Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблем функционирования экономических информационных систем 14
1.1. Анализ процессов эксплуатации и сопровождения экономических информационных систем 14
1.2. Анализ факторов, влияющих на стоимость эксплуатации информационных систем 20
1.3. Показатели качества эксплуатации и сопровождения информационных систем 24
1.4. Анализ инструментальных средств мониторинга и администрирования распределенных информационных систем 28
1.4.1. Классификация и основные функции средств администрирования информационных систем 28
1.4.2. Определение состав функций средств администрирования информационных систем 35
1.4.3. Оценка средств администрирования информационных систем по критерию функциональной полноты 38
Основные выводы по главе 1. 44
2. Анализ эксплуатационных параметров баз данных и пользовательских приложений информационных систем 46
2.1. Анализ проблем администрирования баз данных автоматизированной информационной системы 46
2.1.1. Анализ процессов эксплуатации и поддержки распределенных баз данных 46
2.1.2. Основные решения по выбору и установке системы управления базами данных 60
2.2. Минимизация затрат на эксплуатацию и сопровождение пользовательских приложений 70
2.1.1. Анализ факторов, влияющих на производительность приложений в распределенной среде 70
2.2.1. Структурные методы повышения производительности пользовательских приложений 74
2.2.3. Инструментальные средства повышения производительности пользовательских приложений 80
2.2.4. Функциональные методы повышения производительности пользовательских приложений 84
Основные выводы по главе 2. 95
3. Моделирование и оптимизация эксплуатационных параметров информационных систем 97
3.1. Исследование факторов, влияющих на время выполнения функциональных операций 97
3.2. Моделирование затрат на эксплуатацию информационной системы 107
3.3. Минимизация эксплуатационных параметров информационных систем 111
Основные выводы по главе 3. 115
Заключение 117
Список использованных источников 121
Приложение
- Анализ факторов, влияющих на стоимость эксплуатации информационных систем
- Анализ инструментальных средств мониторинга и администрирования распределенных информационных систем
- Минимизация затрат на эксплуатацию и сопровождение пользовательских приложений
- Моделирование затрат на эксплуатацию информационной системы
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Как показывает практика, стоимость эксплуатации и сопровождения экономических информационных систем (ИС) неуклонно возрастает. Это связано, прежде всего, с использованием более совершенного, но и более дорогостоящего аппаратно-программного обеспечения систем. В процессе эксплуатации автоматизированных ИС (АИС) необходимо осуществлять диагностику, локализацию и устранение неисправностей, регистрацию ошибок и тестирование компонентов. С этой целью выполняется контроль функционирования системы, обеспечивающий сбор и анализ информации об использовании ресурсов, прогнозирование степени удовлетворения потребностей пользователей и их приложений, выработка мер по увеличению производительности. При этом следует обеспечить управление ресурсами, включающее учет и контроль использования ресурсов, выставление счетов за использованные ресурсы, ограничение доступа к ним. Управление конфигурацией системы должно обеспечить надежное и эффективное функционирование всех компонентов ИС, а защита данных - контроль доступа пользователей к ресурсам, обеспечение целостности данных.
Сложность проблем, возникающих при сопровождении и эксплуатации распределенных экономических информационных систем (ЭИС) многократно увеличивается. Распределенные ЭИС (РЭИС) обеспечивают работу с данными, расположенными на разных серверах, различных аппаратно-программных платформах и хранящимися в различных форматах. РЭИС легко расширяются, основаны на открытых стандартах и протоколах, обеспечивают интеграцию своих ресурсов с другими ИС, предоставляют пользователям простые интерфейсы. При этом РЭИС на основе архитектуры Клиент/сервер позволяет лучше защитить серверную часть приложений. Однако, частые обращения клиента к серверу снижают производительность сети. Более актуальными становятся вопросы безопасности, так как приложения и данные распределены между различными клиентами. Системы сложны в настройке и сопровождении, высока вероятность отказа любого из их компонентов. ИС на базе Inter-
net/Intranet имеют относительно низкие затраты на внедрение и эксплуатацию, высокую способность к интеграции гетерогенных информационных ресурсов объектов. Прикладные программные средства (ПС) доступны с любого автоматизированного рабочего места (АРМ), имеющего соответствующие права доступа. На клиентском АРМ может быть минимальный состав программно-технических средств (браузер и общесистемное программное обеспечение -ПО).
При создании и эксплуатации комплексной по предметной направленности и распределенной ИС возникает ряд сложных задач. Низкая способность диагностировать и устранять проблемы производительности остается слабым звеном РЭИС, даже оптимизация отдельной транзакции оказывается непростой задачей. В процессе эксплуатации ИС ее характеристики иногда перестают удовлетворять пользователей по быстродействию, надежности, затратам. Причинами чаще всего оказываются увеличение объема массивов и их частая корректировка, повышение времени отклика на запросы, посылаемые к серверам сети. Функционирование приложений и базы данных (БД) в многопользовательской среде требует постоянного анализа их работы и последующей настройки производительности.
Таким образом, на качество эксплуатации ЭИС влияют архитектура системы, структура и состав пользовательских приложений и информационного обеспечения, производительность вычислительных средств.1
В то же время в эксплуатационной документации на большинство ИС не приводятся сведения для оценки выходных характеристик системы и их динамики при изменении объемов входной информации, не описаны способы получения таких данных, определения их прогнозной ценности и доверительных границ. Недостаточно внимания уделяется физическому проектированию ИС, математическому и натурному моделированию характеристик систем.
1 Под качеством ИС мы подразумеваем такую совокупность свойств, которая обусловливает пригодность ЭИС удовлетворять потребности пользователя, т.е. мы говорим о качестве в нормативном, общепринятом понимании этого термина (Социально-экономическая статистика: Словарь / Под ред. М.Г. Назарова. - М.: Финансы и статистика, 1981. с. 444, 449,452).
Степень разработанности проблемы. В исследованиях автор опирался на труды отечественных и зарубежных ученых, посвященные различным аспектам проектирования и эксплуатации ИС: Абрамова А.А., Благодатских В.А., Голосова О.В., Волковой В.Н., Денисова А.А., Дика В.В., Долятовского В.А., Зиндера Е.З., Иванова А.П., Мишенина А.И., Олифер Н.А., Синавиной В.Г., Соколова Р.В., Трифонова Ю.В., Хубаева Г.Н., Юдина Д.Б., Юрьева В.Н., Боэма Б., Брауна Дж., Каспара X., Клейнрока Л., Петерсона Дж., Сосински Б. и других.
Использовались работы СП. Воробьева, Т.Л. Майстровой, А.Г. Мами-конова, А.Н. Пискунова, Г.Н. Хубаева, А.Д. Цвиркуна, Г.А Черноморова и других, посвященные постановкам экстремальных задач проектирования ИС.
Однако, чаще всего, при изучении данной области затрагивают отдельные проблемы эксплуатации ИС без учета сложной распределенной структуры их компонент. Не в полной мере раскрыты вопросы моделирования и оптимизации процессов эксплуатации ИС. Еще в недостаточной степени изучено влияние параметров ИС на характеристики качества эксплуатации систем.
В настоящее время на рынке имеются инструменты, позволяющие решать те или иные задачи системного администрирования ИС и обеспечивать снижение эксплуатационных затрат. Нам неизвестны исследования, посвященные анализу функционального состава систем мониторинга и администрирования ИС и их сравнительной оценке по критерию функциональной полноты.
Цель и задачи исследования. Основной целью исследования является анализ и моделирование эксплуатационных параметров экономических информационных систем.
Поставленная в работе цель обусловила решение следующих научных и практических задач:
провести анализ проблем эксплуатации и сопровождения ЭИС и средств их мониторинга и администрирования;
исследовать методы и средства поддержки БД и процессы эксплуатации приложений ЭИС;
разработать модели, обеспечивающие снижение издержек эксплуатации и сопровождения основных компонент ЭИС.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются предприятия и организации различных отраслей и организационно-правовых форм. Предметом исследования являются информационные процессы, протекающие при эксплуатации ЭИС.
Теоретико-методологическая основа исследования. Исследование базируется на общей методологии научного познания и его приложениях в различных прикладных направлениях применения ИС.
В диссертационном исследовании проанализированы и использованы разработки научных коллективов и отдельных ученых, исследовательских и учебных учреждений страны. При разработке отдельных положений диссертации автор руководствовался методическими материалами по проектированию, внедрению и сопровождению ИС в различных предметных областях, фирменными материалами мировых производителей вычислительной техники, коммуникаций, общесистемного и прикладного программного обеспечения.
Инструментально-методологический аппарат. В исследовании использовались элементы теории ЭИС, математической теории планирования экспериментов, теории множеств, теории графов, статистического анализа, объединенных единством методологии системного анализа сложных систем.
Работа проведена в рамках пункта 2.6 Паспорта специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики: «Развитие теоретических основ, методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъектов экономической деятельно-
сти: методы формализованного представления предметной области, программные средства, базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии».
Информационно-эмпирической базой исследования являются экспериментальные и статистические данные, собранные в процессе эксплуатации и сопровождения ЭИС ряда организаций. Основные выдвигаемые научные положения и рекомендации экспериментально подтверждены. Эксперименты с ИС и их компонентами составляют основу методологии исследования проблем эксплуатации систем.
Научная новизна. Поставлена и решена актуальная задача анализа и моделирования эксплуатационных параметров ЭИС. При этом получены следующие наиболее значимые научные результаты:
Систематизированы сведения о составе и функциональной полноте сравниваемых систем мониторинга и администрирования ИС и количественно оценена степень их соответствия требованиям предметной области, что позволяет выполнять более обоснованный выбор и сравнение систем.
Выявлены факторы, оказывающие влияние на работу пользовательских приложений в распределенной среде: архитектура самой системы, используемая СУБД, производительность и загрузка вычислительных средств и многое другое. Выполнена классификация методов снижения издержек эксплуатации пользовательских приложений, которые объединены в три группы: структурные, инструментальные и функциональные.
Предложена методика расчета эксплуатационных расходов пользовательских приложений/ИС, базирующаяся на оценке их базовой производительности и моделируемых значениях числа выполнения операций. Методика позволяет оценить качество приложений/ИС с точки зрения их основных потребительских свойств - производительности и эксплуатационных расходов.
Разработана модель оптимизации эксплуатационных параметров прило-жения/ИС, базирующаяся на методах математического (стохастического) программирования. В детерминированных эквивалентах модели целевая функция обеспечивает либо минимум эксплуатационных расходов, либо наиболее полное удовлетворение пользователей в реализации совокупности функциональных операций приложения/ИС в условиях ограничений на затраты. Модели могут быть использованы при выборе состава и структуры системы.
Положения, результаты и рекомендации, выносимые на защиту:
Анализ факторов, влияющих на стоимость эксплуатации ЭИС, позволяет сделать вывод о неуклонном росте затрат на их сопровождение за последние годы. Снижение производительности информационной системы происходит за счёт изменений в целях, задачах бизнес-процессов и внешней среде, возникновения более совершенных средств обработки информации. Помимо этого, поддержка аппаратно-программной платформы системы требует решения проблемных ситуаций, включающих диагностику, локализацию и устранение неисправностей, тестирование компонент. Поэтому для надежного и эффективного функционирования информационных систем необходим постоянный контроль производительности общесистемного и прикладного программного обеспечения, СУБД и вычислительных средств и прогнозирование динамики объемов потребностей пользователей/приложений.
Систематизированы сведения о составе и функциональной полноте сравниваемых систем администрирования распределенных систем, количественно оценена степень их соответствия требованиям предметной области. Сформированы группы систем, имеющих близкую функциональную полноту.
Обеспечение доступа к приложениям/ИС в сложной, распределенной и динамичной среде современного бизнеса требует все больших и больших
затрат. Анализ показал, что на работу пользовательских приложений в распределенной среде оказывает влияние целый ряд факторов: архитектура самой системы, используемая СУБД, производительность и загрузка вычислительных средств и многое другое. Выполнена классификация методов снижения издержек эксплуатации приложений, которые можно разделить на структурные, инструментальные и функциональные.
Структурные методы повышения производительности приложений включают: выбор сервера, управляющей им операционной системы и аппаратного обеспечения; выбор местонахождения приложения, данных, пользователя и типа соединения; использование персональных профилей пользователей; применение механизма терминального доступа клиента к серверу и т.д. Регрессионный анализ результатов экспериментов показал, что влияние перечисленных факторов на производительность приложений существенно и носит нелинейный характер.
Инструментальные средства повышения производительности пользовательских приложений предопределяют использование различных средств анализа их работы и включают методы совершенствования алгоритмов обработки информации, применение параллельной обработки данных в многопроцессорных системах, использование оптимальных схем блокировок и буферизации, установление оптимального размера кэш процедур и т.п.
Функциональные методы повышения производительности пользовательских приложений включают методы оптимизации сложных запросов и отчетов, глубокой настройки приложений, сокращения числа ввода-вывода и максимального использования оперативной памяти для часто применяемых данных, использование представлений и параметризованных запросов, индексацию таблиц, использование хранимых процедур и другое. 4. В результате изучения времени выполнения функциональных операций приложений/ИС установлено, что, во-первых, может быть оценен закон
распределения времени однократного выполнения операций с помощью приложений/ИС; во-вторых, может быть определена условная базовая производительность приложений/ИС; в третьих, на основе полученных данных может быть выполнена оценка величины эксплуатационных затрат на выполнение приложений/ИС. 5. На основе общей модели оптимизации эксплуатационных параметров приложения/ИС, базирующейся на методах математического (стохастического) программирования, предложены два варианта детерминированного эквивалента задачи. Первый вариант задачи позволяет произвести выбор структуры и состав ИС в зависимости от ограничений на эксплуатационные затраты. Во втором варианте задачи целевая функция обеспечивает более полное удовлетворение пользователей в реализации совокупности функциональных операций приложения/ИС.
Теоретическая значимость исследования. В диссертационной работе получены следующие теоретически значимые результаты:
методика расчета эксплуатационных расходов пользовательских приложений/ИС, базирующаяся на оценке их базовой производительности и моделируемых значениях числа выполнения операций, которая позволяет оценить качество функционирования приложений/ИС с точки зрения их основных потребительских свойств - производительности и эксплуатационных расходов;
модель оптимизации эксплуатационных параметров приложения/ИС, которая обеспечивает выбор состава и структуры системы при проектировании, а также в ходе эксплуатации при планировании загрузки системы в условиях ограниченных ресурсов на ее функционирование.
Практическая значимость исследования.
Систематизированные сведения о составе и функциональной полноте систем мониторинга и администрирования ИС позволяют выполнить более обоснованный их выбор в разрезе цена/функциональность.
Предложенные методы снижения издержек эксплуатации пользовательских приложений позволяет использовать их для любых ЭИС.
Методика моделирования эксплуатационных расходов имеет широкую сферу применения. Она позволяет оценить величину расходов при различной структуре числа выполнения функциональных операций.
Использование модели оптимизации эксплуатационных затрат на выполнение приложений/ИС позволяет произвести обоснованный выбор структуры и состава системы при проектировании, а также в ходе эксплуатации при планировании загрузки системы в условиях ограниченных ресурсов на ее функционирование.
Апробация работы. Разработанные методы анализа и моделирования эксплуатационных параметров ЭИС были использованы на ряде предприятий и организаций различных отраслей, в т.ч. в ОАО «Каменский машиностроительный завод», ОАО «Донэлектросетьстрой» (Миллеровский филиал РАО «ЕС России»), ОАО «Южная телекоммуникационная компания» «Ростовэлек-тросвязь», Администрации Мясниковского района Ростовской области, ОАО НПО «Новочеркасский электровозостроительный завод».
Полученные теоретические, методологические и практические результа
ты докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и ре
гиональных конференциях и семинарах, в т.ч. на IV Межгосударственной на
учно-практической конференции «Экономико-организационные проблемы
проектирования и применения информационных систем» (Ростов-на-Дону,
1999 г.), VI Всероссийской научно-практической конференции «Экономико-
организационные проблемы проектирования и применения информационных
систем» (Ростов-на-Дону, 2001 г.), Региональной научно-технической конфе
ренции «Компьютерная техника и технология» (Ставрополь, 2003 г.); VIII Ме
ждународной научно-практической конференции «Экономико-
организационные проблемы проектирования и применения информационных
систем» (Ростов-на-Дону, 2003 г.).
Результаты исследований использованы в учебном процессе в РГЭУ «РИНХ» по дисциплине «Информационный менеджмент» и включены в изданную учебно-методическую литературу при подготовке экономистов по специальности «Прикладная информатика в экономике».
Логическая структура, концептуальная логика и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
Основные результаты исследования изложены в 8 научных работах и в 1 учебном пособии. Общий объем авторских публикаций по теме диссертации 3,7 печатных листа.
Анализ факторов, влияющих на стоимость эксплуатации информационных систем
Предполагалось, что ключевыми факторами успеха сетевых ИТ/ИС явится снижение стоимости создания и эксплуатации (владения), облегчение труда администратора системы, быстрота и удобство работы пользователя, возрастание прибыли для корпораций.
Сегодня ясно, что применение сетевых ИТ не привело к революционному росту доходов корпораций. Особенно шоковым для ИТ-менеджеров оказались цифры, приведенные Gartner Group: совокупная стоимость владения компьютером, работающим под DOS, равна 192965 за пять лет, за пятилетнее владение Windows-компьютером выкладывается уже 442505. Сегодня затраты составляют больше 105 тысяч за год, вернее, 395615 за три года [60,80].
Несмотря на 67-процентный рост расходов на компьютерные технологии, доходы и прибыль американских фирм росли медленней, чем расходные части бюджета. Не существует никаких "лучших методов" планирования расходов на компьютеризацию: 31% проектов был отменен, 53% проектов делались с перерасходом или нарушением графика работ. Каждое обновление ИТ характеризуется увеличением расходов и нарушением целостности информационных активов.
Затраты на ИТ являются своеобразным витамином для экономики большинства государств. Не будет вложений в компьютеры - экономике не избежать серьезных кризисов. Другое дело, что эти вложения делаются не всегда правильно и последовательно, а успех на бумаге не превращается в эффективную систему при столкновении с действительностью и конкуренцией. Большинство аналитиков считают, что ключевыми факторами для выживания являются производительность, управляемость и стоимость эксплуатации ИТ/ИС.
Методы расчета и анализа затрат информационной системы лежат в основе оценки совокупной стоимости владения, в оригинале - Total Cost of Ownership (TCO) [18]. Известны несколько методов расчета ТСО. Все они дают примерно одинаковые результаты, поэтому рассмотрим наиболее распространенную модель расчета и анализа ТСО от Gartner Group.
Отметим, что есть и иные подходы к оценке стоимости эксплуатации программных средств [96].
В самом общем виде совокупная стоимость владения ИС состоит из капитальных вложений и текущих затрат. К фиксированным затратам относят первоначальную стоимость закупки аппаратного и программного обеспечения, стоимость разработки и внедрения проекта. При этом выбор той или иной стратегии, аппаратной и программной платформ ИС весьма существенно влияет на последующие текущие затраты, которые включают стоимости: обновления и модернизации системы; управления системой в целом; обучения персонала и технической поддержки пользователей.
Модель ТСО предлагает следующие весовые доли каждой из приведенных выше статей расходов по отношению к совокупной стоимости: капитальные вложения - 21%; управление системой - 12%; техническая поддержка и обновление - 21%; активность пользователя - 46%.
Управление системой подразумевает затраты на администрирование серверов и других компонентов системы. Категория затрат "Активность пользователя" имеет наибольший вес в совокупной стоимости, поэтому рассмотрим ее более подробно. В ее состав входят: прямая помощь и дополнительные настройки - 11%; неформальное обучение - 12%; разработка приложений -14%; работа с данными - 15%; формальное обучение - 18%; Fwte-фактор - 30%.
Все параметры имеют отношение к непосредственной работе пользователя на его рабочей станции (PC) и отражают, в том числе затраты, которые связаны с участием администратора в настройке PC, оказанием помощи пользователю или консультациями. Наиболее весомым является так называемый Fttfe-фактор - параметр, определяющий объем затрат, связанных с последствиями некомпетентных действий пользователя. Например, попытка самостоятельно отредактировать системный реестр Windows. Неправильные действия могут привести к краху системы. В этом случае администратору придется потратить немало времени на восстановление рабочей станции.
Часто пользователь, независимо от квалификации, имеет полную свободу действий на своей PC. Тогда он тратит время на различные игры с компьютером (установка разных обоев на рабочий стол, замена цветовой гаммы, добавление и удаление шрифтов, программ, заплаток к программам, изменение настроек с целью увеличения быстродействия). На все эти действия, по данным nCIO Magazine", уходит до полутора часов рабочего времени в неделю. Для корпорации с числом работников более тысячи, годовые потери от этого могут исчисляться цифрой с шестью нулями. Поэтому Futz-драктор оказывается столь важным и дорогостоящим.
При оценке стоимости создания и эксплуатации ИС следует учитывать, что, во-первых, ее можно снизить до нуля, избавившись от всех компьютеров в организации, однако при этом исчезают и все преимущества от их использования.
Во-вторых, считается, что рост затрат на ИС ведёт к пропорциональному повышению эффективности работы сотрудников. Таким образом, минимизация стоимости владения ИС должна учитывать экономический эффект от применения ИТ.
В третьих, несмотря на продолжительный срок изучения проблемы ТСО и серьезный фундамент, на котором она базируется, часть экспертов относится к самой идее использования усредненных показателей весьма скептически, не отрицая, впрочем, практическую пользу от подсчета ТСО. Однако, есть опасность двоякого толкования результатов, которые сильно зависят не только от методики, но и от условий исследования. Поэтому получение точной оценки ТСО затруднено, особенно в масштабах большого предприятия. Если стоимость оборудования, программ, затрат на ремонт, простои серверов и обу чение еще можно учесть, то как быть с несколькими тысячами сотрудников, эффективность действий которых вычислить затруднительно?
Анализ инструментальных средств мониторинга и администрирования распределенных информационных систем
Все средства, применяемые для мониторинга и анализа ИС, можно разделить на ряд классов [30,33,49,69,75]: /. Системы управления сетью (Network Management Systems) - программные средства, централизованно собирающие данные о состоянии узлов, коммуникационных устройств и трафике сети. Эти системы выполняют действия по управлению сетью - включение и отключение портов устройств, изменение параметров мостов, коммутаторов и маршрутизаторов и т.п. Наиболее популярны системы HPOpenView, SunNetManager, IBMNetView. II. Средства управления системой (System Management) выполняют функции, аналогичные функциям систем управления, но по отношению к другим объектам - программному и аппаратному обеспечению компьютеров сети. Некоторые функции этих видов систем управления могут дублироваться, например, средства управления системой могут выполнять простейший анализ сетевого трафика. III. Встроенные системы диагностики и управления (Embeddedsystems) выполняются в виде программно-аппаратных модулей, устанавливаемых в коммуникационное оборудование, а также в виде программных модулей ОС. Они выполняют функции диагностики и управления одним устройством. Например, модуль управления концентратором Distrebuted 5000, реализующий функции автосегментации портов при обнаружении неисправностей, приписывания портов внутренним сегментам концентратора и другие. Встроенные модули управления также играют роль STVMP-агентов, поставляющих данные о состоянии устройства для систем управления. IV. Анализаторы протоколов (Protocolanalyzers) - программные или аппаратно-программные системы, которые выполняют лишь функции мониторинга и анализа трафика в сетях. Анализатор может захватывать и декодировать пакеты сетевых протоколов, поставить логические условия для захвата пакетов и выполнять их полное декодирование. V.
Оборудование для диагностики и сертификации кабельных систем подразделяют на сетевые мониторы, приборы для сертификации кабельных систем, кабельные сканеры и тестеры. Сетевые мониторы предназначены для тестирования кабелей различных категорий на основе статистических данных трафика.
Устройства для сертификации кабельных систем обеспечивают сертификацию в соответствии с требованиями международных стандартов. Кабельные сканеры используются для диагностики медных кабельных систем. Тестеры проверяют кабели на отсутствие физического разрыва. VI. Экспертные системы (ЭС) аккумулируют знания о выявлении при чин аномальной работы сетей и возможных способах приведения сети в работоспособное состояние. ЭС реализуются в виде отдельных подсистем систем управления сетями, анализаторов протоколов, сетевых анализаторов. ЭС представляют собой базы знаний с элементами искусственного интеллекта, например, ЭС, встроенная в систему управления Spectrum. VII. Многофункциональные устройства анализа и диагностики. Недорогие портативные приборы, совмещающие функции нескольких устройств -анализаторов протоколов, кабельных сканеров и ряд возможностей ПО сетевого управления. В качестве примера такого рода устройств можно привести Compas компании Microtestlnc или 675 LANMeter компании FlukeCorp. Рассмотрим основные функции средств администрирования ИС. Системы управления сетью включают следующие функции; управление конфигурацией сети и именованием - конфигурирование компонентов сети, местоположение, сетевые адреса и идентификаторы, управление параметрами сетевых ОС, поддержание схемы сети; обработка ошибок - выявление, определение и устранение последствий сбоев и отказов в работе сети; анализ производительности - на основе статистики оценивается время реакции системы и величина трафика, выполняется планирование сети; управление безопасностью - контроль доступа и сохранение целостности данных (аутентификация, проверка привилегий, поддержка ключей шифрования, управление полномочиями, внешним доступом);
Минимизация затрат на эксплуатацию и сопровождение пользовательских приложений
Постановка проблемы. В современной меняющейся экономике конкуренция возрастает постоянно. Успех организации зависит от скорости, с которой она сможет обеспечивать своих сотрудников ресурсами и информацией, а также удовлетворять растущие потребности своих клиентов. Среди всех информационных инструментов, которые используют организации, ключевое место занимают компьютерные приложения.
Организации, которые могут обеспечить доступ всем своим пользователям к важнейшим для ведения бизнеса приложениям вне зависимости от того, где и когда находятся эти пользователи и какими клиентскими устройствами они располагают, получают стратегическое преимущество в бизнесе.
Добиться высокой эффективности организации можно, обеспечив быстрый доступ к приложениям всем сотрудникам, поставщикам или потребителям. Приложения позволяют организациям извлекать прибыль, предлагать новые услуги, повышать уровень знаний своих сотрудников и потребителей.
Обеспечение доступа к приложениям в динамичной среде современного бизнеса требует все больших и больших затрат. Приходится мериться с существующим разнообразием оборудования, программного обеспечения и сетевых технологий, которые могут устареть в течение нескольких месяцев после приобретения. В результате издержки обеспечения доступа к приложениям продолжают расти с довольно значительной скоростью.
В соответствии с исследованиями, проведенными The Tolly Group, издержки обеспечения доступа к приложениям вполне могут превышать 510000 на одного пользователя. Стоимость клиентского и серверного оборудования составляет менее 15 % от этой цифры. Остальные 85 % включают стоимость сетевой инфраструктуры и издержки на персонал, который разрабатывает или приобретает, поддерживает и обновляет приложения, а также обеспечивает техническую поддержку оборудования. Существуют скрытые издержки, связанные с потерями производительности, возникающие из-за того, что пользователи не получают доступ к необходимым им приложениям или не могут работать на максимальном уровне производительности.
Большинство пользователей надеется, что приобретаемые или создаваемые прикладные системы окажутся эффективными с точки зрения минимальности времени выполнения, безошибочности расчетов и достоверности получаемых результатов. Если в программу включены средства для обеспечения гибкой работы пользователя, например, для создания запросов и отчетов, то проблема производительности генерируемых программ станет очень актуальной, т.к. придется предусматривать соответствующую структуру отношений, индексы, резервные поля в таблицах и т.п. Если в отчете используются данные нескольких таблиц, то такой запрос придется оптимизировать.
Создатели СУБД предлагают пользователям инструментальные средства, позволяющие создавать эффективные приложения (язык SQL, генераторы форм и отчетов) [19,25,52,71,83,91]. Но после некоторого периода эксплуатации БД, модернизации компьютера или изменения операционной обстановки, приложения начинают показывать более низкую производительность, чем вначале, что особенно заметно в многопользовательских системах.
Для устранения этих недостатков необходимо принимать организационно-технические меры. Оптимизированное приложение способно обрабатывать больше данных за меньшее время и эффективно использовать вычислительные ресурсы. Повысить пропускную способность многопользовательской системы можно, используя оптимизированные приложения [28].
Кроме того, производительность приложений в распределенной многопользовательской среде зависит от пропускной способности и загрузки сети, параметров сервера, режимов разделения, блокировки и буферизации БД и многого другого [31,33,38].
Функциональные операции (ФО) являются содержательными компонентами приложений, поэтому остается актуальной проблема их более глубокого исследования в информационных системах.4
Пути снижения издержек эксплуатации приложений в распределенной среде. Проведенный анализ позволил выделить основные ключевые факторы, определяющие стоимость инсталляции, настройки и поддержки приложений. Их рассмотрение позволяет более тщательно проанализировать совокупную стоимость обеспечения доступа к приложениям.
На работу пользовательских приложений в распределенной среде влияет, прежде всего, архитектура системы, используемая СУБД, загрузка сети и сервера, производительность вычислительных средств и сети, местонахождение приложения и место его выполнения, местонахождение данных, конечного пользователя, тип соединения и многое другое [12,13,31,33,38,111]. Наиболее распространенным способом повышения производительности приложений считается перенос их на платформу клиент/сервер. На такое решение оказывает влияние потенциальная возможность повышения производительности в тех случаях, когда имеющиеся приложения не удовлетворяют пользователя по скорости обработки данных ввиду их большого объема, а также высокой интенсивности и сложности запросов. ИС архитектуры клиент/сервер могут обладать преимуществами перед ИС на сетевых версиях настольных СУБД: меньшие сетевой трафик, время обработки запросов, ресур-соемкость приложений и трудозатраты при их разработке [7,20,48,106].
Однако, это не гарантирует повышения производительности ИС в целом. Например, БД, содержащая одну таблицу с сотней записей в Oracle Workgroup Server, функционирующем под управлением Windows NT на компьютере с 16 Мб оперативной памяти, и используемое однопользовательское приложение. В этом случае, проще хранить данные в FoxPro или Paradox - производительность системы будет намного выше, так как Oracle требует немало ресурсов, а объем данных и технология их обработки не оправдает затрат эксплуатации серверной СУБД такого класса.
Моделирование затрат на эксплуатацию информационной системы
Если разработчик будет предоставлять базовые значения весов функциональных операций и общее время их однократного выполнения, то пользователю не составит труда выполнить несложные расчеты по определению эксплуатационных затрат на работу с ПС при индивидуальной структуре функциональных операций. В этой связи возникает проблема оценки количества выполнения функциональных операций в периоде.
Оценка количества выполнения функциональных операций. Решить эту задачу можно несколькими способами. Первый из них достаточно трудоемкий, т.к. использует сплошную инвентаризацию числа операций за период (см., например, в [81]). Другой способ базируется на автоматизированном учете числа и длительности выполнения операций, как это было предложено в [54]. Однако, здесь есть определенные технические трудности, которые возникают в случае отсутствия у вас исходного текста программ. Для оценки числа выполнения операций могут быть приглашены эксперты, в том числе и сотрудники данного подразделения. При этом следует ориентироваться на методологию экспертных оценок, изложенную в [93].
Какой бы способ оценки числа операций не был избран, можно констатировать, что количество выполнения ФО является случайной величиной [54,70,81,96-98]. Отклонения от ее среднего значения являются результатом действия многих факторов, как детерминированных, так и случайных.
Определенная часть операций имеет достаточно четкую регламентированную частоту выполнения в заданный период времени, связанную, например, с формированием периодической (суточной, недельной, месячной и иной) отчетности. К их числу можно отнести операции Fl, F10, F18, F24 (приложение Е). Число таких операций может быть определено достаточно просто.
Вторую группу составляют редко выполняющиеся операции (F6, F14, F23). Для них не имеет смысла проводить статистическое исследование.
Третью группу составляют часто выполняемые массовые операции. Количество выполнения таких операций заранее неизвестно. А в связи с тем, что эти операции автоматизированы, постоянно возникает соблазн у ряда пользователей получить промежуточные результаты по данной операции. Например, рассчитать оборотную ведомость по определенному счету или полную оборотную ведомость. Для таких операций имеет смысл провести статистическое исследование для оценки числа их выполнения, определения статистических характеристик и законов распределения.
Некоторые выводы. Рассмотренная методика оценки производительности и эксплуатационных затрат на приложение/ИС базируется на расчетах времени выполнения функций. Основная проблема заключается в необходимости предварительного эксперимента по определению времени выполнения основных функций приложения/ИС. Маловероятно, что разработчики, при отсутствии соответствующих нормативных актов, будут предоставлять эти данные. Очевидно, расчеты необходимо проводить либо специальным исследовательским центрам, либо органам, сертифицирующим данный продукт.
Предлагаемая методика позволяет оценить эксплуатационные затраты и повысить эффективность выбора приложений/ИС с точки зрения их основных потребительских свойств: производительности и эксплуатационных расходов.
Процессы функционирования ИС носят случайный характер [97,98]. Их стохастичность обусловлена наличием ряда случайных факторов, среди которых определяющими являются текущий объем входной информации и БД, в т.ч. и структуры БД, число запросов в единицу времени и объем выборки в них, загруженность сети и сервера, состояние пользователя и другое.
Определяющими факторами эксплуатационных характеристик ЭИС являются количественные и временные параметры, реализуемых пользователями функций бизнес-процессов, которые можно определить как совокупность ФО. Но поскольку время выполнения ФО и число запросов на их реализацию являются случайными величинами с конкретными законами распределения, то случайной будет и общая величина затрат на их выполнение.
Общие эксплуатационные затраты ИС включают целый ряд расходов, зависящих от переменной временной составляющей. Это затраты живого труда (расходы на оплату труда операторов и персонала, сопровождающего систему), материальные затраты, амортизация компонент ИС (аппаратно-программного обеспечения) и другое.
Таким образом, в зависимости от выбранной структуры ИС и состава аппаратно-программного обеспечения будут изменяться и затраты на эксплуатацию системы. В соответствии с этим может быть сформулирована общая задача выбора оптимального варианта ИС при условии, что известны статистические характеристики и законы распределения времени выполнения к -той ФО при использовании у -го варианта ИС (tjk) [98]. Кроме того, задана вероятность того, что время выполнения всей совокупности ФО не превысит определенную заданную величину Т и для всех вариантов структуры ИС известна стоимость машино-часа работы системы.
