Проектирование информационных систем

Начнем с рассмотрения общей архитектуры. Для начала, давайте выделим характерные особенности информационных систем подобного рода, функционирующих в сети Интернет на веб-сайтах, т.к. задача проектирования базируется на характеристиках той или иной системы и предъявляемых функциональных требованиях. Итак:

вся информация и все вычисления хранятся и выполняются на сервере
у каждого клиента свой броузер
многопользовательский доступ
разграничение доступа
ограничения по объему передаваемой информации
повышенные требования к безопасности
повышенные требования к производительности
переносимость

Рассмотрим по порядку эти характеристики. На переднем плане первые два пункта. Они представляют собой наиболее важное отличие от информационных систем, функционирующих в закрытых сетях. Мы не имеем возможности хранить и обрабатывать какую-либо информацию на стороне клиента. Все должно выполнятся на сервере. При разработке информационной системы с клиентским программным обеспечением можно было бы хранить часть пользовательской информации и обрабатывать ее на стороне клиента. Такая возможность позволила бы нам разгрузить сервер и трафик сети. Например, в случае анализа посетителей веб-сайтов, мы хранили бы основные объемы информации у клиентов, а на сервере - лишь общедоступные статистические отчеты, выжимки и сравнительные показатели с другими клиентами. Но мы не имеем такой возможности, поэтому надо тратить большие деньги на накопители жестких дисков и вычислительные мощности серверов. Многопользовательский доступ и разграничение доступа являются общими требованиями для всех информационных систем. Важным критерием является ограничение по объему передаваемой информации. На сервере может быть канал с большой пропускной способность, но по этому каналу идет информация от множества клиентов. В свою очередь, у пользователя информация идет только для него, но очень часто пользователи сидят на плохих каналах, например, на модемном соединении, или же просто, в силу удаленности и большого количества шлюзов между клиентом и сервером, скорость передачи информации очень медленная. В связи с тем, что в сети Интернет находится огромное количество людей, среди которых есть и злоумышленники, то необходимо предъявлять повышенные требования к безопасности. Вы не можете написать инструкцию пользователю: делай так, а не иначе, а вот здесь у нас дырка, чтобы ее обойти, делайте так-то. Вы не знаете, чего ожидать от пользователя. В связи с тем, что на сервере происходят все вычисления, и что пользователь хочет работать в режиме реального времени и не намерен ждать и 30 секунд, выполнение отдельно взятой CGI-программы должно происходить максимально быстро. И наконец, переносимость. Конечно, эта особенность не столь важна, но допустим, вам потребовалось открыть зеркало сайта на другом континенте. Принципиально надо решить две проблемы. Во-первых, настройка серверной платформы и вашего программного обеспечения для функционирования вашей информационной системы. Во-вторых, перевод системы на другой язык. На другом континенте может просто не оказаться ни требуемой вашей информационной системой платформы, ни специалистов, которые бы могли все это установить, настроить и поддерживать. Например, будет другая разновидность Unix. Все эти характерные особенности, в основном, и определяют стадию проектирования.

В процессе проектирования информационной системы можно выделить три основных этапа:

проектирование пользовательского интерфейса;
проектирование базы данных;
проектирование связующей системы CGI-программ.

На первом этапе проектирования необходимо выяснить требования пользователей к системе и, на основании этих требований, сделать макет сайта, показывающего все HTML-формы и HTML-файлы отчетов взаимодействия с информационной системой. Желательно, чтобы HTML-формы содержали некоторые данные по умолчанию и ссылались на HTML-документы, которые, предполагается, будут результатом выполнения запроса к системе. В этом случае, пользователям будет легче понять, что же вы спроектировали.
Проектирование базы данных подробно обсуждалось в главе "Проектирование баз данных", поэтому здесь повторяться не будем. Отметим лишь, что данный этап скрыт от пользователей, и вся ответственность за выбор верного решения ложится на вас, как на разработчика.
На третьем этапе выясняется набор CGI-программ. Что делает каждая CGI-программа, и взаимосвязи между ними. Сразу хочется отметить одну очень распространенную ошибку начинающих веб-разработчиков, которые в одной программе реализуют несколько функций. Например, при разработке гостевой книги делается один CGI-скрипт, который вызывается во всех HTML-формах: и при показе сообщений, и при добавлении, еще хуже, если туда же включают функции администраторского доступа, т.е. удаление и редактирование сообщений. Есть три существенных причины, по которым не стоит так делать. Во-первых, это потенциальная дыра в безопасности. Во-вторых, загрузка и выполнение такой CGI-программы будет происходить медленнее. И в-третьих, такую программу сложно модифицировать, тестировать и отлаживать, т.к. она сама по себе представляет сложность из-за объема исходного текста.

Наиболее правильным решением является однозначная связь между функциональным требованием и CGI-программой. Одна функция (операция) - одна CGI-программа. В этом случае, исходный код будет простым и небольшим, а следовательно, значительно снижается вероятность пропустить в нем дыру в безопасности. Загрузка и выполнение такой программы будет происходить значительно быстрее. И самое главное, модифицировать и поддерживать такую программу будет значительно легче.

Помимо того, чтобы расписать, какая программа какую функцию выполняет, вам необходимо установить взаимосвязи между ними. Это такая паутинная схема. В простых системах она простая, в больших ее сложность возрастает нелинейно. Конечно, можно расставлять связи по месту. В простых системах вообще ничего не рисуют, т.к. и так все очевидно. Но вот в больших системах, особенно, если вы работаете в команде из нескольких человек, полезно иметь визуальное представление, откуда и какой CGI-скрипт вызывается, и куда вы попадете после его выполнения. Принципиально, как мы уже рассматривали в главе "CGI-программирвание", CGI-программа может выдавать либо текст, либо перенаправлять на другой адрес в Интернет, либо же выдавать картинку или еще какой файл. Вот такого рода схемку, набросанную от руки, полезно иметь, чтобы ясно представлять себе архитектуру проекта.

Содержание раздела