Автоматизированная разработка информационных систем
Тенденции развития ИС
В разработках информационных систем прочные позиции заняли объектные технологии. Их использование в этой области продолжает расширяться. В значительной мере этому способствует создание развитой объектной инфраструктуры.
Большой вклад в ее формирование вносит консорциум OMG (Object Management Group), который вот уже почти полтора десятилетия ведет активную работу по созданию комплекса стандартов интероперабельных неоднородных распределенных объектных сред. Центральное место в этом комплексе занимает стандарт архитектуры интероперабельности CORBA, а также ряд дополнительных стандартов горизонтальной и вертикальной сферы. Стандарты горизонтальной сферы включают спецификации комплекса объектных сервисов, функционирующих в архитектурной среде CORBA, языка представления метаданных инструментов объектного анализа и проектирования, компонентной модели, метамодели для представления метаданных хранилищ данных и др. Стандарты вертикальной сферы определяют объектные среды (среды бизнес-объектов) для многих областей приложений.
Существенный вклад в компонентные технологии внесла корпорация Microsoft, которая первой разработала компонентную объектную модель COM (Component Object Model) и ее распределенную версию DCOM (Distributed Component Model), ставшие основой ряда программных продуктов компании.
Важное значение имеет создание компанией Sun Microsystems и широкое распространение объектного языка программирования Java, а также основанного на этом языке комплекса средств компонентной разработки приложений из повторно используемых объектных компонентов — компонентная модель JavaBeans, архитектура Enterprise JavaBeans, а также технология Java 2 Enterprise Edition.
Наряду с указанными общими элементами объектной инфраструктуры, независимыми от класса информационных систем, созданы также ее элементы, ориентированные на отдельные классы систем, — системы баз данных, Web, текстовые системы.
Основой разработки коммерческих объектных СУБД стал стандарт объектных баз данных консорциума ODMG (Object Data Management Group). Разработаны стандарты API объектных СУБД для объектных языков программирования Java и Smalltalk (часть стандарта ODMG), а также API SQL-серверов для языка Java — JDBC и SQLJ. Миграция реляционных приложений баз данных в объектную среду обеспечивается новым стандартом языка запросов SQL: 1999, поддерживающим объектно-реляционную модель данных, а также объектно-реляционными SQL-серверами, созданными ведущими поставщиками программного обеспечения систем баз данных.
Объектный подход нашел применение и в технологиях Web. Технология Java-аплетов обеспечивает мобильность программного обеспечения в среде Web с помощью Web-браузеров со встроенной виртуальной машиной Java (Java Virtual Machine, JVM). Консорциумом W3C был разработан стандарт DOM (Document Object Model), обеспечивающий объектное представление XML-документов — единицы информационных ресурсов в новой технологической платформе Web, основанной на языке XML. Языковые средства DOM используются как спецификации API для XML-ориентированных СУБД.
Для работы с текстовыми информационными ресурсами объектные типы данных, поддерживаемые расширителями типов, используются в объектно-реляционных серверах DB2, Oracle, Informix.
Объектное направление в области информационных систем хорошо оснащено инструментальными средствами CASE, основанными на методах объектного анализа и проектирования и использующими стандартизованный консорциумом OMG язык UML (Unified Modeling Language) для представления метаданных.
Благодаря активным разработкам информационных систем многие организации стали обладателями коллекций информационных ресурсов разной природы, каждая из которых поддерживается собственными программными средствами, обеспечивающими для пользователя свой специфический интерфейс. В таких условиях пользователю было бы желательно иметь единый интерфейс для доступа ко всем этим информационным ресурсам. Поскольку появилось много источников информации, хотелось бы иметь возможность получения более полной и интегрированной информации с использованием нескольких источников. Коллективы, осуществляющие совместную деятельность, стремятся объединить информационные ресурсы, которыми они располагают.
Все эти и другие причины создали предпосылки для проведения исследований и разработок в области интеграции неоднородных информационных ресурсов. Эти исследования приобрели большую актуальность в области информационных систем, особенно в последние годы.
Под интеграцией информационных ресурсов понимается обеспечение пользователям доступа к нескольким источникам информационных ресурсов в терминах единого материализованного или виртуального представления, исключающего избыточность информации на логическом или семантическом уровне.
Неоднородность информационных ресурсов может проявляться в различных аспектах, например:
ü в различии парадигм моделирования данных (реляционная модель, объектная модель и т.п.);
ü в многообразии сред представления ресурсов (текстовая, аудио и т.д.);
ü в разной степени структурированности данных (структурированные, слабоструктурированные, неструктурированные);
ü в различиях интерпретации их содержания, в различии программных систем, которые их поддерживают, и т.д.
Интеграция информационных ресурсов охватывает большой комплекс проблем, к числу которых относятся, в частности:
ü разработка интегрирующих моделей данных;
ü создание методов отображения моделей данных;
ü создание архитектур систем интеграции;
ü разработка адаптеров (Wrapper) - компонентов таких архитектур, обеспечивающих интероперабельность интегрируемых неоднородных информационных ресурсов;
ü создание посредников (Mediator) - компонентов архитектур интеграции, обеспечивающих семантическую интеграцию информационных ресурсов;
ü интеграция схем объединяемых баз данных;
ü разработка языков описания онтологии;
ü создание методов слияния онтологии и др.
Технологии интеграции неоднородных информационных ресурсов уже находят практическое применение. Некоторые относительно простые возможности интеграции обеспечиваются программными продуктами. Более сложные проблемы семантической интеграции пока еще являются предметом изучения многих исследовательских проектов.
Распределенные информационные системы стали в настоящее время обыденной реальностью. В многочисленных корпоративных информационных системах используются распределенные базы данных. Отработаны методы распределения данных и управления распределенными данными, архитектурные подходы, обеспечивающие масштабируемость систем, реализующие принципы многозвенной архитектуры «клиент-сервер», а также архитектуры промежуточного слоя.
Начинают применяться на практике мобильные архитектуры. Это относится как к системам баз данных, так и к приложениям Web.
Возрождается подход к построению распределенных систем, основанный на одноранговой архитектуре (Peer-to-Peer), при котором, в отличие от доминирующей сегодня в распределенных системах архитектуры «клиент-сервер», роли взаимодействующих сторон в сети не фиксируются. Они назначаются в зависимости от ситуации в сети, от загруженности ее узлов.
В связи с интенсивным развитием коммуникационных технологий активно развиваются мобильные информационные системы. Разработаны технические средства и программное обеспечение для их создания. Благодаря этому стали развиваться мобильные системы баз данных. Многие научные коллективы проводят исследования специфических особенностей таких систем, создают разнообразные их прототипы. Важным инструментом для разработки мобильного программного обеспечения стали технологии Java. Создан стандарт протокола беспроводного доступа приложений в Web (Wireless Application Protocol, WAP), который уже поддерживается некоторыми моделями сотовых телефонов. На основе WAP и языка XML консорциум W3C разработал язык разметки для беспроводных коммуникаций WML (Wireless Markup Language).
Автоматизированная разработка информационных систем
Крупное достижение технологий современных информационных систем состоит в создании методов их анализа и проектирования, которые в течение двух-трех десятилетий прошли испытания на практике. На их основе разработаны инструментальные средства CASE, которые поставляются многими компаниями — разработчиками программного обеспечения. Такие технологии широко применяются прежде всего для создания систем баз данных. Важное место в этой области принадлежит методам объектного анализа и проектирования. Консорциумом OMG создан стандарт унифицированного визуального языка моделирования UML, основанного на таких методах. Язык UML поддерживают в настоящее время многие программные продукты.
Разработчики Web-сайтов также располагают развитым инструментальным оснащением, которое существенно облегчает создание страниц Web со сложным дизайном, позволяет динамически генерировать страницы Web на основе содержимого баз данных по запросам пользователей, разрабатывать и отлаживать встраиваемые в страницы Web Java-скрипты и т.д.
Создатели систем текстового поиска имеют в своем распоряжении вспомогательные средства для автоматизированной разработки тезаурусов, словарей и т.д., для сканирования и ввода документов, автоматического их индексирования.
Важная тенденция в области информационных систем состоит в том, что повышается удельный вес систем, которые создаются с использованием тех или иных средств автоматизированной разработки.
Повышается культура проектирования и реализации крупных информационных систем, основанных на технологиях баз данных. Все большее признание специалистов получают стандарты системного проектирования, обеспечивающие эффективное управление жизненным циклом создаваемой системы, отсутствие упущений в процессе разработки, высокое ее качество.
В условиях рыночной экономики уделяется серьезное внимание управлению проектами систем, не только технологическим, но и экономическим их аспектам. Для этого развиваются необходимые методы и создаются инструментальные средства.