Интеграция средств визуализации и баз данных для системного представления объектов управления

Современный информационный менеджмент в составе МИС использует мощные средства визуального отображения объектов в процессах управления в сочетании с цифровыми и текстовыми данными.

Проблема интеграции средств визуализации с общей информационной базой МИС и базами данных предметных областей является ключевой для информационного менеджмента.

Для решения таких задач системный менеджер должен быть знаком с возможностями современных систем визуализации баз данных, на примере совместного использования традиционных инструментальных средств геоинформационных систем (ГИС) и баз данных типа Оракл или Информикс. В системном менеджменте зачастую складываются распределенные структуры управления, действуют субъективные факторы в выборе информации для руководства, по-разному оцениваются приоритеты в информировании служб менеджера. Поэтому, прежде чем приступать к внедрению программ визуализации на каком-либо объекте, необходимо разработать концепцию построения и развития визуальной информационной системы в службах информационного менеджмента в масштабе предприятия. Только после этого можно решать, какие согласованные функции отображения объектов целесообразно автоматизировать, какие программы покупать или разрабатывать, какие требования предъявлять к визуальным информационным системам (ВИС), как синхронизировать потоки визуальных образов.

Сегодня рынок ВИС представляет средства визуализации, которые обеспечиваю!' возможность интеграции с приложениями самых разных уровней — от поддержки стандартных форматов данных до использования протоколов обмена на уровне операционных систем (например, таких, как OLE, DDE, DLL, VEX и др.). Применение универсальной ВИС или специализированной прикладной программы визуализации должно обеспечить эффективную совместную работу ВИС с другими прикладными программами и сделать систему визуализации максимально открытой для расширения и развития, что обеспечит технологическую независимость пользователей от систем визуализации объектов управления.

С появлением нового поколения вычислительных систем, основанных на сетевых технологиях и 64-разрядных процессорах, количество и сложность отображаемых объектов управления в составе МИС растет. Соответственно растет и сложность проблемы их интеграции и эффективного использования ВИС. Вместе с тем появляется возможность перехода от автоматизации отображения процессов решения отдельных задач менеджмента или групп задач к построению ВИС, ориентированных на повышение эффективности информационных обменов и системное управление в целом. Основой таких систем является единая база данных, которая обеспечивает оперативный доступ средств визуализации ко всей информации в режиме клиент-сервер. Визуализация объектов и процессов управления сопровождается текстами и данными.

При построении информационной системы по технологии клиент-сервер функции работы с образами управляемых объектов на программном уровне могут быть отделены от других задач управления. Программные средства решения задач организуется и виде клиентских приложений, которые устанавливаются на рабочих станциях. На каждой рабочей станции можно устанавливать несколько клиентских приложений для решения различных задач визуализации. Обмен информацией между ними осуществляется через сервер. Это позволяет нужным образом конфигурировать программы визуализации объектов управления для пользователей и делает систему открытой для расширения и изменений.

Для взаимодействия программ визуализации к программному обеспечению ВИС предъявляется требование хранения всех атрибутивных данных образов во внешней базе данных и работа с ними на языке запросов SQL. Ориентированный граф иерархической взаимосвязи образов управляемых объектов может создаваться средствами ВИС и передаваться в виде таблиц через ту же базу данных в другие приложения. Результаты запросов также предоставляются в виде образов объекта управления и могуч быть помещены в таблицы баз данных и воспроизводиться средствами ВИСприложений.

Примером могут служить ВИС, используемые системными менеджерами инженерных сетей, где средствами инструментальной ВИС WinPlan создают ВИС-приложения, образы, клиенты рабочих станций менеджеров. При этом системный менеджер действует в информационных технологиях клиент-сервер, карты и схемы образов управляемых объектов могут храниться в виде листов разных размеров и масштабов на сервере или в любых других доступных узлах компьютерной сети. Вся атрибутивная информация визуального образа хранится во внешней базе данных на SQL-сервере, на который могут быть загружены и базы данных (Oracle, Informix).

Системный менеджер предприятий городских инженерных коммуникаций, способный работать в технологии клиент-сервер, используя мнемосхемы и диалоговые окна баз данных, может осуществлять на фоне визуализации объектов управления гидравлический и тепловой расчет сетей, ведение паспортов оборудования, учет потоков в сетях.

ВИС-технологии широко используются системными менеджерами и для разработки прикладных программ управления теплоснабжением и электроснабжением, тепло-гидравлических расчетов систем теплоснабжения и решения таких задач в пакетном режиме. Топология тепловых сетей создавала целый ряд неудобств, связанных с поиском ошибок и со сложностью оценки результатов расчета из-за отсутствия наглядного представления инженерных сетей на карте объекта района или города. В связи с этим возникла необходимость визуализации расчетных схем тепловых и других коммуникационных сетей, а для исключения ошибок, связанных с заданием топологии сетей, разработаны алгоритмы анализа потоков через связанные узлы сети. В то же время системный менеджер видит сети привязанными к местности, плану квартала, города в виде растровой и векторной подложки («карты») с возможностью ее графического редактирования.

Используются ВИС-комплексы, позволяющие описать любую маркетинговую, производственную техническую систему со сложной топологической и иерархической структурой, подключить математические модели расчета разных типов сетей и визуализировать результаты расчетов в виде графиков и текстов. За счет визуализации процесс системного управления процессами жизнеобеспечения существенно улучшается. С помощью ВИС' решаются следующие задачи системного менеджера:

теплоснабжения (наладка тепловой сети, проверочный расчет тепловой сети, расчет температурного графика, построение пьезометрического графика, конструкторский гидравлический расчет тепловой сети, расчет теплообменных аппаратов, расчет и подбор элеваторов, расчет и подбор шайб, определение объема воды при заполнении и опорожнении тепловой сети);

водоснабжения (поверочный расчет водопроводной сети, построение пьезометрического графика);

электроснабжения (коммутация оборудования, расчет токов короткого замыкания, определение потерь энергии в электрических сетях);

— газоснабжения (конструкторский расчет газопроводов низкого, среднего и высокого давления, поверочный расчет газопроводов низкого, среднего и высокого давления от одного и нескольких источников, построение пьезометрического графика, продольного профиля газопроводов, графика замера потенциала «земля-труба»).

При решении такой задачи системного менеджера как «расчет с потребителями тепловой энергии» ВИС отображает непосредственную связь с задачами, решаемыми в других отделах теплоснабжающего предприятия: диспетчерском, режимно-технологическом, плановом и других, работающих в единой среде и на единых базах данных.

При внедрении системы визуализации необходимо согласовывать характеристики электронных карт и образов управляемых объектов, используемых разными менеджерами. Это особенно важно из-за больших объемов данных. Пользователи-менеджеры, не имеющие опыта работы с ВИС-приложениями, пытаются создать план-карты образов в малом масштабе. В то же время для решения задач информационного менеджмента, например, наладки тепловой сети, и для визуализации других управляемых сетей необходимо для исключения систематической ошибки иметь образы большого масштаба.

В развитии новых прикладных задач визуализации объектов управления для информационного менеджмента взаимодействие различных программных систем на основе ВИС-приложений — образов объектов управления должно быть стандартизировано.

Положительный опыт внедрения подобного рода систем известен в мировой практике информационного менеджмента. При этом важней шее условие успеха интеграция ВИС с системой отображения предмет ной области с помощью мощных баз данных.

Принципы визуализации объектов и процессов управления в теории управления связываются с фундаментальным понятием, наблюдаемом ныне, такие возможности доступны для системного менеджера. Уровень развития компьютерной технологии позволяет успешно решить подобные задачи на даже сравнительно небольших объектах управления. Руководители предприятий и системные менеджеры должны быть технологически готовы подходить к проблемам информатизации используя технологии визуализации объектов управления и их интеграцию с базами данных.

Интеграция ВИС и баз данных — путь к информационным технологиям системной наблюдаемости объектов управления в целом, что является решающим условием улучшения управляемости сложных объектов. Это, в свою очередь, ставит проблему улучшения предоставления предметной области.

Полное отображение данных предметной области для визуализации задач информационного менеджмента, объектов и процессов управления часто требует интеграции различных ВИС с помощью мощной системы управления базой данных (СУБД). Формируемые при этом банки данных предметных областей должны обеспечивать внутреннее корпоративное взаимодействие через сети типа Интранет и внешние взаимодействия через Интернет. Примером могут служить решения Oracle для Интернет/Интранет, которые позволяют работать с жизненно важными данными предметных областей независимо от местонахождения пользователя и расположения источника данных в сети, от вида или объема данных. Открытые интерфейсы для Интернет/Интранет дают возможность удобно обращаться как к корпоративным данным на основе Интранет, так и к множеству данных разных предметных областей, накопленных в Интернет, пользуясь решениями мощных СУЬД (Oracle) на основе универсальных структур сервера (Oracle Universal Server) и сервера для бизнес-приложений (Oracle Webserver).

Это достигается благодаря объединению высокопроизводительной, многопоточной архитектуры и защиты, обработки банков данных предметных областей основы для приложений Интранет/Интернет следующего поколения.

Серверы бизнес-приложений — задач информационного менеджмента, могут быть полностью интегрированы с базой данных (Oracle) путем передачи динамических страниц на языке гипертекста (HTM L). При этом разработчики могут не писать специальные программы и сценарии взаимодействия баз данных предметных областей.

Благодаря трансляции и диспетчеризации запросов пользователя прямо на сервер с помощью языка запросов SQL. Приложения в такой технологии работают с базами данных предметных областей менеджера много быстрее, чем с другими Web-серверами.

Пользователь получает полный доступ ко всем поддерживаемым текстовым, реляционным и пространственным типам банков данных предметных областей и может передавать мультимедиа-приложения по Интернет. При этом визуализация данных обеспечена полностью, в соответствии со стандартами интегрированных решений для новых и существующих корпоративных приложений Интранет и Интернет.

Для системной работы менеджера важнейшую роль могут сыграть технологии коллективной работы на основе современных технологий Интернет/Интранет (например, с помощью комплекса типа Oracle Interoffice). Эффективная организация базы данных предметной области объекта управления осуществляется па основе архитектуры клиент-сервер, объединяя разные операционные системы, аппаратные платформы и разнотипные сети. Такие системные информационные технологии обеспечивают менеджеру передачу сообщений; организацию службы каталогов; планирование календаря; выбор участников, времени и места проведения совещаний; автоматическое назначение латы и времени совещаний на основе анализа свободного времени участников; поиск интегралов свободного времени участников совещания. Управление документами системною менеджера (храпение документов в библиотеках, поиск, но полному тексту, по атрибутам, выборка данных) и организация документооборота основаны на масштабируемой, надежной информационной технологии реляционных баз данных, которая позволяет разделять данные по предметным областям и обмениваться сообщениями, используя различные типы средств передачи сообщений, в том числе осуществляет отправку и прием электронной почты с мультимедиа-приложениями, сохранение полученных сообщений на локальном диске, сортировку сообщений по разным атрибутам и их размещение по иерархическим ранкам.

Различные почтовые системы предполагают менеджеру шлюзы, объединяющие различные источники данных, что позволяет управлять документами, публикуемыми на Word Wide Web, и одновременно осуществлять поиск и просмотр различных Web-узлов сети Интернет.

Таким образом, современные возможности менеджерских информационных систем обеспечивают удовлетворение требований самых передовых технологий управления. Серверы баз данных предметных областей предоставляют менеджеру технологию, обеспечивающую надежность, функциональность, защищенность и производительность, согласованность потоков информации.

Системная работа менеджера обеспечивается контролем обработки трансакций в масштабе управляемого объекта в многопользовательских конфигурациях сетей ЭВМ. Это достигается за счет интеллектуального оптимизатора запросов, использования параллельных архитектур, взаимодействия систем защиты данных.

Современные системы управления базами данных (СУБД) реализуют полномасштабную поддержку повышенной готовности информационных сетей — кластерные структуры; поддерживают также базы данных горячего резерва, позволяющие с минимальными потерями времени продолжать работу после выхода из строя основного сервера.

Системный менеджмент, используя распределенные базы данных предметных областей при формировании и модификации системы, может не делать никаких модификаций в приложениях. Если объект управления распределен на большой территории, а линии связи не всегда доступны или не очень надежны — системы управления базами данных решают эту проблему с помощью тиражирования данных предметных областей или любого их подмножества. При этом автоматически решается задача синхронизации тиражированных данных, осуществляется разрешение возможных конфликтов между разными серверами.

Управление в распределенной менеджерской информационной системе, когда базы данных предметных областей на разных серверах имеют своего администратора, должно строиться на основе технологии защиты данных. Решить такие проблемы можно, например, с помощью систем типа Oracle Enterprise Manager. Пользуясь удобным графическим визуальным интерфейсом, администраторы баз данных со своей рабочей станции могут оперативно управлять любым сервером в сети, задавать расписания выполнения отдаленных заданий, получать извещения о событиях, происходящих на удаленных серверах, и оперативно реагировать на них.

Вес это позволяет системному менеджеру выполнить сколь угодно сложный (но при этом наглядный с помощью средств визуализации) мониторинг управляемого объекта, при необходимости осуществить его автоматическую настройку любого сервера с помощью экспертной системы.

Помимо традиционных реляционных типов данных, базы данных менеджерских информационных систем поддерживают пространственные данные, неструктурированные тексты, видеофрагменты, видеоклипы, многомерные структуры данных, удобные для проведения оперативного анализа и принятия решений на любом уровне управления.

Важную функцию системного менеджера — координацию действий других менеджеров — поддерживают специальные средства, такие, например, как ORACLE WORKGROUP SERVER — мощная СУБД для рабочих групп менеджеров, которая может работать в основных операционных системах для персональных компьютеров.

Этим обеспечивается максимальная гибкость приложений для решения задач менеджмента, возможность их разработки и эксплуатации в оптимальной по производительности информационной среде клиент-сервер с использованием симметричной многопроцессорной обработки (SMP), многопотоковых данных.

У системного менеджера появляется возможность управлять работой мощных баз данных предметных областей вереде клиент-сервер, не обладая специальными знаниями, используя графический инструментарий визуализации системы. Управление базой данных, ее резервное копирование, восстановление, тиражирование данных и другие сложные задачи решаются менеджерами по информации или администраторами баз данных по поручению системного менеджера.

Системный менеджер может готовить приложения-задания па родном языке. Встроенная поддержка национальных языков и программы-переводчики гарантируют, что отображение, преобразование и сортировка данных и их интерпретация выполняются согласованно. Рассмотренные возможности использования информационных технологий системным менеджером существенно улучшают наблюдаемость и управляемость объектов в сложных системах управления.