Московский Государственный Технический Университет имени Н. Э. Баумана

Курсовая работа

по дисциплине «Супер ЭВМ»

Автоматизированная информационная система для библиотеки

(бизнес процесс: добавление книг, количество филиалов: 6)

Выполнили:

студенты группы ИУ5-94

__________ Шевченко Р.В.

Принял:

доцент кафедры ИУ5

___________ Тоноян С.А.

Москва

2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Техническое задание 3

1.1. Наименование 3

1.2. Основание для разработки 3

1.3. Цель разработки 3

1.4. Задачи, подлежащие решению 3

1.4.1. Для АИС необходимо запроектировать сеть: 3

1.4.2. Выбрать оборудование и ОС для офисов. 3

1.4.3. Разработать модель бизнес процесса АИС. 3

1.4.4. Выбрать СУБД DB2 для использования с «1С: Предприятие 8». 3

1.5. Требования к составу технических средств 4

1.6. Требования к составу программных средств 4

1.7. Техническая документация, предъявляемая по окончании работы 4

1.8. Порядок приема работы 4

1.9. Дополнительные условия 4

2. Проектирование сети автоматизированной информационной системы 5

2.1. Архитектура клиент-сервер. 5

2.2. Схема сети АИС «Библиотеки». 6

3. Выбор оборудования и операционной системы для офисов 7

3.1. Особенности и характеристики современных мейнфреймов. 7

3.2. Операционные системы из линейки Z/OS. 8

3.3. Выбор оборудования. 9

4. Разработать модель бизнес процесса АИС 11

4.1. Нотация BPMN. 11

4.2. Диаграмма бизнес процесса в нотации BPMN. 12

5. Выбор СУБД DB2 для использования с «1С: Предприятие 8» 13

5.1. Система управления базами данных DB2. 13

5.2. Режимы архивации и резервного копирования информационной БД. 13

5.3. Методы восстановления информационной БД. 14

5.4. Проектирование схемы базы данных. 15

1. Техническое задание

   1. Наименование

Проектирование распределенной сети обработки информации АИС «Библиотека».

1. Основание для разработки

Основанием для разработки является учебный план кафедры АСОИУ МГТУ им. Н.Э.Баумана.

1. Цель разработки

Целью разработки является создание проектного решения на распределенную сеть обработки информации, объединяющую все подразделения АИС библиотеки, состоящей из центрального и шести удаленных филиалов.

1. Задачи, подлежащие решению

В процессе выполнения курсовой работы необходимо решить следующие задачи:

1. Для АИС необходимо запроектировать сеть:

• по архитектуре клиент-сервер;

• по структуре 6-8 офисов, один из которых главный.

1. Выбрать оборудование и ОС для офисов.

Для центрального офиса выбрать супер ЭВМ типа мэйнфрейм и советующую операционную систему из линейки Z/OS. Выбор произвести используя методику анализа прототипов и аналогов (не менее 3-4-х аналогов по 5-7 критериям). Задаться количественными характеристиками запросов для АИС.

1. Разработать модель бизнес процесса АИС.

Разработать модель бизнес процесса АИС в нотации BPMN в виде диаграмм. Привести словесное описание бизнес процесса. Диаграмма моделирования бизнес процесса в нотации BPMN должна содержать следующие элементы:

• объекты потока управления

• соединяющие объекты

• роли (не менее 2 пулов или 1 пул и 2 дорожки).

1. Выбрать СУБД DB2 для использования с «1С: Предприятие 8».

В качестве СУБД выбрать DB2 для использования с «1С: Предприятие 8». Обосновать выбор режимов архивации и восстановления информационной БД.

1. Требования к составу технических средств

Сеть включает центральный офис и 5-7 филиалов.

Для центрального офиса выбрать супер ЭВМ типа мэйнфрейм.

1. Требования к составу программных средств

Использовать операционную систему для офисов из линейки Z/OS.

1. Техническая документация, предъявляемая по окончании работы

По окончании работы должна быть предъявлена следующая документация:

- Структурная схема запроектированной сети;

- Модель бизнес процесса АИС в нотации BPMN;

- Схема спроектированной БД;

- Пояснительная записка.

1. Порядок приема работы

Прием работы осуществляется путем проверки соответствия выполненной работы пунктам технического задания.

1. Дополнительные условия

Данное техническое задание может уточняться в установленном порядке.

1. Проектирование сети автоматизированной информационной системы

   1. Архитектура клиент-сервер.

Клиент-сервер — сетевая архитектура или организация построения сети, в которой производится разделение вычислительной нагрузки между включенными в ее состав компьютерами, выполняющими функции клиентов, и одной мощной центральной ЭВМ — сервером. Процесс наблюдения за данными отделен от программ, использующих эти данные. Сервер может поддерживать центральную базу данных, расположенную на большом компьютере, зарезервированном для этой цели. Клиент — сторона (ЭВМ, программа или пользователь), запрашивающая и использующая информацию и/или ресурсы у сервера в среде клиент-сервер.

Рис.1.1. Архитектура клиент-сервер.

Преимущества:

• Отсутствие дублирования кода программы-сервера программами-клиентами.

• Так как все вычисления выполняются на сервере, то требования к компьютерам на которых установлен клиент снижаются.

• Все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов. На сервере проще обеспечить контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа.

• Позволяет объединить различные клиенты. Использовать ресурсы одного сервера часто могут клиенты с разными аппаратными платформами, операционными системами и т. п.

• Позволяет разгрузить сети за счёт того, что между сервером и клиентом передаются небольшие порции данных.

Недостатки:

• Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть. Неработоспособным сервером следует считать сервер, производительности которого не хватает на обслуживание всех клиентов, а также сервер, находящийся на ремонте, профилактике и т. п.

• Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста — системного администратора.

• Высокая стоимость оборудования.

1. Схема сети АИС «Библиотеки».

Схема сети, спроектированной для автоматизированной информационной системы, представлена на рис. 2.1. Она включает 6-8 библиотек, одна из которых главная.

Рис.2.1. Схема сети АИС.

Локальные сети внутри каждого здания построены на технологии 100 Base TX. Данная технология обладает следующими преимуществами:

• Низкая стоимость

• Относительно высокая надежность

• Простота прокладки, установки и настройки

• Поддержка любым современным оборудованием

• Расстояние между узлами до 100 м

Возможно построение VPN сети через глобальную сеть Интернет, с подключением к ней по технологии ADSL или более быстрых технологий. Данное требование к реализации сети вытекает из слабой защищенности каналов, а так же низкому доверю к достоверности информации в этих сетях.

В главном офисе наряду с рабочими станциями устанавливается мэйнфрейм а так же хранилища данных для БД и резервных копий. В случае реализации зеркалировании данных БД в собственном хранилище и малого бюджета. Допускается совмещение сервера резервного копирования и БД в одном, однако это в любом случае снизит надежность данной системы в целом.

1. Выбор оборудования и операционной системы для офисов

   1. Особенности и характеристики современных мейнфреймов.

Мейнфре́йм — наиболее мощный высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней, используемый в качестве главного или центрального компьютера.

Централизованная обработка данных или централизованные вычисления на мейнфреймах решает многие задачи построения информационных систем масштаба предприятия проще и дешевле, чем распределённая. На решение выбрать в качестве супер ЭВМ вычислительную машину типа мейнфрейм повлиял ряд их особенностей:

• Среднее время наработки на отказ. Время наработки на отказ современных мейнфреймов оценивается в 12-15 лет. Надёжность мейнфреймов — это результат их почти 60-летнего совершенствования. Группа разработки операционной системы VM/ESA затратила 20 лет на удаление ошибок, и в результате была создана система, которую можно использовать в самых ответственных случаях.

• Повышенная устойчивость систем. Мейнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок за счёт использования двух принципов. Дублирование: два резервных процессора, резервные модули памяти, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам. Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров.

• Целостность данных. В мейнфреймах используется память с коррекцией ошибок. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих вывода на внешние устройства. Дисковые подсистемы построенные на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования защищают от потерь данных.

• Рабочая нагрузка. Рабочая нагрузка мейнфреймов может составлять 80-95 % от их пиковой производительности. Операционная система мейнфрейма будет обрабатывать всё сразу, причём все приложения будут тесно сотрудничать и использовать общие компоненты ПО.

• Пропускная способность. Подсистемы ввода-вывода мейнфреймов разработаны так, чтобы работать в среде с высочайшей рабочей нагрузкой на ввод-вывод данных.

• Масштабирование. Масштабирование мейнфреймов может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается линейкой процессоров с производительностью от 5 до 200 MIPS и наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное масштабирование реализуется объединением ЭВМ в Sysplex (System Complex) — многомашинный кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером. Всего в Sysplex можно объединить до 32 машин. Программное масштабирование — на одном мейнфрейме может быть сконфигурировано фактически бесконечное число различных серверов. Причем все серверы могут быть изолированы друг от друга так, как будто они выполняются на отдельных выделенных компьютерах и в то же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные.

• Доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Требуется небольшое количество физических серверов и значительно более простое программное обеспечение. Всё это, в совокупности, ведёт к повышению скорости и эффективности обработки.

• Защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства, и средства защиты операционных систем, дополненные программными продуктами, обеспечивают надёжную защиту.

• Пользовательский интерфейс. Пользовательский интерфейс у мейнфреймов всегда оставался наиболее слабым местом. Сейчас же стало возможно для прикладных программ мейнфреймов в кратчайшие сроки и при минимальных затратах обеспечить современный веб-интерфейс.

• Сохранение инвестиций — использование данных и существующих прикладных программ не влечёт дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переучиванию персонала, переноса данных и т. д.

1. Операционные системы из линейки Z/OS.

z/OS — проприетарная 64-битная серверная операционная система, разработанная компанией IBM для мейнфреймов собственного производства. Является дальнейшим развитием операционной системы OS/390, объединяя MVS и системные службы Unix.

Содержит большинство функций, реализованных в 1970-х и 1960-х, z/OS также предлагает многие отличительные черты и элементы, идентичные таковым в ныне доступных открытых системах.

На данный момент z/OS легко взаимодействует с TCP/IP и web. Поддержка действующих стандартов функциональности в z/OS и поддержка Linux и OpenSolaris позволяет наращивать возможности для будущего использования.

z/OS работает также на мейнфреймах более ранних архитектур, чем z/Architecture, которые работали в 32-битном режиме. Тем не менее, начиная с версии z/OS V1R6, z/OS требует 64-битные серверы IBM System z. Поддержка версии z/OS V1R5 осуществлялась до 31 марта 2007 года.