений высшим руководством предприятий. Вследствие этого возрастают требования к актуальности данных, предоставляемых ИС, сложность и изменчивость запросов пользователей.

В свою очередь, организации-разработчики ИС стремятся увеличить прибыль за счёт тиражирования ИС и их внедрения на множестве различных ОА. Во многих случаях заказчики могут чётко сформулировать требования к ИС, а применение модульной архитектуры при разработке ИС позволяет им осуществить выбор конкретной конфигурации тиражируемой системы, удовлетворяющей их требованиям.

Таким образом, обе стороны сталкиваются с необходимостью снижения стоимости внедрения и эксплуатации системы (Total Cost of Ownership - TCO) за счёт адаптации конкретной конфигурации ИС к изменяющейся во времени специфике ОА, в том числе к запросам, формируемым пользователями системы. Данные задачи являются вопросами администрирования ИС, решение которых требует разработки новых моделей и информационных технологий. Применительно к информационному содержимому ИС существующие технологии позволяют решать задачи администрирования формирования и обработки документов в ИС, обеспечивают поддержку ЖЦ документа. Однако они не решают задачу администрирования запросов пользователей к информационному комплексу (ИК) ИС, целью которого является предоставление пользователю наиболее актуальных данных независимо от их источника и формата представления (под ИК ИС понимается совокупность данных и электронных документов, формируемых и обрабатываемых в ИС) [1].

Постановка задачи исследования. Существующие технологии администрирования ИС ориентированы на поддержку ЖЦ информации и электронных документов, а также администрирование отдельных видов обеспечений системы. Но при этом отсутствует представление ИС как средства управления информационным содержимым, являющимся отображением актуального состояния БП ОА, вследствие чего наименее развитой является область администрирования режимов работы и обработки запросов пользователей к ИК ИС.

Администрирование запросов пользователей к ИК ИС во многом отличается от управления обработкой запросов к базе данных. Помимо данных, элементами ИК являются также входные и выходные документы, которые содержат фактографические данные. Целью его осуществления является организация предоставления пользователю наиболее актуальных данных, независимо от их источника и формата представления.

Предлагаемая информационная технология администрирования запросов пользователей включает два основных этапа: формирование схемы данных частной конфигурации ИС и наполнение её данными, т.е. создание ИК, и управление процессом обработки запросов к ИК ИС.

Формирование схемы данных частной конфигурации ИС и наполнение её данными. Этап формирования схемы данных частной конфигурации ИС необходим вследствие декомпозиции современных ИС на отдельные функциональные модули, состоящие из одной или нескольких функциональных задач и/или операций. Такая декомпозиция осуществляется для решения задачи организации взаимодействия компонентов системы, реализующих её бизнес-логику, между собой и с внешними ИС. Это обусловлено тем, что функциональные модули ИС взаимодействуют между собой путём обмена данными, но отключение одного модуля не должно приводить к потере работоспособности всей системы. Необходимо гибкое конфигурирование системы путём включения и исключения тех или иных модулей, применяемых для решения соответствующих функциональных задач. За счёт этого могут быть получены различные конфигурации системы, что позволяет разработчикам адаптировать ИС к различным ОА, а следовательно - реализовать гибкую ценовую политику, увеличить число заказчиков и снизить трудоёмкость модификации систем при их внедрении.

Выделение автономных функциональных модулей ИС, в первую очередь, подразумевает модификацию информационного (ИО) и программного (ПО) обеспечений системы. Для ПО ИС, несмотря на высокую трудоёмкость, данная задача решается просто: необходимо разработать редакторы, позволяющие добавлять в ИС те исходные данные, требуемые для решения выделяемой функциональной задачи (ФЗ), которые предоставляются другими функциональными модулями системы. Необходимо также, с учётом набора ФЗ ИС, с которыми взаимодействует данный модуль (на уровне входных и выходных информационных потоков), реализовать возможность конфигурирования ПО модуля в зависимости от способа его функционирования - автономно, или во взаимодействии с другими модулями ИС определенной конфигурации.

Применительно к ИО ИС данная задача усложняется: схема данных должна содержать все объекты, необходимые для решения набора ФЗ, составляющих конфигурацию ИС. Поскольку современные CASE-средства при проектировании схем данных предоставляют возможность создания не только таблиц, представлений и связей между ними, являющихся элементами модели данных, но и пакетов, процедур, триггеров и других объектов БД, то под схемой данных понимается вся совокупность разрабатываемых объектов БД. Таблицы БД должны также содержать необходимые для решения ФЗ данные, в том числе словарные и служебные.

Как правило, ИО ИС в меньшей степени подвержено модификациям и доработкам, в сравнении с ПО, для которого характерна регулярная и очень быстрая смена применяемых информационных технологий. При внедрении ИС в некоторых случаях может быть целесообразна разработка нового варианта ПО отдельных функциональных задач с применением современных технологий. Однако такой подход не может применяться к ИО по следующим причинам. Во-первых, даже переход на другую систему управления базами данных (СУБД), как правило, не требует значительной модификации схемы данных, а её доработка обычно вызвана разработкой новых ФЗ ИС и осуществляется в виде расширения. Во-вторых, БД ИС даже до её внедрения уже содержит данные (обычно вспомогательные и служебные), а модификация непустой схемы данных является очень сложной и трудоёмкой задачей. Поэтому задача формирования схемы данных частной конфигурации ИС и наполнения её данными, т.е. формирования ИК внедряемой системы, актуальна применительно как к традиционным ИС, так и к системам со слабосвязной архитектурой.

В первый этап информационной технологии администрирования обработки запросов пользователей к ИК ИС предлагается включить следующие шаги, выполнение которых требует анализа метаданных ИО ИС:

а) выделение множеств таблиц, необходимых для решения каждой из функциональных задач ИС;

б) выделение множеств данных, которые должны быть внесены в таблицы для решения каждой из функциональных задач ИС;

в) выделение множеств других объектов БД, необходимых для решения каждой из ФЗ ИС (представлений, функций, процедур, триггеров, индексов и т.д.).

На первом шаге этапа формирования схемы данных частной конфигурации ИС каждое из выделенных множеств таблиц можно разделить на два подмножества:

– таблицы, данные в которые вносятся в процессе решения выделяемой функциональной задачи, - ;

– таблицы, содержащие учётные данные других функциональных задач, словарные или служебные данные, - . Такие данные являются исходными для выделяемой задачи, но не модифицируются в процессе её решения, поэтому таблицы данной категории выступают в роли вспомогательных.

Таким образом, объединение данных множеств образует множество таблиц , необходимых для решения функциональной задачи ИС:

(1)

Множество всех таблиц , образующих схему данных, используемую для решения всех () ФЗ ИС, представляется следующим образом:

, (2)

где - множество таблиц, необходимых для решения h-й ФЗ.

Поскольку для каждой ФЗ выделяется подмножество всей совокупности таблиц , используемых в полной конфигурации ИС (для всех ФЗ), таблицы, используемые при её решении, могут быть связаны с таблицами, не включёнными в полученную выборку. Целесообразно рассматривать итоговую конфигурацию системы, содержащей таблицы, необходимые для решения из возможных ФЗ, поскольку в данном случае возможно окончательно определить разрываемые связи.

Например, в реляционной схеме данных связи между таблицами реализуются с использованием механизма первичных и внешних ключей, позволяющего обеспечить целостность данных [4]. При этом связь соединяет две таблицы, одна из которых является главной (), а вторая - зависимой (). В случае иерархической связи, соединяющей различные столбцы одной и той же таблицы, и совпадают. Таблица может иметь множество связей, которые накладывают ограничения на её структуру следующим образом:

, (3)

где - столбец или набор столбцов главной таблицы, являющийся её первичным ключом;

- столбец или набор столбцов зависимой таблицы, являющийся внешним ключом.

В объектно-ориентированной модели данных вместо первичных и внешних ключей используются ссылки, для которых аналогично выражению (3) также можно выделить ситуации, когда рассматриваемый класс содержит атрибут, являющийся ссылкой на объект другого класса.

Таким образом, используя выражения (2) и (3), можно описать таблицы схемы данных частного варианта конфигурации ИС, следующим образом:

, (4)

где - множество таблиц в частной конфигурации ИС;

- количество функциональных задач из возможных (), включённых в частную конфигурацию ИС.

В схеме данных, образованной таким образом (4), сохранятся связи между всеми включёнными в неё таблицами: . Таблицы, содержащие связи с не включёнными в схему данных таблицами, могут потребовать модификации в зависимости от того, какой из ключей (первичный или внешний), образующих разрываемую связь, они содержат.

Модификация таблиц, содержащих связи с таблицами, которые не были включены в выборку (), может быть описана следующим выражением:

.(5)

Выражение (5) показывает, что если таблица, не включённая в схему данных частной конфигурации ИС, является зависимой, то удаление связи, в которой участвует эта таблица, не требует модификации таблиц, оставшихся в схеме данных. Во втором случае, когда в схеме данных остается зависимая таблица, необходима её модификация путем удаления или модификации столбца, ссылающегося на главную таблицу.

При добавлении в конфигурацию ИС новой ФЗ возникнет необходимость восстановления разорванных связей между некоторыми таблицами. В этом случае выполняются обратные операции: добавление в таблицы новых столбцов, заполнение таблиц данными, создание внешних ключей таблиц.

На втором шаге этапа формирования схемы данных частной конфигурации ИС необходимо определить множества данных, которые требуется внести в выделенные таблицы для решения ФЗ текущей конфигурации ИС. Например, распорядительные документы могут формироваться несколькими подразделениями одной организации при решении различных ФЗ. Для хранения структур документов и типовых шаблонов формулировок может использоваться единая схема данных, но в таком случае записи в таблицах будут содержать поле-признак её принадлежности той или иной ФЗ ИС. Соответственно, в такие таблицы должны быть внесены только те записи, которые принадлежат выделенному набору функциональных задач.

Третий шаг этапа формирования схемы данных частной конфигурации ИС подразумевает выделение множеств объектов БД (кроме таблиц), необходимых для решения каждой из ФЗ ИС и реализующих бизнес-логику на уровне СУБД (представления, хранимые процедуры, триггеры и т.д.). Данная задача очень трудоёмка вследствие большого количества типов объектов БД. Варианты её решения во многом зависят от конкретной СУБД и подходов, изначально примененных при проектировании схемы данных ИС. Для её решения используются механизмы СУБД, позволяющие определить зависимости объектов. Соответственно, применительно ко всем объектам, связанным с таблицами, которые не были включены в схему данных частной конфигурации ИС, должен быть осуществлён анализ необходимости их включения в выделяемую схему данных.

Решение о модификации и включении в формируемую БД таких объектов, а также учётных записей пользователей, ролей, определение привилегий пользователей СУБД и т.д., как правило, принимаются разработчиками ИС с учётом специфики конкретной системы. Например, объекты могут группироваться по схемам пользователей-администраторов, каждой из которых соответствует одна ФЗ ИС. В таком случае на этапе разработки ИС заранее определены связи объектов БД с ФЗ системы, и выполнение данного этапа ИТ упрощается.

Таким образом, данный этап информационной технологии администрирования обработки запросов пользователей к ИК ИС позволяет решить наиболее сложную и трудоёмкую задачу декомпозиции схемы данных ИС при выделении автономных модулей системы, формировании частной конфигурации системы и наполнении её данными, т.е. осуществить формирование ИК ИС.

Управление процессом обработки запросов к ИК ИС. Этап управления обработкой запросов к ИК ИС предназначен для обеспечения предоставления ИС актуальных данных и документов по запросам пользователей. При этом формируемые выходные документы ИС требуют проверки, согласования и утверждения руководством предприятия, а входные - проверки и обработки, что вызывает значительные задержки между моментами формирования или поступления документа в систему и осуществлением актуализации данных в ИС с его применением (по факту окончания бизнес-операции).

В то же время в условиях рыночной конкуренции многие предприятия отходят от схемы «should be» и осуществляют свои БП с нарушением стандартной или регламентированной последовательности действий. Например, торговые предприятия могут отгружать товар до поступления оплаты и завершения оформления необходимых документов или продавать товар, который только прибыл и ещё не был оприходован. Вследствие этого результаты выполнения таких операция отражаются в БД ИС с временномй задержкой. Это значительно затрудняет мониторинг и анализ текущей деятельности предприятия и принятия оперативных управленческих решений его руководством в результате выполнения нестандартных запросов к ИК, требующих анализа текущего состояния БП предприятия, включая данные о неподтверждённых операциях или незавершённых транзакциях.

Для решения описанной проблемы при выполнении нестандартных запросов пользователей предлагается формирование оперативного среза требуемого фрагмента ИК ИС с учётом фактографических данных о незавершённых бизнес-операциях и неутверждённых документах.

Формирование такого оперативного среза для выполнения запросов пользователей предлагается осуществлять с применением временных таблиц (temporary tables), структуру которых можно заранее определить (как правило, она идентична структуре основных таблиц БД). Заполнение этих таблиц должно осуществляться как утверждёнными данными из БД ИС, так и неутверждёнными данными, включая данные из неутверждённых документов, и данными о незавершённых бизнес-операциях. Реализация заполнения таких таблиц данными требует доработки процедур актуализации данных и обработки запросов пользователей, реализованных в ПО и ИО ИС.

Применение оперативного среза данных для обработки запросов к ИК предполагает выполнение следующих действий (рис. 1):

а) пользователь формирует запрос с применением клиентского ПО ИС;

б) клиентское ПО направляет запрос промежуточному настраиваемому слою ПО (сервису), управляющему процессом выполнения запросов пользователей;

в) в случае получения стандартного запроса промежуточный слой ПО выполняет запрос к подтверждённой части данных БД ИС. В случае получения нестандартного запроса промежуточный слой ПО формирует оперативный срез ИК ИС, выполняя запросы как к подтверждённой части данных БД ИС, так и к данным БД ИС, которые формируются на момент выполнения запроса (для получения неподтверждённых данных, в том числе и из неутверждённых электронных документов). Далее запрос выполняется применительно к оперативному срезу ИК ИС, созданному во временных таблицах;

г) осуществляется обработка и визуализация полученных данных в ПО ИС;

д) результаты выполнения запроса отображаются пользователю.

Рис. 1 - Обработка запросов пользователей к информационному комплексу автоматизированной системы

На рис. 1 приведена иллюстрация процесса обработки запросов пользователей к ИК ИС. В результате реализации предложенной ИТ в ПО и ИО ИС возможно администрирование обработки запросов пользователей к ИК ИС с применением правил администрирования. Правила, задаваемые администратором ИС, представляют собой формальное (например, продукционное) описание настроек промежуточного ПО ИС для различных ситуаций, которые могут возникнуть в процессе обработки запроса пользователя к ИК ИС. С помощью правил обработки запросов для каждого пользователя ИС могут быть определены такие опции, как синхронизация данных в распределённой БД перед выполнением запроса, набор видов необработанных документов или набор бизнес-операций, данные о которых используются для формирования оперативного среза ИК ИС и т.д.

Разработанная технология позволяет в значительной степени упростить адаптацию системы к специфике различных ОА за счёт создания частных конфигураций системы для конкретных ОА, включающих только ФЗ, которые требуются заказчику. Применение разработанной технологии возможно как на этапах проектирования и внедрения ИС (при создании ИК ИС), так и на этапе сопровождения ИС для реализации гибкой политики администрирования обработки запросов к ИК ИС для пользователей конкретного ОА.

Разработанная информационная технология позволяет решить практические задачи, возникающие при разработке, внедрении и эксплуатации ИС. Технология администрирования обработки запросов пользователей к ИК регламентирует изменения, осуществление которых необходимо в ПО и ИО ИС при её адаптации к различным ОА на стадиях формирования и эксплуатации ИК ИС, а также позволяет разработать легко администрируемую и настраиваемую ИС.

автоматизация информационный запрос пользователь

Литература

1. Клейменов С.А. Администрирование в информационных системах: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / С.А. Клейменов, В.П. Мельников, А.М. Петраков; под ред. В.П. Мельникова. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 272 с.

2. Sarsfield S. The Data Governance Imperative / S. Sarsfield. - London: IT Governance Publishing, 2009. - 161 p.

3. Архитектуры, модели и технологии программного обеспечения информационно-управляющих систем: монография / Н.В. Ткачук, В.А. Шеховцов, Д.В. Кукленко, В.Е. Сокол ; под ред М.Д. Годлевского. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2005. - 546 с.

4. Кайт Т. Oracle для профессионалов / Т. Кайт. - Перевод с англ. - Москва: DiaSoft, 2005. - 1831 c.

Размещено на Allbest.ru