Ақпараттық жүйелердің клиент-серверлік архитектурасы

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ  МИНИСТРЛІГІ

М.Х.Дулати атындағы Тараз Мемлекеттік Университетінің  Көп салалы колледжі

 

 

 

СӨЖ

 

 

 

 

 

 

Тақырыбы: Ақпараттық жүйелердің клиент-серверлік архитектурасы

 

 

Тобы:2АЖ-11-1

Орындаған:Озатов Бекболат

Қабылдаған:

 

 

 

Тараз 2013

Ақпараттық жүйелердің клиент-серверлік архитектурасы

Тақырып сұрақтары:

1. КАЖ ұғымы;
2. КАЖ-дің сызбалары.

Корпоративті  ақпараттық жүйе (КАЖ) дегеніміз - компьютерлік желілердің көмегімен әртүрлі қызметтегі ішкі жүйелердің интеграциясының негізінде құрылған, аймақтық және жергілікті желілердің ресурстарын пайдаланатын жүйе.

КАЖ-ді пайдаланудың негізгі концепциясы: әртүрлі АЖ-нің  қызметі ретінде қарастырып, ақылдасып  қолдану нәтижесінде кәсіпорынның, фирманың шешімді қабылдау стратегиясына  тиімді әсер ету.

КАЖ-нің архитектурасы дегеніміз – оны құрайтын, негізгі қызмет атқаратын бөлшектерінің жиынтығымен қарым-қатынастарының сипаттамасы.

Клиент-серверлік  архитектура көпқолданушылық режимде  жұмыс жасайды және қашықтатылған  жүйлерге жатады. Қашықтатылған жүйелер дегеніміз – клиенттер мен серверлердің есептеуіш желінің әртүрлі тораптарында орналасқанын білдіреді. Сервер – клиенттің сұраныстарын қанағаттандыратын КАЖ-нің бөлшегі. Серверлердің келесі түрлері кездеседі:

1. Мәліметтер қорының сервері – мәліметтерді сақтауға, жаңартуға, ізденістерді ұйымдастыруға бағытталған сервер.
2. Қосымшалар, қолданбалар сервері – орталық мәліметтерді өңдеуді қамтамасыз ететін сервер. Бұл серверде қолданбалы программаларды жасауға арналған инструменталдық құралдар орналасуы мүмкін.

Клиент – КАЖ-нің серверіне сұраныс ұйымдастырып, мәліметтердің оперативтік өңделуін қамтамасыз ететін компонент. Клиент пен сервердің арасындағы байланысқа келсек, клиент-серверлік архитектураның 4 сызбасын қарастыруға болады:

1. Файл-сервер сызбасы
2. 2-деңгейлі
3. 3-деңгейлі
4. Көпдеңгейлі сызба

Файл-сервер сызбасының ерекшеліктері:

Қашықтатылған технологияның ең қарапайым жағдайы  болып табылады, бір сервер және бірнеше клиенттерден құралады.

1. Сервердегі мәлімттер қоры файл ретінде сақталған. Клиенттер мәліметтер қорына қол жеткізгісі келсе, олардың қол жеткізу құқықтары тексеріліп, рұқсат алған жағдайда желі бойынша мәліметтер қоры түгел файл түрінде жіберіледі.
2. Клиенттер отырған есептеуіш жүйелердің мінездемелері сервердің мүмкіншілігінен біршама аз бола алады.

2-деңгелі  сызбаның ерекшеліктері:

1. Мәліметтер қорының SQL сервері деп аталады. Ол дегеніміз сервердегі мәліметтердің таңдалуы және біріктірілуі SQL-технология негізінде жүзеге асырылады.
2. SQL серверден қолданбалы серверге тек қана пайдаланушылардың сұраныс жасаған мәліметтері жіберіледі.
3. Қолданбалы сервер мен SQL сервердің арасындағы қатынас ODBC драйвері арасында жүзеге асырылады. ODBC драйвері қолданбалы программаның мәліметтерінің форматын SQL сервердің мәліметтерінің форматына түрлендіреді және керісінше. Бұл мүмкіншілік қолданбалы программаларды түрлі МҚБЖ ортасында жасауға жағдай туғызады.

3-деңгейлі  сызбаның ерекшеліктері:

1. Қолданбалы серверлердің саны көбейді, олар біруақытта жұмыс істей алады: бір қолданбалы сервер жұмыстан шығып қалған жағдайда, басқалар оның жұмысын атқара алады.
2. Қолданбалар серверлері және SQL серверлер есептеуіш жүйенің әртүрлі түйіндерінде орналасады.
3. SQL серверлерінің жұмысы жеңілдейді, яғни клиенттердің мәліметтер қорына қол жеткізу құқықтарын тексеру функциясы SQL серверден алынып, қолданбалы серверлердің біреуіне міндеттеледі. Алдағы уақытта бір қолданбалы сервер авторизация немесе өкілеттік сервер деп аталады.
4. Клиенттер мен қолданбалы программалар арасындағы байланыс API технология негізінде жүзеге асырыла бастады.
5. Бұл технологияның құралдары қолданбалы программаның интерфейсін (немесе қарым-қатынас терезелері) жылдам  және жеңіл жолмен жасауға мүмкіндік береді. Практикада бұл құралдар CASE-құралдар деп аталады.

Көпдеңгейлі сызба ерекшеліктері:

1. Мәліметтер қорын сақтауға бірнеше SQL серверлердің бөлінуі SQL серверлерінің санының көбеюі оларда көп көлемді мәліметтерді сақтауға мүмкіндік береді.
2. Клиенттер, қолданбалы серверлер және SQL серверлердің арасында «көптен-көпке» байланысы ұйымдастырылады. Осы байланыстар арқасында олардың арасында тиімді және жылдам қарым-қатынас қамтамасыз етіледі.

КАЖ-ні жобалау  кезеңдері:

1. КАЖ-нің құрылымын жасау;
2. КАЖ-ге есептеуіш желіні орналастыру;
3. мәліметер қорының сызбасын жасау;
4. КАЖ-нің мәліметтер қорының серверін жасау;
5. қолданбалы серверлерді жасау;
6. клиенттік қолданбалы программаларды жасау.

Қазіргі кезде КАЖ-ді жобалау үрдісі мекемелерде  жүріп жатыр. Олар пайдаланатын клиент-серверлік  архитектураларының сызбалары туралы келесі тұжырымдама жасауға болады: ААЖ-сі бар мекемелерде көбінесі файл-серверлік пен 2-деңгейлі сызба қолданылады. Жақын арада 3-деңгейлі (клиенттер саны 20-30) сызбаны жобалау мәселелері өзекті мәселелердің бірі болып табылады. Бұл сызбадан басқа күрделі құрылымымен және көп филиалдары бар жүйелерге бейімделген көпдеңгейлі сызба да қолданылады. Бұл сызба бойынша жобаланатын КАЖ-нің саны 5%-дан аспайды.

Қазіргі кездегі  КАЖ-ға келесі талаптар қойылады:

• Іскерлік процесстің барлық операцияларында клиенттердің тапсырыстарының орындалуының толық цикілін басқару, бұған қоса материалдық ресурстармен қамтамассыздандырылуын бақылау.
• Қабылданатын басқарушылық шешімдердің сапасын жоғарлату үшін қажетті аналитикалық ақпараттың жедел алынуы.
• Қазіргі кездегі бюджет жасау технологияларын іске асыру және қажетті ресурстардың бекітілген жобалар мен қызмет бағыттарымен динамикалық байланысын қамтамассыз етуі тиіс.
• Қатерлерді ескере отырып бизнес-жоспарлау және басқару жүйелерін жасау.
• Электрондық құжат алмасу және жұмыс ағындарын басқару жүйелерін жасау. 

КАЖ келесі негізгі қасиеттерге ие:

• Модульдік, яғни, мекеменің белгілі бір қызмет түрін автоматтандыратын және өзара комплекстелетін ақпараттық жүйені жасап, жекеленген программалық комплекстер бойынша ендіру.
• Интегрирленуі, мәліметтер және интерфейстер форматтарын ұсыну стандарттары негізінде жалпы мәліметтер базалары арқылы программалық комплекстер арасында ақпараттық алмасуды мүмкін етеді.     
• Бейімделгіштігі, программалық комплекстердің бизнес-процесстерді ұйымдастырудың әртүрлі схемаларына сай келуі.
• Масштабталуы, автоматтандырылған жұмыс орындарының санының ендірілетін программалық комплекстерге сай өсуі және ақпараттық жүйені қолдану тиімділігін жоғалтпай мекемені мекеменің кеңейтуге мүмкіндік береді.
• Құпиялығы, қолданушылардың құзырлық деңгейіне сай ақпараттық жүйеге енуді қамтамассыз ету.             

Жоғарыда  қарастырылған талаптарды іске асыру  үшін басқарушылық процесстерді локальді автоматтандыру үшін қажетті ақпараттық жүйені каноникалық жобалаудың көптеген әдіс, тәсілдері жарамсыз болып қалуда, тек қана CASE, RAD және компоненттік технолгияларды қолдану негізіндегі ақпараттық жүйені индустриалды жобалаудың әдіс, тәсілдері жобалық шешімдерді тез  жасап және динамикалық өзгеруші қажеттіліктерге сай бейімделуін  іске асыруға мүмкіндік береді. 

Қазіргі күнгі КАЖ архитектурасы іскерлік процесстің күрделі операцияларын  бір бүтін ретінде бақаруға мүмкіндік  беретін ақпараттық жүйенің программалық компоненттерінің клиент-серверлік  әрекеттесу принциптеріне немесе транзакцияның  орындалуына негізделеді. Сондықтан  мұндай ақпараттық жүйелер транзакцияны жедел өңдейтін жүйелер (OLTP- OnLine Transaction Processing) деп аталады.

КАЖ-ң  клиент-серверлік архитектурасы  қолданушылардың ақпараттық жүйемен  және іскерлік процесстер немесе ұзақ транзакцияларды орындау процессінде  өзара әрекеттесуін қарапайымдандырады. Ұзақ транзакцияны КАЖ-ға жүгінуді талап  ететін, әр қайсысы бүкіл жиынтық  орындалмай еш бағалыққа ие болмайтын  іскерлік процесстің операциялар жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Қысқа  транзакцияны немесе жәй транзакцияны КАЖ компонентінің біреуіне жүгіну немесе клиенттің серверге жүгінуі  ретінде қарастыруға болады.

Сервер  ретінде клиенттің ақпараттық қажеттілігіне  қызмет көрсететін процессті түсінуге болады. Әртүрлі архитектураларда процесс  ретінде мәліметтер базаларын іздеу  немесе жаңарту болуы мүмкін, сонда  сервер мәліметтер база сервері деп  аталады немесе процессті мәліметтерді өңдейтін процедура орындауы мүмкін, мұндай жағдайда сервер қосымша сервер деп аталады.

   Сервермен байланысты анықтау, қызмет көрсетуге сұрау түрін анықтау, серверден қызмет көрсету нәтижесін алу, қызмет көрсетудің аяқталуын растау клиенттің міндеттері болып табылады. Қызмет көрсетуге сұрау жіберетін соңғы қолданушы, сондай-ақ соңғы қолданушымен шақырылған қосымша да клиент болуы мүмкін.

Жалпы жағдайда клиент-серверлік архитектура өзіне  ұсынудың үш деңгейін қосады:

• Мәліметтерді қолданушымен ұсыну деңгейі;
• Мәліметтерді қосымшамен өңдеу деңгейі;
• Мәліметтер базасымен өзара әрекет ету деңгейі;

  Бұл схема бойынша бір жағдайда қолданушы қосымшаның бақылауы мен қайта құруынан кейін мәлімметтер базасына түсетін мәліметтерді енгізеді, басқа жағдайда қажетті мәліметтер үшін мәліметтер базаларына жүгінетін қосымшамен мәліметтерді өңдеуге сұраныс жібереді. Қажетті мәліметтерді алып, қосымша оларды өңдейді, ал нәтижелерін мәліметтер базасына немесе қолданушыға ыңғайлы түрінде береді, мысалы, мәтіндік құжат, электрондық кесте, график түрінде береді.

Клиенттер және серверлер локальдік немесе глобальдық есептеуіш желінің әртүрлі  түйіндерінде орналасқан кезде клиент-серверлік  архитектура көп қолданушылық жұмыс  режимін іске асырады және бөлінгіш болып табылады. Локальді желінің  орталықтандырылған есептеуіш жүйеден  артықшылығы  бұрын орнатылған есептеуіш  құрылғылар арасындағы өзара қәрекет  принциптерін қайта қарастырусыз біртұтас өткізу ортасы көмегімен есептеуіш  ресурстарға ашық қосылу және қолдануында.

Есептеуіш желіде клиент-серверлік архитектура  түрліше іске асуы мүмкін. Нақты  сұлбаны таңдау түрлі нұсқалар мекеменің  алыстатылған бөлімшелерінің территориялық  бөлінуімен, эксплуатациялық беріктік талаптарымен, тез әрекет етуімен, қызмет көрсету қарапайымдылығымен анықталады. Клиент-серверлік архитектураның әртүрлі сұлбаларын қарастырайық (сур.1).          

 

 

 

 

   “Клиент сервер” архитектурасы

 

                                     Қолданушының                   Қосымша                  Мәліметтер

                                         мәліметтерін ұсыну                                                      базасы               

 

Орталықтандырылған

             жүйе

 

 

  “Файл-сервер”

  архитектурасы

 

 

 

 

   Екі деңгейлі

“Клиент-сервер”

 архитектурасы 

 

   Үш деңгейлі

 “Клиент-сервер”

  архитектурасы

  

 

 

  

   Көп деңгейлі

“Клиент-сервер”

 архитектурасы

 

    

 

 

 

 

Сур. 1. КАЖ-ң клиент-серверлік архитектурасының нұсқалары

 

 

Файл-серверлік  архитектурасы мәліметтерді өңдеудің ең қарапайымы болып келеді, осыған орай серверде тек қана мәліметтер файлдары орналасқан, ал клиенттік бөлігінде қолданушылар қосымшаларымен бірге МББЖ орналасқан. Файл-сервер өнімділігі жағынан және ДЭЕМ жедел жадысы жағынан айтарлықтай құатты болып, локальдік желінің орталық түйіні болып табылады. Файл-сервер желілік операциондық жүйе ортасында операциондық жүйе файлдарының  толығымен баламасы болатын және файл-сервердің сыртқы жадысында орналасқан файлдарға енуді ұйымдастырады.

Берілген  жағдайда МББЖ программалары локальдік  желінің жұмысшы станцияларының жедел жадысында, ал мәліметтер базасының  файлдары файл-сервердің магниттік  дисктерінде орналасады. Арнайы интерфейстік модуль сұрау жасалған файлдардың қай  жерде орналасқанын анықтайды. Осыған байланысты берілген МББЖ локальдік  мәліметтер базасымен де, орталық  мәліметтер базасымен де жұмыс істей  алады. Файл-сервер мәліметтер базасын  бірлесе қолдануды синхронизациялау жазуларды басқа жұмыс станцияларынан қол жетпейтіндей ету үшін, оларды түзету уақытына блоктайтын мәліметтер базаларын басқару жүйесіне жүктеледі.

Файл-серверлерді  қолдану - мәліметтерді өңдеудің барлығы  жұмыс станциясында орындалады, ал файл-сервер тек мәліметтерді жинақтаушы және ену құралының функциясын атқарады дегенді білдіреді.

Екі деңгейлі клиент-серверлік архитектурасы тек қана мәліметтер базасының серверін (DB-сервер) қолдану негізінде құрылған. Клиент бөлігі мәліметтерді ұсыну деңгейі болып табылады, ал серверде мәліметтер базасымен бірге МББЖ және қолданбалы қосымшалар орналасқан.   

DB-сервердің  файл-серверден айырмашылығы - оның  жедел жадысында желілік операциялық  жүйеден басқа жұмыс станцияларымен DB-сервердің сыртқы жадысында  орналасқан мәліметтер базасын  бірлесе қолдануын қамтаммассыз  ететін орталықтандырылған МББЖ  жұмыс істейді. 

DB-сервері  мәліметтер файлдарын тұтастай  желімен жіберуден бас тартуға  мүмкіндік береді, оның орнына  қолданушының сұрауын қанағаттандыратын  мәліметтер базасынан алынған  іріктемені ғана жіберу мүмкіндігі  бар. Осымен қатар қолданушы  қосымшасын екі бөлікке бөлу  мүмкіндігі бар: бір бөлігі  серверде орындалады және мәліметтер  базасынан алынған мәліметтерді  іріктеумен және агрегациялаумен  байланысты, талдау және шешім  қабылдауға қажетті мәліметтерді  ұсынатын екінші бөлігі клиент  машинасында жүзеге асырылады.  Осы арқылы, сервер және клиенттік  жұмыс станцияларының есептеуіш  ресурстарын қосу нәтижесінде  ақпараттық жүйенің жалпы өнімділігі  артады.

Мәліметтер  базасына сұрау реляциялық мәліметтер базалары үшін стандартқа айналған SQL тілінде жүзеге асырылады. Осыдан мәліметтер базасы сервері барлық реляциялық МББЖ-мен: Oracle, Informix, MS SQL Server, ADABAS D, InterBase, SyBase және т.б. сүйемелденетін  SQL сервері деп жиі аталуда. Клиенттік қосымшалар столдық МББЖ (MS Access, FoxPro, Paradox, Clipper және т.б.) тілі арқылы жүзеге асуы мүмкін. Осыдан клиенттік қосымшаның  SQL сервермен өзара әрекеті глобальдік мәліметтер базасынан мәліметтерді жіберу және оларды клиенттік қосымшалардың мәліметтер базалары құрылымына қайта құру мүмкіндігін қамтаммассыз ететін ODBC (Open Data Base Connectivity) драйвері арқылы жүзеге асырылады.

Үш деңгейлі клиент-серверлік архитектурасы API интерфейсі (Application Program Interface) арқылы клиенттік жұмыс станцияларының байланысы орнатылатын жеке сервер қосымшаларына қолданбалы программаларды орналастыруға мүмкіндік береді. Қосымшаның клиенттік бөлігінің жұмысы “сервистер” деп аталатын қосымшаның серверінің қажетті функцияларын шақыруға бағытталған. Өз ретінде қолданбалы программалар мәліметтер базасының серверіне SQL сұраулар көмегі арқылы қатынасады. Мұндай ұйымдастыру КАЖ-ң өнімділігі мен тиімділігін мыналардың есебінен едәуір жоғарлатуға мүмкіндік береді:

• жүйелік ресурстарды елеулі үнемдеу кезінде көптеген клиенттік қосымшаларда мәліметтерді өңдеудің жалпы функцияларын көп рет қайталап қолдану;
• қосымшалар сервері мен мәліметтер базасының серверінің жұмыстарының параллельдігі, осымен қатар қосымшалар сервері мәліметтер базасының серверімен салыстырғанда құатсыздау болуы мүмкін;
• клиенттік орындардан қосымшалар сервері арқылы мәліметтер базасына енуді есептеуіш желіде сұраулардың орындалуын диспетчерлеу жолымен оптимизациялау.
• біреуінің жұмыс бабынан шыққан жағдайда желіде бірін-бірі ауыстыра алатын бірнеше қосымшалар северінде программалық қамтамассыздандыруды дубльдеу нәтижесінде мәліметтерді өңдеудің жылдамдығы мен сенімділігін арттыру;
• қолданушылардың ену өкілеттіліктерін тексеру жүйесін басқару функцияларын мәліметтер базасы серверінен қосымшалар серверіне ауыстыру;

үш деңгейлі клиент-серверлі КАЖ-і техно-жұмыстық жобалауының технологиялық желісін  қарастырайық (сур. 2.-3.).