Формирование технологической архитектуры

Введение
С расширением и дифференциацией мирового рынка средств информатизации (СИ), т.е. вычислительной, периферийной, специальной и коммуникационной техники (Hardware), а также программных, информационных и сервисных средств (Software) множатся варианты возможных решений в области формирования технологической среды информационных систем. При этом имеются в виду не проектные работы по созданию ИС или ее элементов, а те решения, которые принимает менеджер в качестве представителя заказчика, т.е. в порядке выработки технического задания, исполнять которое, может быть, будет специализированное предприятие. С позиций стратегического информационного менеджмента в отношении Hardware и Software предприятию необходимо выяснить следующие важные вопросы:
нужно ли всегда стремиться использовать только новейшие средства информатизации и при этом рисковать из-за их незавершенности;
какую степень децентрализации ИС необходимо выбрать;
следует ли доверять принятым и принимаемым международным нормам (в том числе тем, которые только еще начинают вводиться) или предпочесть нормы (нормативы) одного определенного изготовителя и связать себя с этим изготовителем;
по какому глобальному критерию следует выбирать поставщика.
Основной целью данной работы является изучение формирования технологической архитектуры.
Для достижения данной цели определены следующие задачи:
- изучить основные сведения о объекте исследования;
- рассмотреть контекст и основные элементы технологической архитектуры;
- изучить технические средства технологической среды информационной системы.
1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 Определение
Техническая архитектура предприятия – это совокупность программно-аппаратных средств, методов и стандартов, обеспечивающих эффективное функционирование приложений. Другими словами, под технической архитектурой мы будем понимать полное описание инфраструктуры предприятия, включающее в себя:
Информацию об инфраструктуре предприятия.
Системное программное обеспечение (СУБД, системы интеграции).
Стандарты на программно-аппаратные средства.
Средства обеспечения безопасности (программно-аппаратные).
Системы управления инфраструктурой.
Техническую архитектуру предприятия можно визуально представить в виде совокупности архитектурных схем приложений, используемых на предприятии. Визуально техническую архитектуру приложения, в свою очередь, можно представить в виде схемы включающей в себя информацию о серверах, сегментах СКС, компонентах системы, стандартах (использующихся в данном приложении) и взаимосвязях между ними.
Техническая архитектура предприятия неразрывно связана с разработкой внутренних стандартов на программно-аппаратные средства. Разработка ИТ - стандартов определяет существенное сокращение затрат на обеспечение функционирования информационных систем предприятия и упрощает управление ИТ - подразделением. По мере внедрения стандартов сокращаются средства на подготовку специалистов (нет необходимости в уникальных специалистах), закупку расходных материалов, ремонт и поддержку программно-аппаратного комплекса (большое количество однотипного оборудования). С возникновением новых стандартов появляются новые рекомендации по формированию ИТ - архитектуры предприятия.
1.2 Контекст и основные элементы технологической архитектуры
Эта область архитектуры предприятия рассматривает "традиционные" аспекты построения информационных систем, которые необходимы для поддержки прикладных систем и информационных ресурсов организации. Для технологической архитектуры иногда используются такие термины, как "платформы", "инфраструктура", "системная архитектура" или просто "ИТ-архитектура".
Технологическая архитектура является как бы фундаментом, основой всего портфеля информационных технологий предприятия. Вторую существенную часть этого портфеля составляют прикладные системы, обеспечивающие выполнение бизнес-процессов (мы обсуждали это в предыдущем разделе, посвященном архитектуре приложений).
Инфраструктурные сервисы, в основном, стандартизированы в рамках предприятия и используются сразу несколькими прикладными системами, расположенными над уровнем инфраструктурных сервисов и непосредственно обеспечивающих выполнение бизнес-процессов. При наличии необходимой инфраструктуры новые прикладные системы, которые потребуются предприятию для выполнения новых бизнес-процессов или реализации новых стратегий, могут быть созданы достаточно быстро и эффективно. Это является предпосылкой для повышения того, что называется динамичностью и гибкостью предприятия. Одной из частных задач, решаемых в рамках технологической архитектуры, является формирование "списка закупаемых технологий".
По самой своей природе, инвестиции в инфраструктуру ИТ являются крупными и долговременными, при этом они не имеют определенной ценности для бизнеса с точки зрения получения конечных результатов. Но ценность инфраструктуры заключается в ее способности быстро и экономически эффективно обеспечить реализацию новых прикладных систем в интересах различных подразделений предприятия, которые и приносят бизнес-пользу. В конечном итоге, именно инфраструктура определяет тот спектр прикладных систем, которые могут быть развернуты на предприятии для обеспечения его бизнес-процессов.
Проблема построения технологической инфраструктуры и инвестиций в инфраструктуру аналогична построению общественной инфраструктуры: дорог, мостов, больниц и школ. Оба типа обеспечиваются централизованно и финансируются, в конечном итоге, за счет косвенных отчислений средств конечных потребителей (налоги и пр.). Для обеспечения совместимости необходимо следовать определенным стандартам (например, правила размещения зданий вдоль улиц или правила использования прикладными системами инфраструктурных технологий). Одна из самых главных трудностей состоит в том, что размеры и масштабы использования инфраструктуры должны быть оценены еще до того как с большой определенностью станут известны все потребности со стороны бизнеса.
Развитие практически всех компонент инфраструктуры (будь то серверы, средства хранения данных или системы передачи данных) за прошедшие полвека сопровождалось фантастическими успехами в плане увеличения мощности, производительности, миниатюризации, надежности и других параметров. Существует большое количество технологических стандартов, как де-факто, так и де-юре, которые в той или иной комбинации выбираются для включения в архитектуру организации. В целом, проектирование данной компоненты архитектуры является, пожалуй, самой традиционной и достаточно хорошо проработанной практикой – как у системных интеграторов, так и в большинстве крупных организаций, поэтому мы не будем рассматривать особенности тех или иных компонент (да это и невозможно в рамках одного курса), а ограничимся упоминанием нескольких важных подходов.
Существует два принципиально отличных подхода формирования технологической архитектуры

. Первый условно можно назвать "открытым". Он заключается в перечислении используемых на предприятии стандартов (индустриальных и пр.) и теоретически позволяет уменьшить зависимость предприятия от конкретных поставщиков. Однако уменьшение этой зависимости имеет ограниченный успех, поскольку замена одного продукта другим, поддерживающим один и тот же набор стандартов, как правило, оказывается невозможным или затруднительным. Поэтому с середины 1990-х годов большинство предприятий стали использовать второй подход, который связан, в конечном итоге, с перечислением конкретных продуктов и технологий.
Реальные преимущества от наличия упорядоченного в рамках технологической архитектуры списка используемых технологий таковы:
технический персонал должен поддерживать знания, связанные с меньшим количеством продуктов, что уменьшает затраты на персонал и обучение;
прикладные системы легче интегрировать между собой, когда они имеют много общих технических аспектов. Хотя заметим, что список технологий и поставщиков не является все-таки самым важным инструментом интеграции данных и систем. Вопросы семантики, согласования форматов и т.д. гораздо более сложны и не решаются выбором одной технологии;
предприятие может получить экономию на масштабах, приобретая технологии ограниченного количества поставщиков (например, скидки на лицензии);
много усилий может быть сэкономлено на процессах закупок, поскольку после того как технология однажды выбрана, последующие закупки не требуют затрат времени на длительное изучение альтернатив.
2 ПРИКЛАДНЫЕ ДОМЕНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРЫ
Примерами прикладных доменов технологической архитектуры являются системы коллективной работы, электронной почты и управления потоками работ (workflow), Интранет, Интернет-приложения, системы электронной коммерции, архитектура хранилищ данных, специализированное аппаратное обеспечение (персональные цифровые помощники, сканеры штрих-кодов и т.д.).
Gartner называет в технологической архитектуре шесть архитектурных компонент (сервисов), в каждом из которых выделяется определенное количество технологических "строительных блоков" (bricks) [4.24]:
Сервисы данных: системы управления базами данных (технологии баз данных и методы доступа к базам), хранилища данных (хранилища и витрины данных), системы поддержки принятия решений (Business Intelligence – средства анализа и средства подготовки отчетов).
Прикладные сервисы: языки программирования (языки для программирования серверной части, языки для программирования клиентской части, интегрированные среды), средства разработки приложений (средства моделирования баз данных, репозитории, методики разработки приложений, средства обеспечения качества), системы коллективной работы (средства групповой работы и электронной почты, средства управления документами), архитектура приложений (модель компонент, серверы приложений, серверы поддержки тонких клиентов), геоинформационные системы и средства.
Программное обеспечение промежуточного слоя (middleware).
Вычислительная инфраструктура: операционные системы и аппаратное обеспечение (приложения для настольных систем, операционные системы для настольных систем, мобильные устройства – ноутбуки, беспроводные устройства, персональные цифровые помощники, серверы приложений/данных, сетевые операционные системы, принтеры), среда для web-инфраструктуры (браузеры, web-порталы, web-серверы, средства управления и создания контента, серверы каталогов, форматы публикации информации), системы хранения (Storage Area Network – сети хранения данных, накопители на магнитных лентах, накопители на оптических дисках и CD, системы хранения высокой надежности RAID), средства системного управления (средства сетевого управления, администрирование IP), топологии (топология распределенных приложений).
Сетевые сервисы: локальные сети (протоколы, кабельные системы, топология), глобальные сети (транспорт, протоколы), технологии доступа (пользователи с удаленным доступом, эмуляция терминалов и шлюзы, беспроводные технологии для локальных и глобальных сетей, интегрированные средства передачи данных и голоса, обеспечение доступности, средства видеоконференций), голосовые технологии (голос/данные поверх IP-протокола, голосовая почта), сетевое аппаратное обеспечение (концентраторы, маршрутизаторы и пр.).
Сервисы безопасности: авторизация, аутентификация (внутренняя и внешняя аутентификация, PKI), сетевая безопасность (Network Firewall, Internet Firewall), физическая безопасность центров обработки данных, прочие сервисы безопасности (обнаружение вторжений, защита от вирусов).
На самом деле, возможных способов классификации элементов, составляющих основу технологической архитектуры, может быть множество.
3 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Основой технических элементов ИС являются процессоры и наиболее массовый их вид - микропроцессоры. Хотя непосредственно в качестве самостоятельных элементов системы они, естественно, не используются, но влияние их характеристик на возможности ИС в целом велико и будет возрастать.
Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённого Джоном фон Нейманом. Д. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году.
Важнейшие этапы этого процесса приведены ниже. В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для арифметических команд могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти.
Этапы цикла выполнения:
Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика командшину адреса, и отдаёт памяти команду чтения;
Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных, и сообщает о готовности;
Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её;
Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;
Снова выполняется п. 1.
Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).
Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм полезной работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода — тогда адрес следующей команды может оказаться другим