Обоснование проектных решений по программному обеспечению комплекса задач

Подсистема «Программное обеспечение» (ПО) включает совокупность компьютерных программ, описаний и инструкций по их применению на ЭВМ. ПО делится на два комплекса: общее (операционные системы, операционные оболочки, компиляторы, интерпретаторы, программные среды для разработки прикладных программ, СУБД, сетевые программы и т. д.) и специальное (совокупность прикладных программ, разработанных для конкретных задач в рамках функциональных подсистем, и контрольные примеры).

К общесистемному программному обеспечению относятся программы, рассчитанные на широкий круг пользователей и предназначенные для организации вычислительного процесса и решений часто встречающихся задач обработки информации. Они позволяют расширить функциональные возможности ЭВМ, автоматизировать планирование очередности вычислительных работ, осуществлять контроль и управление процессом обработки данных, а также автоматизировать работу программистов. К данному классу ПО можно отнести операционные системы, интегрированные средства управления задачами. В рамках создания данной АИС планируется использование операционной системы Windows 2000.

Окна 2000 родились на свет от своего предшественника NT 4.0. По громким заявлениям Microsoft, Windows 2000 — это самое важное воплощение в жизнь чего-либо со дня его (Microsoft) создания. То есть, все чем они занимались до этого времени — ерунда. NT 4.0 была выпущена в свет в 1996 году. За это время (три года) они там все проанализировали, учли пожелания (негодования) пользователей и свой собственный опыт, полученный в результате борьбы с этой системой. И вот теперь, все будет OK. Как бы не так! На самом же деле, «велосипед» так и не был изобретен. Всего на всего, ядро от NT 4.0 было лишь немного переделано и усовершенствовано. В результате этих потуг система должна теперь стать еще более совершенной, надежной и защищенной по сравнению с NT 4.0. В отличие от своего предшественника, теперь Окна 2000 обладают такими примочками как Plug and Play (PnP) и управлением питания, что не так плохо, когда работает.

Ядро Совершенство операционной системы зависит от многих факторов. К примеру, система должна не только хорошо загружаться, но и без сучка и задоринки загружать различные приложения и корректно со всеми ними работать. OS может быть очень надежной, не зависать и восстанавливаться после ЧП, но не эффективно использовать приложения и, тогда, последние становятся обузой для нее самой. (чего тогда с ними работать, если они плохо работают). Другая задача, которая стояла перед Microsoft — это эффективная работа с базами данных, так как эта область, в последнее время, все больше и больше входит в нашу жизнь. Теперь, в отличие от NT 4.0, Windows 2000 совсем другая.

Во-первых, она выделяет приложениям особо жадным до памяти доселе невиданные объемы памяти, по сравнению с NT 4.0. Но как большой объем памяти может повлиять на эффективность работы приложений? Большинство приложений должны быстро обрабатывать данные, содержащие большие объемы информации (базы данных сервантов) для того, чтобы хорошо работать. Так как жесткие диски считаются относительно медленными устройствами по сравнению с памятью, то куда лучше хранить те же базы данных в памяти и оттуда их считывать. Усовершенствование Windows 2000 заключается в существенно лучшем управлении очень большими объемами данных. Речь идет об AWE (Adress Windowing Extensions). AWE состоит из четырех API, которые, в свою очередь, используются Microsoft для выделения или очищения памяти, а также для перенаправления и окон.

Например, система с 4 Мб может очень хорошо оперировать программой с базами данных, выделяя большие объемы памяти под свой кэш. Она создает окна в кэше, к которым она обращается при обработке данных. По окончании своей работы, приложение закрывает все созданные окна.

По задумкам Microsoft, API AWE должны оснащаться все версии Windows 2000. Интел выпустил х386 процессоры и материнские карточки, поддерживающие PAE (Physical Memory Extensions), механизм, который позволит всем операционным системам и приложениям получать доступ к выше, чем 32 разрядной физической памяти (т.е. 4Гб), даже если процессоры продолжат использовать виртуальную адресацию в 32 бита. PAE выполняет адресацию в 36 бит для поддержки до 64 Гб памяти. Следовательно, Microsoft используя API AWE, может использовать базы данных, хранящихся в кэше, в 16 раз превышающие базы данных NT 4.0. Итак, API AWE должна присутствовать во ВСЕХ версиях Windows 2000 (т.е. Windows 2000 Professional, Server, Advanced Server и Datacenter). Во всяком случае, Windows2000 Pro и Windows 2000 Server имеют предел физической памяти в 4Гб. Windows 2000 AS 8Гб и Data Senter до 64 Гб.

Во-вторых, усовершенствования касаются мультипроцессорности. Новое ядро, окрещенное Job, может обрабатывать один или несколько процессов приложения или процессов указанных администратором. Речь идет о специальном движке, настройки которого могут изменяться своими API. Эти API позволяют работающей программе ограничить время CPU, отводящееся под Job до ее закрытия, перераспределить процессы Job между процессорами или контролировать приоритетность выполнения задач Job. Здесь мы можем видеть, что Job было усовершенствовано, с точки зрения последовательной обработки данных. При этом процессы могут занимать довольно-таки много времени на обработку. Ядро Windows 2000, собственно, не убыстряет расчеты, оно просто может увеличить пока не задействованные ресурсы системы.

В-третьих, усовершенствование Windows 2000 по сравнению с NT 4.0 коснулось длительности threads (нити) одного процессора, разрешенных операционной системой до перехода на другой (ие) процессоры. В Windows 2000 они короче, чем в NT 4.0, а чем они меньше, тем более экономится время. Все это, в конечном результате убыстряет работу администратора, который теперь сам может выделять те или иные ресурсы приложениям в каждой конкретной ситуации.

Microsoft также переработал ядро Windows 2000 с целью улучшения SMP. Операционные системы должны использовать spinlock’s (вращающийся замок) для того, чтобы единовременно только один процессор мог обратиться к данным. Например, Windows 2000 работает над базой данных таким образом, чтобы указать последовательность чтений разрешенных процессорам. Если два процессора одновременно начнут изменять базу данных, то это приведет к возможной фальсификации данных (краху системы). Ядро Windows 2000 использует в своей работе десяток замков, с целью защиты структуры баз данных. Здесь речь идет об усовершенствованных замках, так называемых «замках в очереди». Они представляют собой более совершенные «стандартные замки», использующиеся в NT 4.0. Особенно это эффективно работает в том случае, если в систему добавляется еще один процессор. И уж теперь никакой путаницы между процессорами, в отношении их очередности, не существует.

Усовершенствование безопасности.

Microsoft усовершенствовал систему безопасности! На самом деле все это только слова. За основу была взята система безопасности от NT 4.0, но с некоторыми добавлениями, которые упрощают управление безопасностью администратору и программистам.

Во-первых, это наследственная безопасность. В NT 4.0 любой объект, например файл, во время своего создания наследует все параметры безопасности например той директории, где он находится. Но при изменении каких-либо свойств директории, дочерний объект не наследует все признаки директории, что очень неудобно. Наследственная же безопасность позволяет указывать параметры наследственности. Итак, если мы изменяем параметры «родителя», то вместе с тем мы можем указать, что же должен наследовать его дочерний объект (должен ли он наследовать все признаки или не должен). И теперь при изменении свойств безопасности директории, файл тоже наследует все ее признаки, если вы того действительно желаете.

Еще одно улучшение подсистемы безопасности Windows 2000 — это добавление параметров безопасности в объекты AD, которое позволяет пользователю очень точно контролировать безопасность свойств, которые в свою очередь являются подобъектами объектов AD. GUID (Globaly Unique ID) идентифицируют подобъекты. И параметры безопасности, назначенные объектам, определяют GUID, определяя также и подобъекты.

Подсистемы безопасности NT 4.0 и Windows 2000 открывают доступ по паролю. В Job используется новый тип доступа — ограниченный доступ. Большинство задач, выполняемых Job не интерактивны. Именно поэтому куда лучше использовать Job в окружении ограниченного доступа. Другими словами, работающие приложения не имеют доступа к остальным ресурсам системы. Они продолжают работать, но не могут несанкционированно проникнуть в другие приложения, защищенные от проникновения. В этом случае Job, например, не может перезагрузить систему, если остальные приложения продолжают работать, не получает доступ к части файлов, которые защищены от несанкционированного доступа и не может внести изменения в часть Registre (изменения касающиеся работоспособности других программ).

Microsoft улучшил и взаимодействие Windows 2000 с другими операционными системами, в рамках все той же безопасности. С такими системами как UNIX и NetWare. В действительности, система безопасности Windows 2000 сильно отличается от других систем такого же рода, особенно по типам доступа к объектам. Например, Windows 2000 имеет одновременно два типа основного доступа к данным (Reading и Writing), и типами специального доступа (List Directory и Create Directory Entry). Так вот, все это очень сильно мешает Windows 2000 получать доступ к безопасности других типов данных, определенных другими операционными системами. Для решения этой проблемы Microsoft внедрил новое изобретение, которое позволяет Windows 2000 взаимодействовать с другими системами. Теперь, эта новая модель безопасности позволяет использовать это новшество в качестве переводчика и переводить права доступа с языка понятного только в Windows 2000 на язык понятный другим операционным системам. Приложения в Windows 2000, в свою очередь, могут теперь контролировать безопасность других объектов.

Для того чтобы работники блока «Выписка» эффективно работали с большим информационным потоком, база данных должна отвечать следующим требованиям:

• · хранение больших объёмов актуальной и достоверной информации;
• · простота обращений пользователей к БД;
• · возможность внесения, изменения, удаления, сортировки и других манипуляций с данными БД;
• · поиск информации по различным группам признаков;
• · возможность расширения и реорганизации данных в БД при изменениях предметной области.

MS Access в настоящее время является одной из самых популярных среди настольных программных систем управления базами данных. Среди причин такой популярности следует отметить:

• · высокую степень универсальности и продуманности интерфейса, который рассчитан на работу с пользователями самой различной квалификации. В частности, реализована система управления объектами базы данных, позволяющая гибко и оперативно переходить из режима конструирования в режим их непосредственной эксплуатации;
• · глубоко развитые возможности интеграции с другими программными продуктами, входящими в состав Microsoft Office, а также с любыми программными Продуктами, поддерживающими технологию OLE;
• · богатый набор визуальных средств разработки.

Нельзя не отметить, что, существенной причиной такого широкого распространенная MS Access является и мощная рекламная поддержка, осуществляемая фирмой Microsoft. В процессе разработки данного продукта на рынок представлялись его различные версии. Наиболее известными (в некотором смысле этапными) cтали Ассеss 2.0, Ассеss 7.6 (он впервые был включен в состав программного комплекта MS Office 95). Позже появились версии Ассеss 97 (в составе NS Office 97) и Ассеss 2000 (в составе МS Office 2000).

Важным средством, облегчающим работу с Ассеss для начинающих пользователей, являются мастера — специальные программные надстройки, предназначенные для создания объектов базы данных в режиме последовательного диалога. Для опытных и продвинутых пользователей существуют возможности более гибкого управления ресурсами и возможностями объектов СУБД в режиме конструктора.

Специфической особенностью СУБД Ассеss является то, что вся информация, относящаяся к одной базе данных, хранится в едином файле. Такой файл имеет расширение *.mdb. Данное решение, как правило, удобно для непрофессиональных пользователей, поскольку обеспечивает простоту при переносе данных с одного рабочего места на другое. Внутренняя организация данных в рамках mbd-формата менялась от версии к версии, но фирма Microsoft поддерживала их совместимость снизу вверх, то есть базы данных из файлов в формате ранних версий Access могут быть конвертированы в формат, используемый в версиях более поздних.

Средствами Access можно реализовать меню ориентированный интерфейс с элементами объектно-событийного управления, когда выполнение определенных функция связывается с определенными событиями (щелчок мыши, нажатие клавиши и т. п.).

Чтобы проектируемая АРМ была эффективной необходимо соблюдение следующих принципов создания системы:

• · Системность
• · Гибкость
• · Устойчивость
• · Эффективность

Согласно принципу системности, АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением.

Принцип гибкости означает приспособленность системы к возможным перестройкам, благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов.

Принцип устойчивости заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возмущающих факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устраняемы, а работоспособность системы быстро восстанавливаема.

Эффективность АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенного к затратам на создание и эксплуатацию системы.

Функционирование АРМ может дать желаемый эффект при условии правильного распределения функций и нагрузки между человеком и машинными средствами обработки информации, ядром которой является компьютер.