Книга: The Programmers

Типы систем

Типы систем

Один из самых важных вопросов, который нужно задать о новой системе, или даже о старой системе, с которой пришлось столкнуться, — какого вида эта система? Никто не станет даже пытаться расположить колонию хиппи вокруг плаца или военный лагерь в виде хаотически расположенных вигвамов, соединенных тропинками! Любая система может обладать более чем одним признаком из перечисленных ниже, хотя некоторые взаимно исключают друг друга. Эти, вероятно полезные, признаки — грубые категории, встречающиеся на практике. Они не выведены из какой-то лежащей в основе теории. Примеры типов систем такие:

Монолитная. Централизованная обработка, а также оффлайновые соединения с пользователями либо примитивные терминалы — вот что такое монолит. Пользователи находятся либо в том же здании либо подключены по постоянной выделенной линии. Это прекрасный способ проделать обработку громадного количества коммерческих данных, когда к системе подключены промышленные средства ввода документов, огромные хранилища данных на дисках и лазерные принтеры, выплевывающие страницы на несколько футов в воздух. У монолитов свои проблемы — пользователи, например, часто лишены возможности доступа к резервной копии! Но это сглаживается высокой степенью контроля над системой. Устойчивое к сбоям оборудование (включающее RAID и резервирование питания) и сложные технологии серверов баз данных — вот где имеют преимущество такие системы.

Клиент-Сервер. Распределяет обработку среди пользователей для работы, которая должна быть сосредоточена в одном месте. Предоставляет хорошее разбиение на уровни, разделяя хранение, обработку и взаимодействие с пользователем (HCI — Human-Computer Interface, человеко-машинный интерфейс). Допускает локальную специализацию по функциям и нескольких поставщиков, и, следовательно, сохраняет инвестиции при последующем расширении. Требует (и, следовательно, использует) более сложную сеть, чем монолит, но лучше приспособлена к интерактивной работе, давая максимально возможному числу пользователей выполнять обработку локально, используя средства, наиболее соответствующие потребностям пользователей. Все клиент-серверные архитектуры внутри себя прячут монолит.

Интерактивная. Позволяет пользователю вступать в диалог с системой. Незаменима, когда требуется быстрый отклик, либо при работе с широкой публикой. В наше время обычно построены на графическом интерфейсе. Состояние системы постоянно изменяется, поэтому требуется журналирование, либо периодически будет возникать риск потери данных. Проблема распределения нагрузки — важный момент, поскольку число пользователей меняется, и нагрузка регулярно скачет от нормальной до пиковой.

Пакетная. Хотя их часто считают устаревшей стратегией с использованием перфокарт, пакетные системы просты, надежны, великолепно себя ведут при неустойчивой связи и масштабируются лучше, чем интерактивные системы.

Управляемая событиями. Реагирует на события из внешнего мира. Приложения с графическим интерфейсом большую часть времени находятся в ожидании, пока пользователь что-нибудь нажмет, чтобы отреагировать на событие. «Однорукие бандиты» (игровые автоматы) — тоже управляемые событиями системы, как и сигнализация. У управляемых событиями систем сложное пространство состояний и большая чувствительность к вводимым данным. Часто для них ограничивается время ответа на событие. Если проблему можно представить как не управляемую событиями систему, то лучше так и сделать.

Управляемая данными. Аналогична управляемой событиями и пакетной, но с ясными потоками данных через каждую подсистему, где наличие входных данных — это событие-триггер, заставляющее каждую подсистему выполнять свой цикл обработки. Управляемые данными системы гибче пакетных, поскольку размер пакета может изменяться динамически, но они обладают надежностью пакетных систем, поскольку мы всегда можем узнать, как далеко мы зашли в обработке каждого пакета. Каждая подсистема может организовывать элементарную операцию, выдающую информацию и удаляющую входные данные, так что даже при восстановлении после сбоя питания система сразу готова к работе, поскольку состояние системы всегда устойчиво. Системы электронной почты — пример систем, управляемых данными.

Оппортунистическая. (рассчитывающая на благоприятную возможность)Этот тип систем никогда не пострадает от ошибок при передаче, поскольку они используют каналы только тогда, когда это возможно. В действительности, большинство офисов оппортунистические, поскольку они построены на основе Ethernet. Данные хранятся в буфере до тех пор, пока локальный передатчик не передаст их без конфликтов (collision).

Штурманская (Dead reckoning). Пытается проследить каждый шаг пользователя. Часто представляется желательной, поскольку позволяет обеспечить сильную проверку данных пользователя, но может оказаться очень хрупкой, что приводит к шуткам типа знаменитой: «Бесполезно нажимать на это, компьютер говорит, что этого тут нет!»

Сходящаяся в одну точку (Convergent). Тут не интересно отслеживать каждый шаг происходящего в реальном мире процесса, здесь внимание направлено на регистрацию изменений состояний в ключевых точках и интегрировании данных в виде аккуратной картины реального мира в некоторый момент в прошлом, и прогрессивно ухудшающейся аппроксимацией по мере приближения к настоящему. Мобильные пользователи, которые закачивают данные со своих ноутбуков в корпоративную сеть — хороший пример. Мы очень точно знаем, как много мы продали на прошлой неделе, очень приблизительно знаем о вчерашнем дне, но мы не получили еще данные от Джона и Джилла, поэтому не знаем почти ничего о сегодняшнем дне.

На гребне волны (Wavefront). Системы, работающие по мере появления событий. Управление освещением или телефонная коммутация — вот примеры. При сбоях мы больше заинтересованы в быстром восстановлении работы, чем обеспокоены потерей данных.

Ретроспективная (Retrospective). Связанная с поддержанием аккуратной записи прошлого. Избежание потерь данных обычно очень важно. Пример — бухгалтерские системы.

Оглавление книги