Автоматизированные информационные системы медицинского назначения. Лекция 04

Основные понятия
Система (от греческого systema — целое, составленное из частей соединение) — это совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Примеры – человеческий организм, АИС управления медицинским университетом.
Элемент системы — часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. Сложные элементы систем, в свою очередь состоящие из более простых взаимосвязанных элементов, часто называют подсистемами. Примеры – кровеносная система человека, бухгалтерская система учета.
Организация системы — внутренняя упорядоченность, согласованность вза­имодействия элементов системы, проявляющаяся, в частности, в ограничении разнообразия состояний элементов в рамках системы. Примеры – норма артериального давления, оклад по штатному расписанию.

Основные понятия
Структура системы — состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства системы.
Структура системы может быть – линейная, иерархическая, сетевая.
Архитектура системы — совокупность свойств системы, существенных для пользователя.
Целостность системы — принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов (эмерджентность свойств) и, в то же время, зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы.
Автоматизированная Информационная система (АИС) — взаимосвязанная совокуп­ность средств, методов и персонала, используемых для хра­нения, обработки и выдачи информации в интересах дости­жения поставленной цели

Классификация АИС по масштабу
По масштабу автоматизированные информационные системы подразделяются на следующие группы:
одиночные;
групповые;
корпоративные.
Одиночные информационные системы реализуются, как правило, на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место.
Подобные приложения используются как специализированные автоматизированные рабочие места (АРМ) медицинского персонала.
Примеры – биохимическая лаборатория, рентген-аппарат, УЗИ.

Классификация АИС по масштабу
Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использова­ние информации членами рабочей группы и как правило строятся на базе локальной вычислительной сети.
Примеры – электронная регистратура, электронная история болезни, АИС «Лечебное отделение»
При разработке таких приложений используются серверы баз данных ( SQL-серверы) для рабочих групп.
Наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, InterBase, Sybase, Informix.

Классификация по масштабу
Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать тер­риториально разнесенные узлы или сети. Примеры – АИС ЛПУ, АИС аптечной сети региона (макрорегиона), АИС территориального уровня.
Корпоративные АИС имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура кли­ент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. Однако в крупных информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Microsoft SQL Server.

Классификация АИС по сфере применения
По сфере применения автоматизированные информационные системы обычно подразделяются на четыре группы:
системы обработки транзакций;
системы принятия решений;
информационно-справочные системы;
офисные информационные системы.
Рассмотрим последовательно эти классы АИС

Системы обработки транзакций
Системы обработки транзакций - предназначены для оперативного получения информации по интересующему пользователя объекту или группе объектов.
Примеры - получение данных ЭКГ больного в его электронную карту, количество пациентов, побывавших на приеме у врача N, получение информации о совместимости применяемых фармакологических препаратов.
По оперативности обработки данных разделяются на пакетные информационные системы и оперативные инфор­мационные системы.
Режим оперативной обработки транзакций - отражение актуального состояния предметной области в любой момент времени,
Режим пакетной обработки – передает данные через определенный период времени.

Классификация АИС по сфере применения
Системы поддержки принятия решений — DSS (Decision Support Systems) — пред­ставляют собой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических и по другим показателям.
Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные систе­мы получили в сети Интернет.
Класс офисных информационных систем нацелен на перевод бумажных докумен­тов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление докумен­тооборотом.

Классификация АИС по способу организации
По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы:
системы на основе архитектуры файл-сервер;
системы на основе архитектуры клиент-сервер;
системы на основе многоуровневой архитектуры;
системы на основе Интернет/интранет - технологий.
В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональ­ные компоненты, которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем.

Основные понятия технологии "клиент-сервер"
Что такое архитектура "клиент-сервер"?
Клиент-серверная система характеризуется наличием двух взаимодействующих самостоятельных процессов - клиента и сервера, которые выполняются на разных компьютерах, обмениваясь данными по сети.
Серверами (servers) называются процессы, реализующие некоторую службу, например службу файловой системы или базы данных.
Клиентами (clients) называются процессы, запрашивающие данные у службы серверов путем посылки запроса и последующего ожидания ответа от сервера, .

Основные понятия технологии "клиент-сервер"
По такой схеме построены системы обработки данных на основе СУБД, почтовые и другие системы. Мы будем говорить о базах данных и системах на их основе. Сравним клиент-серверную архитектуру с файл-серверной.
В файл-серверной системе данные хранятся на файловом сервере, а их обработка осуществляется на рабочих станциях.
Приложение на рабочей станции "отвечает за все" - за формирование пользовательского интерфейса, логическую обработку данных и за непосредственное манипулирование данными. Файловый сервер предоставляет услуги только самого низкого уровня - открытие, закрытие и модификацию файлов. Обратите внимание - файлов, а не базы данных. Система управления базами данных расположена на рабочей станции.

Архитектура файл-сервер
Только извлекает данные из хранящихся на сервере файлов
Вся обработка данных происходит на клиентах
Дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на сервер.
Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети.

Архитектура клиент-сервер
В системе функционируют два приложения - клиент и сервер, делящие между собой основные функции.
Сервер баз данных занимается хранением и непосредственным манипулированием данными (Microsoft SQL Server, Oracle, Sybase)
Клиент занимается формированием пользовательского интерфейса (специальные инструменты, а также настольные СУБД).

Архитектура клиент-сервер
Клиент посылает на сервер запросы, сформулированные на языке SQL.
Сервер обрабатывает эти запросы и передает клиенту результат (разумеется, клиентов может быть много).
Таким образом, непосредственным манипулированием данными занимается один процесс - сервер.
Обработка данных происходит там же, где данные хранятся - на сервере, что исключает необходимость передачи больших объемов данных по сети.

Сравнение файл-серверной и клиент-серверной архитектур
Архитектура клиент-сервер
непосредственным манипулированием данными занимается один процесс
обработка данных происходит там же, где данные хранятся - на сервере, что исключает необходимость передачи больших объемов данных по сети
Сервер должен иметь очень значительную вычислительную мощность
Архитектура файл-сервер
непосредственным манипулированием данными занимается несколько независимых и несогласованных между собой процессов.
для осуществления любой обработки (поиск, модификация, суммирование и т.п.) все данные необходимо передать по сети с сервера на рабочую станцию
Рабочая станция должна иметь значительную вычислительную мощность

Трехуровневая Архитектура клиент-сервер
В трехуровневом приложении появляется третий, промежуточный уровень, реализующий бизнес-правила, которые являются наиболее часто изменяемыми компонентами приложения.

Зачем нужно много уровней
Наличие не одного, а нескольких уровней позволяет гибко и с минимальными затратами адаптировать приложение к изменяющимся требованиям бизнеса.
Пример в некоей организации изменились правила расчета заработной платы (бизнес-правила) и требуется обновить соответствующее программное обеспечение.
1) В файл-серверной системе мы "просто" вносим изменения в приложение и обновляем его версии на рабочих станциях. Но это "просто" влечет за собой максимальные трудозатраты.
2) В двухуровневой клиент-серверной системе, если алгоритм расчета зарплаты реализован на сервере в виде правила расчета зарплаты, его выполняет сервер бизнес-правил, выполненный, например, в виде OLE-сервера, и мы обновим один из его объектов, ничего не меняя ни в клиентском приложении, ни на сервере баз данных.
3) В трехуровневой системе можно просто заменить сервер расчета заработной платы.

Схема работы трехуровневой системы
клиент-сервер

Контрольные вопросы
Что называется сервером в архитектуре «клиент-сервер"?
Что называется клиентом в архитектуре "клиент-сервер"?
Перечислите компоненты и их функции в модели "файл-сервер"
Перечислите компоненты и их функции в двухуровневой модели "клиент-сервер".
Перечислите компоненты и их функции в трехуровневой модели "клиент-сервер".