Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Состав вычислительных систем

Содержание:

Введение

Актуальность выполнения данной работы обусловлена тем, что современное информационное пространство предполагает обработку огромного количества информации. Использование разрозненных средств информационных систем уже недостаточно для обеспечения эффективной работы организации и пользователя, в частности. Перевод сервисов в облака позволяет предоставить организациям более широкий спектр услуг и надежность обработки информации.

Облачные вычисления представляют собой модель обеспечения удобного сетевого доступа по требованию к некоторому общему фонду конфигурируемых вычислительных ресурсов, которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами или обращениями к определенному провайдеру.

Технология облачных вычислений имеет большой потенциал перед сетевыми технологиями в связи с виртуальной организацией технологии. Крупные производители программного обеспечения представили свои разработки в рамках облачных технологий. Особенностью данных технологий является то, что любая информация, настройки, файлы созданные данными программами и сами программы хранятся на серверах производителя.

Объект исследования – вычислительные системы.

Предмет исследования – состав и свойства вычислительных систем.

Целью данной работы является изучение состава и свойств вычислительных систем; изучение информационного и математического обеспечения вычислительных систем.

В соответствии с целью была определена необходимость постановки и решения следующих задач:

– изучить состав и свойства вычислительных систем;

– дать характеристику технологиям Microsoft Azure и.NET Services;

– описать компоненты и сервисы Microsoft Azure;

– разработать программную систему.

1. Состав и свойства вычислительных систем

1.1. Состав вычислительных систем

Вычислительные облака состоят из множества тысяч серверов, которые физически размещены в специализированных дата-центрах, которые обеспечивают высокоэффективную и бесперебойную работу десятков тысяч прикладных программных приложений и сервисов, одновременно используемые миллионами пользователей по всему миру по средствам глобальной сети Интернет [12]. Необходимым условием эффективного управления имеющейся инфраструктурой является максимально полная автоматизация всех происходящих в системе процессов обработки оперативной информации. Для обеспечения пользователей защищенного доступа к ресурсам в облачной инфраструктуре должна предусматриваться возможность непосредственного делегирования полномочиями между облачным оператором, сервис-провайдером, посредником, ИТ-администратором и пользователем приложений [4].

Облачные вычисления значительно изменили традиционный подход к доставке, управлению и интеграцией информации прикладными программными приложениями. В сравнении с использованием традиционного подхода, облачные вычисления позволяют выполнять управление большими инфраструктурами, позволяют обслуживать разные группы пользователей в рамках определенного облака, а также означают полную зависимость от провайдера облачных услуг.

Облачные вычисления являются эффективным инструментом повышения прибыли и расширения каналов продаж для независимых производителей программного обеспечения (ISV), операторов связи и VАR-посредников. Данный подход позволяет организовать динамическое предоставление услуг, при котором пользователи производят оплату по факту и осуществлять регулирование объема своих ресурсов в зависимости от потребностей без долгосрочных обязательств [1].

Основным преимуществом практического использования облачных технологий является отсутствие необходимости в мощной системе у конечного пользователя вычислительной системы, что однозначно ведет к весомому снижению затрат для пользователя. Вторым плюсом можно назвать невозможность использования пиратского контента, ведь весь входящий трафик будет исходить от сертифицированных провайдеров [8]. Таким образом, можно решить одну из глобальнейших проблем компьютерной современности – пиратство.

Перечислим основные функциональные особенности облачных вычислений на примере систем электронного документооборота: систематизация и хранение всевозможных документов по виду или направлению. Данные с любых носителей переносятся в систему для дальнейшей работы с ними.

При этом, важной деталью является осуществление возможности работы с программами, которые не установлены на компьютере пользователя. Что значительно облегчает работу с устройствами; осуществление регулирования прав доступа. Большие возможности по ограничению или расширению прав доступа сотрудника к данным; предусмотрено создание шаблонов. Сокращается время на выполнение поставленных задач, облегчается работа с документами; организованы функции по согласованию и утверждению документов [11].

Руководитель имеет право определять круг сотрудников, получающих документ на согласование или утверждение; используется технологии полнотекстового и параметрического поиска. Полнотекстовая технология позволяет находить нужные документы по вложенным файлам, параметрическая технология – отбор по параметрам [3].

Рассмотрев выгоды от использования облачных систем электронного документооборота для руководителей небольших компании, является очевидным, что облачные технологии незаменимы и для работы крупных компаний.

1.2. Свойства вычислительных систем

Современные вычислительные системы включают большое количество компонентов, как программных, так и технических. Инфраструктура современной вычислительной системы может быть представлена как: частное облако; публичное облако; общественное облако; гибридное облако; программное обеспечение как услуга; платформа как услуга; инфраструктура как услуга [15].

Частное облако (англ. private cloud) представляет собой специализированную инфраструктуру, которая предназначена для практического использования в рамках одной организации, которая может включать несколько различных потребителей (например, в качестве потребителей могут быть второстепенные подразделения базовой компании), возможно также подрядчиками и клиентами одной конкретной организации. Частные облака могут находиться в частной собственности, эксплуатации и управлении как самой компании, так и третьей стороны (или различными комбинациями сторон), и частное облако может физически существовать как внутри юрисдикции владельца, так и вне его [15].

Частное облако на базе серверов ИТ-компаний разворачивается аналогично частному облаку с дополнительным приобретением серверного оборудования и лицензий на используемого программное обеспечение управления облаком.

Публичное облако (англ. public cloud) представляет собой специализированную инфраструктуру, которая предназначена для использования в свободном режиме широкой аудиторией. Публичные облака могут находиться в частной собственности, эксплуатации и управлении научных, коммерческих и различных правительственных организаций (или различными комбинациями сторон). Публичные облака физически существуют в юрисдикции своего владельца, который является поставщиком услуг [21].

Публичное облако на базе Aviscloud имеет высокий уровень надежности за счет использования технологий виртуализации и дублирования сервисов, что позволяет выполнять обслуживание физических серверов и предоставляемых сервисов с вероятностью доступа 99,95% в круглосуточном режиме.

Общественное облако (англ. community cloud) представляет собой специализированный вид инфраструктуры, которая предназначена для практического использования определенной группой потребителей из различных организаций, которые имеют общие задачи (например, требований безопасности, миссии, разнообразные политики, и соответствия разным практическим требованиям) [2]. Общественные облака могут быть размещены в виде кооперативной собственности, эксплуатации и управлении одной или несколькими из организаций сообществ или третьими сторонами (или различными комбинациями сторон), и общественное облако может быть физически расположено как внутри юрисдикции владельца, так и вне его.

Гибридное облако (англ. hybrid cloud) представляет собой специализированную комбинацию из нескольких разных облачных инфраструктур (частное, публичное или общественное облако), которые остаются уникальными объектами, но связанные между собой частными или специальными приложениями и технологиями передачи данных [10].

Основная идея гибридного облака заключается в том, что когда собственных мощностей не хватает, можно воспользоваться внешними ресурсами. Чаще всего гибридные облака используются как надежная возможность выхода за пределы облачных мощностей компании в случае пиковых нагрузок.

С помощью гибридного облака вы можете повысить адаптивность бизнеса без ущерба для безопасности и контроля: критически важные приложения можно оставлять в частном облаке, а остальные выводить в облако провайдера [17].

Программное обеспечение как услуга (SaaS, англ. Software-as-a-Service) представляет собой специализированную модель, в которой потребителям предоставляются широкие возможности по использованию различного рода прикладного программного обеспечения, предоставляемого провайдером, которое работает непосредственно в облачной инфраструктуре и является доступным по средствам разных устройств или при помощи средств тонкого клиента, например, по средствам использования браузера (например, использование web-почты) или при помощи использования специализированного интерфейса определенной прикладной программы [20].

К достоинствам облачной модели SaaS можно отнести: не требуется установка программного обеспечения на рабочих компьютерах пользователей; значительное сокращение материальных затрат на развертывание системы: нету надобности в локальном сервере и его энергообеспечении, в администраторе, в дополнительном помещении для сервера; не нужно нанимать в штат дополнительного специалиста по технической поддержке; удобство использования, благодаря интуитивно-понятному веб-интерфейсу, коммуникация с которым осуществляется при помощи доступа к Интернету с настроенным браузером; продуманная и прозрачная форма оплаты за SaaS-услуги; полноценная мультиплатформенность, что с легкостью позволит обойтись бесплатной операционной системой из семейства Linux, сократив расходы клиента на программное обеспечение; наличие модулей для автономной работы, очень необходимо при отсутствии соединения с интернетом или при частых разрывах связи [5].

Платформа как услуга (PaaS, англ. Platform-as-a-Service) представляет собой специализированную модель, когда потребителям предоставляются возможности по использованию определенной облачной инфраструктуры для физического размещения базового прикладного программного обеспечения для последующего размещения на нём различных приложений.

Управление и контроль основной виртуальной и физической инфраструктурой такого облака, в том числе вычислительной сети, операционных систем, серверов, хранения выполняется специальным облачным провайдером, за исключением установленных или разработанных прикладных приложений [9].

В этом случае провайдер выполняет предоставление своим клиентам доступа к пользованию информационно-технологической платформе, к которым можно отнести: операционные системы; систем баз данных и их управлением; технологическое программное обеспечение, которое способствует эффективному взаимодействию различных прикладных программных приложений, различных компонентов, систем между собой; различных средств тестирования; всевозможных средств разработки.

Все это размещается на специальных серверах определенного облачного провайдера. Управление данной структурой выполняет непосредственно сам провайдер. Потребитель, в свою очередь, получает необходимые права пользоваться данной платформы, может устанавливать необходимое прикладное программное обеспечение, выполнять тестирование и эксплуатировать их, при необходимости вносить изменения потребления предоставленных вычислительных ресурсов, их количество [14].

Инфраструктура как услуга (IaaS, англ. Infrastructure-as-a-Service) предоставляется как набор возможностей по использованию определенной облачной инфраструктуры для самостоятельного управления различными ресурсами хранения, обработки, сетями, например, потребитель может выполнять установку и осуществлять запуск произвольного программного обеспечения, которое может включать в себя различные операционные системы, прикладное и платформенное программное обеспечение [19].

Таким образом, технология IaaS обеспечивает предоставление клиенту в пользование готовой облачной инфраструктуры. Это значит, что пользователь вправе самостоятельно распоряжаться и управлять всеми ресурсами. Обрабатывать и хранить данные, устанавливать и запускать в действие различное программное обеспечение, операционные системы.

Потребитель способен сам контролировать все выполняемые действия. Провайдер осуществляет наблюдение и управление всем облаком, как его физической составляющей, так виртуальной инфраструктурой.

К особенностям IaaS можно отнести следующее: технологии виртуализации; интегрированные системы управления; реальность использования самых лучших архитектур и фреймворков.

2. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем

2.1. Характеристика технология Windows Azure и Microsoft .NET Services

Информационное обеспечение вычислительных систем – создание информационных условий функционирования системы, обеспечение необходимой информацией, включение в систему средств поиска, получения, хранения, накопления, передачи, обработки информации, организации банков данных [6].

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных задач и в процессе автоматизации проектировочных работ.

Так, технология Microsoft Azure может быть предложена для обеспечения информационного и математического обеспечения вычислительной системы.

Microsoft Azure (Windows Azure) является названием специализированной облачной платформы от компании Microsoft. Данная облачная платформа представляет широкий спектр возможностей по разработке и последующему выполнению прикладных программных приложений и обеспечивает хранение данных на используемых серверах, которые расположены в различных распределённых дата-центрах. Первоначально данная технология называлась Windows Azure. В 2014 году платформа была переименована в Microsoft Azure.

В рамках технологии Microsoft Azure реализованы несколько облачных моделей: платформы как специализированного сервиса (PaaS); инфраструктуры как специализированного сервиса (IaaS) [13].

Работоспособность платформы Microsoft Azure обеспечивается использованием специальной сети глобальных дата-центров от компании Microsoft.

Основными особенностями модели Microsoft Azure являются следующие: оплата непосредственно потреблённых информационных ресурсов; общая, многопоточная структура выполненных вычислений; абстракция данных от используемой инфраструктуры сервиса [16].

В основе работы технологии Microsoft Azure лежит запуск специализированной виртуальной машины для всех экземпляров рабочих приложений. Разработчиком может быть определен необходимый объём для непосредственного хранения программных данных и определены требуемые вычислительные мощности, после чего данная технологическая платформа предоставляет необходимые вычислительные ресурсы. В случае изменения первоначальных потребностей в вычислительных ресурсах, в соответствии с новыми запросами заказчиков платформа выделит под приложения дополнительные или сократит неиспользуемые ресурсы дата-центра.

Microsoft Azure как PaaS позволяет обеспечить не только полный комплекс базовых функций ОС, но и ряд дополнительных, к которым можно отнести следующие: автоматическая синхронная репликация данных для повышения отказоустойчивости, выделение необходимых ресурсов по требованию для выполнения неограниченного масштабирования, обработка отказов действующей инфраструктуры для обеспечения надежности [22].

Также, Microsoft Azure позволяет реализовать совершенно новый тип сервиса – инфраструктура как сервис. Модель предоставления инфраструктуры позволяет реализовать спектр возможностей аренды серверов, устройств хранения данных и вспомогательное сетевое оборудование. Управление инфраструктурой выполняет поставщик, потребителю необходимо управлять только ОС и приложениями.

Является важным обстоятельством то, что технология Windows Azure позволяет обеспечить надежное хранение, практическое использование и последующую модификацию данных и организовать эффективный запуск прикладных программ только непосредственно на компьютерах специализированных центров обработки данных от корпорации Microsoft. Никакого вспомогательного ПО, кроме web-браузера, на пользовательских ПК не нужно [7].

С точки зрения пользователей, существуют несколько категорий прикладных приложений – внутренние, которые непосредственно используются на персональном компьютере пользователя, и облачные, которые фактически исполняются в среде облака Windows Azure на специализированных компьютерах центра обработки данных [11]. На пользовательских компьютерах могут быть установлены операционные системы Windows или другие.

Независимо от чего, через web-браузер пользователи получают необходимый доступ к вычислительному облаку – Windows Azure. Функционирование облаков Windows Azure основано на использование web-сервисов .NET. Windows Azure для хранения данных обеспечивает специализированный доступ к аналогу системе управления базами данных Microsoft SQL Server в облаке – SQL Azure.

2.2. Компоненты и сервисы Windows Azure

Основными компонентами технологии Windows Azure являются следующие: внешний облик, интерфейс, или Фабрика программ, вычисления, память и конфигурация. Все перечисленные компоненты являются специализированными web-сервисами технологии .NET. Сервисом вычисления выполняется разнообразные пользовательские облачные прикладные программные приложения, сервисом память выполняется хранение пользовательских данных, сервисом интерфейс обеспечиваются общие средства по управлению прикладными программными приложениями, которые используют облачную платформу [9].

Основной проблемой, которая решается сервисом вычисления, заключается в исполнении большого числа пользовательских прикладных программных приложений разного рода в едином облаке. Иначе говоря, основной проблемой сервиса вычисления и облачных вычислений в целом является масштабирование. Данная проблема может быть быстро решена за счет выполнения всех экземпляров пользовательских облачных прикладных программных приложений в отдельной виртуальной машине. Такие виртуальные машины работают в среде 64-битовой операционной системы Windows 2008 Server [23].

Сервис память предоставляет пользователям необходимые средства для обеспечения эффективной работы с данными различной структуры – большими бинарными объектами, размер которых составляет до 50 Гб, которые хранятся в контейнерах, таблицах и очередях. Работа со структурами данных выполняется на основе использования технологии ADO.NET при помощи использования необходимого набора библиотек выполнения поддержки обработки данных в .NET.

Сервис интерфейс реализован в виде большой группы машин, на которых запускаются прикладные программные приложения – агент интерфейса. В целом сервис интерфейс управляется специальным ПО, которое называется контроллер интерфейса. Данное ПО используется для взаимодействия с агентами интерфейса, сервисом память, как с обычными приложениями. Управляет всеми облачными приложениями при помощи конфигурационных файлов в формате XML [6].

Вся практическая реализация Windows Azure основывается на использовании безопасной и надежной платформы .NET, практическое исполнение прикладных программ в которой выполняется в специализированном безопасном режиме.

Часть .NET, которая называется Windows Communication Foundation (WCF) и предоставляемые ею механизмы сервисов является основой практической реализации Windows Azure. Управляют Windows Azure две компоненты – сервисная шина и управление доступом [3].

Microsoft Azure предоставляет широкий спектр специализированных сервисов, покрывающие множество сценариев: Cloud Services; Data Management; Performance and mobile. Рассмотрим состав каждого.

Cloud Services включает:

– Web-роль представляет собой веб-ролями в технологии Microsoft Azure, которые имеют определенное практическое назначение которого заключается в следующем: предоставление выделенных веб-серверов специализированных служб IIS для выполнения операций размещения различных интерфейсных прикладных web-приложений. Веб-роли позволяют обеспечить процесс развертывания различных веб-приложений с возможностью последующего масштабирования используемых вычислительных ресурсов;

– Worker-роль представляет собой специализированные приложения, которые размещены в рабочих ролях, могут выполнять продолжительные, асинхронные или непрерывные задачи в независимости от выполняемых действий пользователями системы;

– Web Sites представляет собой веб-сайты, которые поддерживают ASP.NET, Java, Node.js или PHP и могут быть развернуты за секунды при помощи FTP, Git, TFS, Mercurial и Dropbox [20].

Data Management представляют собой нереляционные хранилища данных, к которым можно отнести таблицы, используемые диски, очереди выполнения, хранение специальных двоичных объектов, использование реляционного хранилища данных в виде SQL Database:

– Таблицы представляют собой специализированное хранилище таблиц, которые используются прикладными приложениями, обеспечивают хранение больших объёмов данных;

– Очереди представляют собой специализированные очереди, которые позволяют обеспечить непрерывный и надежный обмен сообщениями между используемыми прикладными приложениями;

– Блобы представляют собой специализированное хранилище BLOB-объектов являющиеся простейшим способом хранения больших объёмов неструктурированных двоичных или текстовых данных, к которым можно отнести музыкальные файлы, видео и изображения;

– SQL Database представляет собой реляционную базу данных, являющуюся высокодоступной масштабируемой облачной службой базы данных, построенной на основе использования технологии SQL Server;

– SQL DataSync представляет собой облачную службу обеспечения синхронизации оперативных данных, которая обеспечивает как двунаправленную, так и однонаправленную синхронизацию данных;

– SQL Reporting представляет собой специализированную службу Microsoft SQL Reporting, позволяющая достаточно легко встроить в прикладное приложение Windows Azure широкий спектр возможностей по работе с информационными отчётами;

– SQL Federations представляет собой федерацию SQL в Azure которая позволяет значительно упростить операции масштабирования множества БД, которые размещены на множествах сотен узлов, что позволяет клиентам выполнять оплату непосредственно за используемые ресурсы сервиса;

– Backup данный сервис предлагает возможности организации надежной защиты используемой инфраструктуры сохранения информационных бэкапов Windows Server непосредственно в облаке;

– Azure Files представляет собой специализированный сервис, которые дает необходимые возможности для обращения к данным хранилища Azure Storage как к специальному сетевому ресурсу при помощи протокола SMB, что позволяет обеспечить привычный для пользователей доступ данным через сетевое взаимодействие из виртуальных машин [17].

Performance and mobile:

– Content Delivery Network представляет собой специализированную сеть кэширующих серверов (сеть CDN), которая позволяет повысить производительность установленных прикладных программных приложений по средствам выполнения кэширования контента ближе к своим клиентам и пользователям;

– Caching является распределённым кэшем в памяти, при помощи которого вместо использования медленного дискового хранилища прикладные программные приложения получают высокоскоростной доступ к данным, которые хранятся в оперативной памяти, с возможностью масштабирования;

– Кэш на базе Redis представляет собой специализированны сервис Azure Redis Cache представляющий готовое redis-хранилище с необходимым размером для выполнения задач кеширования необходимых пользовательских данных;

– Media Services представляет собой набор служб мультимедиа, который включает в себя специальные облачные версии различных технологий платформы мультимедиа от корпорации Microsoft и вспомогательных партнёров, в том числе используются для выполнения просмотра, операций кодирования, последующего преобразования существующего формата и обеспечения защиты пользовательского контента, а также выполнения потоковой передачи по выполненному запросу и в режиме реального времени;

– Mobile Services предлагает собой специализированную облачную инфраструктуру для обеспечения всех популярных мобильных платформ: Windows 8, Windows Phone, iOS и Android.

Технология Microsoft® .NET Services предоставляет собой несколько специализированных сервисов, которые ориентированы на технологическую платформу и .NET-разработчиков, и пакет специализированных прикладных программных средств для выполнения эффективной практической разработки SDK для построения различного рода .NET-приложений, которые предназначены для работы в облаке [14].

Сегодня обеспечивается необходимая широкая функциональность, которая связана, основным образом, с наличием большого спектра специализированных возможностей в подключении прикладных приложений, управлением операциями доступа и размещением рабочих процессов. На данный момент предлагается несколько сервисов, к которым можно отнести следующие: .NET Service Bus; .NET Access Control Service; .NET Workflow Service [8].

.NET Service Bus: предоставляет собой специализированную сетевую инфраструктуру для организации необходимого соединения прикладных программных приложений по средствам глобальной сети Internet на базе использования специальных шаблонов для выполнения обмена сообщениями способом, который обеспечивает возможности по прохождению различных межсетевых экранов и специализированных NAT-устройств без нарушения условий безопасности, которые предоставляются такими устройствами.

.NET Access Control Service: используется для обеспечения управлением доступа в облаках на основании использования утверждений. Данный сервис включает специализированные механизмы по выполнению преобразования необходимых утверждений, объединяющийся с различными поставщиками различных удостоверений, к которым можно отнести следующие Live ID (WLID) и Active Directory.

Live ID состоит из адреса электронной почты, используемого в качестве логина, и пароля. Данный сервис используется для авторизации в большинстве сервисов Microsoft, а также в системах Hotmail, Xbox Live, OneDrive, Messenger. Также используется в родительском контроле [13].

Если пользователь не хочет использовать учётную запись электронной почты для доступа к службе Live ID, можно зарегистрировать учётную запись с ограниченными правами.

На высоком уровне описания механизм работы Live ID состоит из трёх шагов: веб-приложение регистрируется в сервисе Live ID; аутентификация пользователя; Live сервис перенаправляет пользователя на страницу веб-приложения с информацией об успешном прохождении процесса аутентификации.

.NET Workflow Services: предоставляет собой специализированную инфраструктуру для выполнения операций размещения и последующего управления всеми активными рабочими процессами WF, уделяя основное внимание операциям взаимодействия по средствам использования сообщений .NET Service Bus.

.NET Services представляет собой новую инфраструктуру технологии .NET, которая предназначена для эффективной разработки приложений работающих в облаке. Среда разработки .NET Services основана на сервисах.

.NET Services разработана и оптимизирована с ориентированием на технологических разработчиков .NET. За счет использования специализированных инструментов SDK .NET Services работа с сервисами совсем не отличается от разработки приложений основанных на технологии .NET.

Инструментарий SDK позволяет обеспечить полное интегрирование с Workflow Foundation (WF) и Communication Foundation (WCF), что позволяет разработчикам .NET использовать свои навыки в этой области. Функциональность .NET Services все время расширяется для поддержки новых возможностей технологической платформы .NET Framework в облаке.

WF поддерживается в Visual Studio 2005 в виде расширения (add-on), в состав которого входит визуальный дизайнер процессов и визуальный отладчик, позволяющий отладить созданный процесс. В Visual Studio 2008 эта функциональность входит изначально.

WCF делает возможным построение безопасных и надёжных транзакционных систем через упрощённую унифицированную программную модель межплатформенного взаимодействия. Комбинируя предоставляемую функциональность существующих технологий .NET по разработке распределённых приложений (ASP.NET XML Web Services – ASMX, WSE 3.0, .NET Remoting, .NET Enterprise Services и System.Messaging), WCF предоставляет единую инфраструктуру разработки, при умелом применении повышающую производительность и снижающую затраты на создание безопасных, надёжных и транзакционных Web-служб нового поколения. Заложенные в неё принципы интероперабельности позволяют организовать работу с другими платформами, для чего используются технологии взаимодействия платформ, например WSIT, разрабатываемые на базе открытого исходного кода [19].

В тоже время, необходимо отметить то, что .NET Services была разработана для обеспечения передовых условий эффективной работы для разработчиков платформы .NET, которая основана на использовании протоколов, которые являются промышленными стандартами, что обеспечивает надежную интеграцию с ней любой платформы по средствам использования стандартов техники, к которой можно отнести следующие SOAP, REST и WS-*.

В качестве яркого примера чего сегодня для пользователелей глобальной сети Internet уже являются доступными для быстрого скачивания SDK Java и Ruby для .NET Services.

В процессе разработки комплексных работающих в облаке прикладных программных приложений для технологической платформы Azure™ Services, в большинстве случаев, будет необходимо использование многих, если не всех, описанных выше сервисов [7]. Сервисы .NET Services позволяют обеспечить широкие возможности по подключению и обеспечению безопасности, SQL Services – извлечение и хранение данных, и Live Services – необходимые функции для выполнения эффективной синхронизации используемых компонентов на базе использования технологии Mesh.

Огромной ценностью является наличие возможности сочетания перечисленных сервисов в конечном приложении.

Благодаря своим особенностям mesh-сети могут быть использованы в различных сферах. Областями применения mesh-сетей могут быть: широкополосный доступ в Internet, сети поселков (городов), офисные сети, домашние сети, сети коммунальных служб, транспортные сети, сети военного применения (обеспечение общественной безопасности) и так далее [13].

Также, необходимо отметить важность использования службы Master Data Services (MDS) представляет собой решение SQL Server по управлению основными данными. Управление основными данными (master data management, MDM) включает в себя действия, предпринимаемые организацией для нахождения и определения нетранзакционных списков данных с целью компиляции управляемых главных списков.

После правильного обучения большинство бизнес-пользователей должны приобрести способность реализовать решение Службы Master Data Services. Кроме того, можно использовать MDS для управления любым доменом; это не ограничивается управлением списками клиентов, продуктов или учетных записей. Службы MDS не содержат структур для каких-либо доменов непосредственно после установки – необходимые для себя домены определяет сам пользователь, создавая для них модели.

3. Программная реализация

3.1. Разработка базы данных

Физические модели баз данных позволяет определить способы размещения данных в среде хранения и способы доступа к этим данным, которые поддерживаются на физическом уровне системой управления базами данных.

Физическая модель разрабатываемой базы данных информационной системы представлена на рис. 1.

Рис. 1. Физическая модель базы данных

Определим первичные и внешние ключи в таблицах и необходимые связи между атрибутами таблиц для обеспечения целостности данных.

В таблице «Читатель» первичным ключом является атрибут «Код читателя».

В таблице «Выдача печатного издания» первичным ключом является атрибут «Код выдачи печатного издания». Атрибут «Код читателя» является внешним ключом к таблице «Читатель».

В таблице «Разделитель каталога» первичным ключом является атрибут «Код разделителя каталога».

В таблице «Алфавитный каталог» первичным ключом является атрибут «Код алфавитного каталога». Атрибут «Код разделителя каталога» является внешним ключом к таблице «Разделитель каталога». Атрибут «Код авторского знака» является внешним ключом к таблице «Авторский знак».

В таблице «Авторский знак» первичным ключом является атрибут «Код авторского знака».

В таблице «Раздел знаний» первичным ключом является атрибут «Код раздела знаний».

В таблице «Систематический каталог» первичным ключом является атрибут «Код систематического каталога». Атрибут «Код раздела знаний» является внешним ключом к таблице «Раздел знаний».

В таблице «Поставщик» первичным ключом является атрибут «Код поставщика».

В таблице «Печатное издание» первичным ключом является атрибут «Код печатного издания». Атрибут «Код алфавитного каталога» является внешним ключом к таблице «Алфавитный каталог».

Атрибут «Код поставщика» является внешним ключом к таблице «Поставщик». Атрибут «Код систематического каталога» является внешним ключом к таблице «Систематический каталог».

Такая организация базы данных информационной системы позволяет в полной мере реализовать информационные потребности в хранении данных предприятия.

3.2. Порядок порядка работы с программой

Для работы с формами, запросами и отчетами была разработана главная форма программы, рис. 2.

При помощи данной формы можно заполнять справочники, работать с документами, выполнять запросы и формировать отчеты для анализа и консолидации данных по библиотеке.

Рис. 2. Форма «Главное меню»

В структуре главного меню можно выделить следующие пользовательские справочники и документы:

– выдача издания;

– алфавитный каталог;

– систематический каталог;

– разделитель каталога;

– раздел знаний;

– образование;

– поставщики;

– сведения о закупке книг.

Форма предоставляет возможности пользователю информационной системы: ввода и просмотра информации базы данных; изменения данных; печати; создания сообщений.

Выдача печатного издания является основным документом по учету выданных книг читателям, рис. 3. По средствам использования пользовательской формы выдача издания можно ввести следующую информацию: код выдачи печатного издания; код печатного издания; код читателя; дата выдачи; дата возврата; примечание. При выполнении ввода кода печатного издания и кода читателя выполняется обращение к справочнику печатное издание, и соответственно к справочнику читатель.

Рис. 3. Форма «Выдача печатного издания»

Алфавитный каталог позволяет организовать работу с алфавитным указателем, в виде справочника, рис. 4.

Рис. 4. Форма «Алфавитный каталог»

Справочник «Систематический каталог» позволяет пользователю системы организовать обработку наименований разделов знаний и наименований книг, рис. 5.

Рис. 5. Форма «Систематический каталог»

Пользовательский справочник «Авторский знак» позволяет вести учет авторских знаков, шифров знака и дополнительных авторских знаков, что изображено на рис. 6.

Рис. 6. Форма «Авторский знак»

Справочник «Разделитель каталога» позволяет организовать работу с разделителями каталога, рис. 7.

Рис. 7. Форма «Разделитель каталога»

Пользовательский справочник «Раздел знаний» позволяет организовать работу с разделителями знаний, рис. 8.

Справочник «Читатель» позволяет организовать работу с информацией о читателях, рис. 9.

Рис. 8. Форма «Раздел знаний»

Все разработанные формы информационной системы имеют следующие навигационные возможности:

– переход к следующей записи;

– переход к предыдущей записи;

– переход к самой первой записи;

– переход к самой последней записи;

– сохранить измерения;

– добавить запись;

– удалить запись;

– отменить изменения;

– закрыть форму.

Рис. 9. Форма «Читатель»

Справочник «Поставщик» позволяет организовать работу с информацией о поставщиках книг, рису. 10.

Справочник «Печатное издание» позволяет организовать работу с информацией о печатных изданиях, рис. 11.

Рис. 10. Форма «Поставщики»

Рис. 11. Форма «Печатное издание»

Для обеспечения пользователя аналитическими были разработаны запросы и отчеты. Запросы и отчеты автоматизированной информационной системы представлены следующим образом:

– информация о читателе;

– список должников;

– информация о издании;

– библиотечный фонд.

Один из разработанных запросов позволяет просмотреть оперативную информации о интересующем читателе библиотеки. Для взаимодействия с запросом необходимо воспользоваться диалоговым окном, в котором нужно ввести ФИО читателя. Результат выполнения запроса представлен на рис. 12.

Рис. 12. Результат выполнения запроса

Следующий запрос позволяет просмотреть оперативную информацию о задолжниках библиотеки. Результат выполнения данного запроса представлен на рис. 13.

Рис. 13. Результат выполнения запроса

Таким образом, описанные объекты информационной системы отражают технологию работы с ней. Накопленная оперативная информация в базе данных информационной системы может быть использована для дальнейшей обработки существующими средствами автоматизации предприятия. Дальнейшим развитием информационной системы является ее оптимизация и добавление новых функциональных возможностей.

Заключение

В процессе выполнения данной работы были получены следующие результаты. Дана характеристика облачных технологий, которые предполагают обработку информации в облаке при помощи специализированных служб. Типы облачных служб: инфраструктура как услуга (IaaS); платформа как услуга (PaaS); программное обеспечение как услуга (SaaS).

Установлено, что технология Microsoft Azure может быть предложена для обеспечения информационного и математического обеспечения вычислительной системы.

Microsoft Azure является названием специализированной облачной платформы от компании Microsoft. Данная облачная платформа представляет широкий спектр возможностей по разработке и последующему выполнению прикладных программных приложений и обеспечивает хранение данных на используемых серверах, которые расположены в различных распределённых дата-центрах.

Microsoft Azure предоставляет широкий спектр специализированных сервисов, покрывающие множество сценариев: Cloud Services; Data Management; Performance and mobile.

Самые важные преимущества облачных вычислений: затраты; скорость; глобальный масштаб; производительность; надежность.

В качестве примера была представлена программная система для библиотеки. При проектировании базы данных информационной системы библиотеки были выделены следующие сущности: читатель; выдача; разделитель каталога; алфавитный каталог; печатное издание; раздел знаний; поставщик; систематический каталог; авторский знак. Также, были установлены необходимые связи между таблицами базы данных.

В структуре главного меню были реализованы следующие пользовательские справочники и документы: формуляр читателя; алфавитный каталог; систематический каталог; разделитель каталога; раздел знаний; образование; поставщики; сведения о закупке книг.

Для обеспечения пользователя аналитическими возможностями были разработаны запросы и отчеты: информация о читателе; список задолжников; информация о издании; библиотечный фонд.

Дальнейшим развитием информационной системы является интеграция ее с web-сервисами.

Список использованной литературы

Архипенков С. Хранилища данных. От концепции до внедрения / С. Архипенков, Д. Голубев, О. Максименко. - М.: Диалог-Мифи, 2017. – 528 c.
Архитектура и проектирование программных систем : монография / С.В. Назаров. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : ИНФРА-М, 2018. – 374 с.
Афонин В.В. Моделирование систем: учебно-практическое пособие / В.В. Афонин, С.А. Федосин. - М.: Интуит, 2016. – 231 c.
Базы данных. Практическое применение СУБД SQL и NoSOL-типа для применения проектирования информационных систем: Учебное пособие / Мартишин С.А., Симонов В.Л., Храпченко М.В. – М.:ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2017. – 368 с.
Баранова Е.К. Информационная безопасность и защита информации : учебное пособие / Е. К. Баранова, А. В. Бабаш. - 3-е изд., перераб. и доп. – М. : РИОР ; М. : ИНФРА-М, 2017. – 322 с.
Безопасность и управление доступом в информационных системах : учеб. пособие / А.В. Васильков, И.А. Васильков. – М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2017. – 368 с.
Бекаревич Ю. Access за 21 занятие для студента / Ю. Бекаревич. - М.: БХВ-Петербург, 2017. – 525 c.
Бизнес-процессы: регламентация и управление : учебник / В.Г. Елиферов, В.В. Репин. – М. : ИНФРА-М, 2018. – 319 с.
Гагарина Л.Г. Технология разработки программного обеспечения: учеб. пособие / Л.Г. Гагарина, Е.В. Кокорева, Б.Д. Виснадул ; под ред. Л.Г. Гагариной. – М. : ИД «Форум» : ИНФРА-М, 2017. – 400 с.
Гвоздева В.А. Основы построения автоматизированных информационных систем [Текст]: учебник. - Москва: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2017. – 320 с.
Информатика: программные средства персонального компьютера : учеб. пособие / В.Н. Яшин. – М. : ИНФРА-М, 2018. – 236 с.
Информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) : учеб. пособие / Н.Г. Плотникова. – М. : РИОР : ИНФРА-М, 2018. – 124 с.
Информационные технологии в профессиональной деятельности : учеб. пособие / Е.Л. Федотова. – М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. – 367 с.
Информационные технологии и управление предприятием: Пособие / Баронов В.В., Калянов Г.Н., Попов Ю.И., - 2-е изд., (эл.) – М.:ДМК Пресс, 2018. – 329 с.
Кренке Д. Теория и Практика построения баз данных / Д. Кренке. - М.: СПб: Питер; Издание 9-е, 2017. – 858 c.
Кузнецов С.Д. Основы баз данных / С.Д. Кузнецов. - М.: Бином, 2017. – 484 c.
Моделирование бизнес-процессов. Практический опыт разработчика: Пособие / Ильин В.В., - 4-е изд., (эл.) – М.:Интермедиатор, 2018. – 252 с.
Программирование в алгоритмах / Окулов С.М., – 6-е изд., (эл.) - М.:Лаборатория знаний, 2017. – 386 с.
/ В.И. Корнеев, Л.Г. Гагарина, М.В. Корнеева. – М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. – 517 с.
Программирование на языке высокого уровня. Программирование на языке С++: учеб. пособие / Т.И. Немцова, С.Ю. Голова, А.И. Терентьев ; под ред. Л.Г. Гагариной. – М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. – 512 с.
Рудаков А.В. Технология разработки программных продуктов: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования – 11-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2017. – 208 с.
Федорова Г.Н. Разработка, внедрение и адаптация программного обеспечения отраслевой направленности: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / Г.Н. Федорова. –: М.: КУРС : ИНФРА – М, 2017. – 334 с.
Шишов О.В. Современные технологии и технические средства информатизации: учебник / О.В. Шишов. - Москва: ИНФРА-М, 2017. – 462 с.