Корпоративные информационные архитектуры: и все-таки они меняются

Существенные изменения в деловой среде и агрессивные инициативы в перепроектировании бизнес-процессов вызывают соответствующие изменения и в архитектуре информационных технологий (Information Technology - IT) крупных компаний. Эти изменения стали возможными благодаря слиянию большого числа новых технологий, приобретающих зрелый характер. Одно из многочисленных следствий внедрения новой архитектуры IT - это требование пересмотра представлений о строении и развертывании баз данных.В статье рассматриваются компоненты происходящего сейчас перехода к новой архитектуре и предлагаются позиции по стратегическому планированию для профессионалов в области баз данных.

2.0. Предпосылки

Gartner Group - крупнейший в компьютерной промышленности поставщик услуг по стратегическому планированию для специалистов в области информационных технологий. Более 120 аналитиков со средним опытом работы в области информационных систем около 20 лет наблюдают за развитием технологий и стратегиями производителей в интересах 10,000 клиентов (преимущественно крупных компаний). Благодаря большому количеству клиентов Gartner Group производители заботятся об информировании этой организации о будущих разработках. В свою очередь аналитики Gartner Group ежедневно общаются по телефону в среднем с пятью клиентами, нуждающимися в совете, что позволяет без труда выявлять спрос и типичные запросы рынка.

Как аналитик, специализирующийся в управлении сменами архитектур и крупных систем обработки транзакций (TP), автор мог собственными глазами наблюдать происходящее в последнее время ускорение темпов смены архитектуры - перехода от традиционных мэйнфреймов к открытым системам. Этот переход и является предметом данной статьи.

3.0. Введение

Информационные технологии (IT) переживают смену эпох. С 1964 по 1980 гг. информационная промышленность наслаждалась периодом управляемых, однородных вычислений на монолитных системах. К 1980 году, после многих лет практики, профессионалы в области информационных систем стали понимать, как внедрять прикладные системы, делать закупки у поставщиков и обращаться с конечными пользователями. Но в десятилетие 1980-х годов промышленность вошла в период неуправляемых, разнородных сетевых систем. К 1990 году почти все аспекты "стандартной процедуры работы" с информационными технологиями были оспорены, и вычислительные архитектуры вырвались из-под контроля. Локальные сети пережили период стремительного роста, а настольные компьютеры и серверы всех размеров и сортов плодились, как грибы после дождя. Различные поставщики, разные аппаратные платформы, различные операционные системы и "островки автоматизации" стали нормой для крупных организаций. Стандарты программирования размывались, а понятие неизбыточных, непротиворечивых, высококачественных данных годилось разьве что для груды хлама. Расходы пользователей на информационные технологии возросли, в то же время на центральные отделения информационных систем оказывалось давление с целью сокращения расходов.

На фоне этого хаоса стало понятно, что в 1990-х годах технология движется в сторону поддержки управляемых, разнородных сетевых систем и что симбиоз запросов пользователей и согласованных с ними коммерческих информационных архитектур - надвигающаяся реальность. Этот симбиоз основан на концепции виртуальных серверов предприятия, которые мы будем называть Серверной Платформой Предприятия. Серверная Платформа Предприятия могла бы рассматриваться, но не рассматривается, как централизованный мегасервер. Скорее это набор служб, обычно распределенных на множестве компьютеров для улучшения таких параметров, как отношение стоимости к производительности, высокая готовность и специализация платформы. Критически важные службы включают маршрутизацию почты, разделение файлов и печати, управление транзакциями и процессами, поддержку принятия решений, управление сетью и системой, перераспределение ресурсов, рассылку программного обеспечения, управление лицензированием, поддержку безопасности и межкорпоративный обмен электронными данными (EDI). Местонахождение служб, а также аппаратная/операционная платформы невидимы пользователю. Более того, архитектура сервера, видимая приложениям (и разработчикам приложений), определяется исключительно в промежуточном программном обеспечении. (Мы используем термин "промежуточное программное обеспечение" (middleware) для описания набора системных программных служб, архитектурно находящихся между прикладными программами и операционной системой.)

4.0. Почему именно теперь?

Мнение, что пора переходить от традиционных мэйнфреймов к новой архитектуре звучит, как идея десятилетней давности. Действительно, в областях промышленности, возникших после 1980 года (например, сотовая телефонная связь, HMO, промышленные инкубаторы, группы тестирующих медицинских лабораторий, продажа видеокассет), мэйнфреймы редко играли главную роль. И все же очевидно, что основная масса компьютерного сообщества только теперь планирует отход от мэйнфреймов. Принятие новой архитектуры было замедлено по трем причинам:

- Инвестиции пользователей в приложения на платформе MVS оценивались между 500 миллиардами и триллионом долларов. Считалось, что вложения слишком крупны для того, чтобы взять и перейти к другой архитектуре. Такое мнение существовало, пока не выяснилось, что устаревающие приложения становятся препятствием для выживания корпораций.

- Сопротивление изменениям. Эта проблема далеко не нова. В 1781 году Бенджамин Франклин сделал следующее наблюдение: "Для того, чтобы изменить плохие традиции и внедрить новые, лучшие, необходимо сначала избавить людей от предубеждений, осветить их невежество и убедить, что внедряемые изменения будут отвечать их интересам, а это работа не на один день." У директора по технической поддержке, потратившего 30 лет жизни на изучение внутренностей MVS (и получающего хорошие деньги за свой опыт), возникнут проблемы с пониманием, почему внедрение новой архитектуры "будет отвечать его интересам".

- Сама природа новой архитектуры. Простые новые идеи легко принимаются; появляющаяся новая архитектура сложна. Новые идеи, схожие со старыми, принимаются легко; новая архитектура радикально отличается как в плане концепций, так и по семантике. Новая идея должна выглядеть стабильной; новая архитектура выглядит болезненно нестабильной, так как многие ее компоненты происходят из UNIX-сообщества, продолжающего демонстрировать неспособность договориться хотя бы по одному вопросу. Наконец, для использования в реальном бизнесе новая идея должна обладать "промышленной силой"; новая информационная архитектура из-за большого числа вовлеченных новых технологий вплоть до недавнего времени демонстрировала очень короткое среднее время наработки на отказ. ¹⁾

Рисунок 1.
Фаза распространения новой архитектуры информационных технологий.

Тем не менее, уже теперь ясно, что прорыв произошел и что большинство крупных компаний в настоящее время находится в процессе развертывания главных приложений в рамках новой архитектуры.Словом, мы вошли в период принятия новой концепции, называемый "распространением" или "возгоранием". Топлива для возгорания хватает благодаря легкости, с которой можно найти примеры успешного использования новой архитектуры. Компании масштаба Texaco, Mobil, The Fritz Companies, Hyatt и Zale"s успешно перевели крупнейшие (и критически важные) приложения с традиционных мэйнфреймов. Компании типа Tyson, Blue Cross of Texas и Bow Valley Energy полностью избавились от мэйнфреймов. Доказательства жизнеспособности идеи существуют.

5.0. Перепроектирование бизнес-процессов

Перепроектирование бизнес-процессов (BPR) является ключевым из факторов, обуславливающих смену архитектур информационных технологий. BPR определяется как "фундаментальное переосмысление и радикальное перепроектирование бизнес-процессов с целью достижения значительных улучшений в критически важных современных критериях производительности, таких как стоимость, качество, сервис и скорость".²⁾

Рисунок 2.
Модель основной платформы Хендерсона.

Джон Хендерсон из Массачусетского технологического института создал прекрасную модель (см. рис. 2) для понимания взаимодействия бизнес-стратегий и архитектур информационных технологий. В данной модели основная бизнес-платформа представляет собой набор стратегий, рынков, предписаний, технологий производства продуктов и ресурсов, выбранный организацией как соответствующий поставленным целям. Отсюда выводится бизнес-архитектура - тот набор товаров и услуг, организационных структур, процессов управления, распределения ресурсов, ценностей и стимулов, который является необходимым для внедрения основной бизнес-платформы. Под соответствующей основной IT-платформой понимается ряд адекватных компьютерных технологий, доступных компании, и способы, которыми эти технологии могут быть использованы для повышения конкурентоспособности. IT-архитектура - это набор определенных архитектур и продуктов, выбранный для реализации основной IT-платформы, а также инфраструктуры поддержки, уровни квалификации, процессы принятия решений и административные механизмы, используемые для развертывания этих архитектур. Основываясь на данной модели, можно сделать несколько выводов:

Существует двунаправленное воздействие основных бизнес- и технологических платформ.
Если основная бизнес- или технологическая платформа меняется, то маловероятно, что соответствующая наследуемая IT-архитектура сохранится.
Соответствие между бизнес- и технологической архитектурами является решающим фактором успеха, но на достижение этого соответствия может уйти десятилетие или даже больше.

Бизнес-архитектура	IT-архитектура
Автономность бизнес-подразделения	Различные поставщики оборудования, сети, платформы, операционные системы Покупай, а не производи
Меньшее количество уровней управления	Повсеместные почта, заметки, управление образами, заметки, управление образами, телеконференции
Реорганизация работы ориентированности на задачи к ориентированности на процессы	Переход от OLTP-мониторов к менеджерам процессов
Интеграция цепочки поставщиков	Приложения клиент/сервер от нескольких поставщиков Многопротокольная маршрутизация Надежная передача сообщений
Глобализация	Портируемость приложений различных производителей. Глобальные сети. Бесперебойная 24x365-работа
Интенсивная фокусировка на обслуживании клиента	Быстрое развитие приложений. Приложения клиент/сервер от нескольких поставщиков. Надежная передача сообщений 24x365-работа
Возросшая мобильность рабочих. Рост телекоммуникаций.	Беспроволочные коммуникации. Асинхронные сообщения. Тиражирование баз данных. 24x365-работа
Интенсивная фокусировка на стоимости	Использование новейших технологий

Источник: Группа Гартнера (Gartner Group)

Рисунок 3.
Изменения бизнес/IT-архитектуры

Данная модель прямо подводит к смене IT-архитектур, так как из нее следует, что при изменениях бизнес-процессов, вызванных Перепроектированием Бизнес-Процессов, также радикально изменятся процессы в информационной технологии. На самом деле так и происходит. На рис. 3 показаны некоторые аспекты влияния новой бизнес-архитектуры на IT-архитектуру.

5.1. Автономность бизнес-подразделения

Чтобы достичь скорости и гибкости, необходимых для выживания при новых правилах конкуренции и геополитики, компании реорганизуются, превращаясь в группы небольших, стратегически автономных бизнес-подразделений. Перемещение полномочий вниз имеет последствия:

- Так как информационные технологии будут играть все более важную роль в коммерческом успехе, а менеджерам бизнес-подразделений об этом известно, множество бизнес-подразделений, обладающих сильными исполнительными директорами, неизбежно создадут множество стратегий информационных технологий на основе продуктов нескольких поставщиков. Поддержка продукции различных поставщиков станет стандартом, критически важным для связывания корпорации в единое целое.

- Проекты и решения проблем будут все чаще разрабатываться межфункциональными группами, представляющими разные бизнес-подразделения, укомплектованными неоднородным оборудованием и географически разнесенными. Открытые стандарты позволят объединить приложения для рабочих групп, несмотря на их неоднородную основу. Глобальные сети и эффективное обеспечение уровня рабочих групп снимут проблему географического разнесения.

- Появится естественная тенденция распределять операции современной фирмы для a) сокращения дистанции до потребителей и b) сохранения оперативности действий небольших подразделений. Такое распределение функций подтолкнет отделения информационных технологий к архитектуре клиент/сервер и распределенным базам данных. Если добавить к этому обратную (или в лучшем случае линейную) экономию от масштабирования на нынешнем этапе развития оборудования, программного обеспечения и технологии управления данными, оправдать использование монолитной централизованной системы станет делом сложным, если вообще возможным.

Предположение для стратегического планирования: Администраторам баз данных следует строить планы в расчете на среду, в которой распределенные базы данных со значительной долей тиражируемой информации развернуты на разнородных платформах, а изменения допускаются на максимально низком организационном уровне.

5.2. Меньшее количество уровней управления

В процессе деструктуризации при удалении уровней управления отношение числа сотрудников к числу управляющего персонала возрастет с 7:1 до 15:1 или даже больше. Управление пятнадцатью географически разнесенными подчиненными далеко выходит за пределы возможностей стиля управления "Зайдите ко мне в кабинет!".

Компании быстро переходят к "обеспечению уровня рабочих групп" (groupware) - компьютерной прикладной поддержке групповых коммуникаций и групповой работы. Очевидно, фундаментом таких систем являются глобальные сети. Иногда упускается из внимания влияние обеспечения уровня рабочих групп на данные. Количество типов данных, не поддерживаемых сегодняшней реляционной технологией (например, образы, речь), растет, и при внедрении поддержки таких типов размеры баз данных будут резко увеличиваться.

Предположение для стратегического планирования: Администраторы баз данных должны разрабатывать стратегии для включения некодированной информации и возникающего в результате разрастания (в 2 - 4 раза) размера баз данных.

5.3. Реорганизация работы от ориентации на задачи к ориентации на процессы

Системы обработки транзакций вводят и поддерживают "конвейерный" подход к организации работы. Суть его заключается в следующем: деятельность компании раскладывается на простые задачи, а затем для достижения результата выделенные задачи соединяются при помощи процедур организации потока работ (часто сложных и запутанных). Каждая задача хорошо оптимизирована, однако итоговый процесс обычно не является оптимизированным. (Это частично объясняет, почему страховой компании, системы которой выполняют каждую задачу за доли секунды, требуется пять недель на выплату простой, неоспариваемой страховки.)

Такая "ориентированная на задачи работа в сегодняшнем мире потребителей, конкуренции и перемен явно устарела. Вместо старого подхода компании должны строить работу вокруг процесса."²⁾ С точки зрения системы это означает переход от быстро обрабатываемых, стандартизованных входных данных, для работы с которыми был создан монитор обработки транзакций, к многомерным долговременным процессам с гибкой маршрутизацией. Для реализации последних требуется новая инфраструктура, "сочетающая транзакции, распределенные задачи, очереди сообщений, постановку в пакет и способ операционного контроля, предлагаемый мониторами".⁴⁾

Оперативная обработка транзакций (OLTP), использующая традиционную конвейерную модель, настолько важна для коммерческих фирм, что управляющее ею программное обеспечение - монитор обработки транзакций - стал стержневым, определяющим элементом большей части компьютерных архитектур. Однако для поддержки ориентации организации работы на процессы должна появиться и появится к 1997 году (с вероятностью 0.8) новая инфраструктура программного обеспечения. Она должна сочетать элементы управления транзакциями, управления потоками работ, построения очередей сообщений и отказоустойчивости. Функциональность "менеджеров процессов" намного превысит функциональность "менеджера сообщений", присутствующего в современной трехуровневой модели клиент/сервер. Мониторы обработки транзакций все еще останутся в крупных средах, но утратят значение краеугольного камня архитектурного фундамента компании. К 2000 году мониторы обработки транзакций станут не более чем поддерживающей (и подчиненной) производительной технологией, встречаемой внутри инкапсулированных шагов транзакций, вызываемых менеджером процессов.

Менеджеры процессов будут обладать несколькими общими характеристиками, которые могут представлять интерес для администраторов баз данных:

Временные рамки раздвинутся (дни и недели вместо секунд), и большинство коммуникаций будут асинхронными. Это означает, что изменятся и базовые конструкции управления исключительными ситуациями. Большинство используемых в настоящее время систем обработки транзакций обычно извлекают исключительные ситуации из системы для последующего разрешения человеком. Этот подход годится для "транзакции", когда система и человек работают синхронно, но неприемлем для "дела", длящегося дни, а, возможно, и недели, когда человека рядом может и не оказаться, а шаги процесса асинхронны и даже распараллелены. Менеджеру процессов придется снова и снова пытаться выполнить шаги, на которых произошел сбой. К сожалению, очень немногие менеджеры баз данных обладают механизмами ACID/ восстановления, созданными для расширенных временных или транзакционных рамок. Появляющейся технологии менеджеров процессов придется в ближайшее время вытеснить менеджеры баз данных силой или хитростью.
Возможность незавершенного изменения содержимого, как и нарушения бизнес-правил, сбои программного обеспечения приложений и оборудования подразумевают наличие средств журнализации и отката, аналогичных средствам систем обработки транзакций. Откат может потребоваться на несколько дней или недель и может быть частичным. Возникающие при этом вопросы ACID/восстановления баз данных отнюдь не тривиальны.
Если рассмотреть примеры перепроектированных бизнес-процессов, можно увидеть, что эти процессы распространяются на несколько отделений компании, занимают много дней и выполняются сотрудниками с разнообразными специальностями. При пересечении границ отделения обрабатываемый элемент может столкнуться не только с разными аппаратными и программными платформами, но и с разными видами вычислений. Заказ на покупку, проходя через процесс исполнения в среде "от завода до прилавка", столкнется с системами обработки транзакций, системами электронной почты, системами планирования материальных затрат, системами контроля за процессом производства и управления магазинами, системами оптимизации поставок и финансовыми системами. Данным придется пройти через весь процесс без потери целостности или управления, несмотря на неоднородность платформ и стилей. Станет необходимым непротиворечивое определение данных для всей организации. С другой стороны, решение поддержания непротиворечивости путем объединения всех необходимых для процесса данных в единую базу на единой централизованной системе будет:
- негибким и неприемлемо дорогим для географически распределенных сред,
- невозможным для компании, предпочитающей покупать, а не создавать приложения (а таких большинство),
- слишком медленным для развития и слишком громоздким для поддержания на сегодняшнем рынке, где скорость ответа клиенту и время доведения до рынка нового товара или услуги являются первостепенными вопросами выживания.
Три аспекта ориентированных на процессы сред однозначно указывают, что необходимо использовать мощные рабочие станции в рамках модели клиент/сервер:
- Постоянные смена и прерываемость работы каждого служащего требуют наличия оконного интерфейса.
- Возможностей непрограммируемых терминалов недостаточно для мультимедийных компонентов большей части новых процессов.
- Необходимость интегрировать несколько противоречащих друг другу доставшихся в наследство систем естественным образом требует присутствия интеллекта на рабочем столе.

Существуют различные модели архитектуры клиент/сервер (см. рис. 4). На рис. 4 показан переход от подхода "мощный сервер" (слева), в рамках которого почти вся работа осуществляется на сервере, к подходу "мощный клиент" (справа), в соответствии с которым все приложения находятся на клиентской стороне, а по сети к серверу могут посылаться лишь SQL-вызовы.

Рисунок 4.
Спектр моделей клиент/сервер

Упрощенный подход выполнения большей части приложения на рабочей станции и резервирования сервера для обработки SQL ("мощный клиент") кажется привлекательным - он эксплуатирует мощь процессора на рабочем столе, и парадигма архитектурно проста. Однако

-Размещение программы максимально близко к данным (т.е. на сервере) значительно снижает объем пересылаемой информации.

- Использование такого инструмента баз данных, как хранимые процедуры, повышает целостность и безопасность данных, в то же время уменьшая загруженность разработчика приложений. (Это особенно кстати, когда распределенные серверные приложения строятся как инкапсулированные объекты, что придется делать в среде менеджера процессов.)

- Разрешение программам клиентов иметь дело непосредственно с представлениями базы данных во много раз увеличивает усилия, которые необходимо предпринять для управления версиями при переконфигурировании данных.

- Практически приложения показывают лучшую масштабируемость по производительности при "мощном сервере", чем при "мощном клиенте".

Поэтому мы верим, что в средах, где важны масштабирование и безопасность данных, будет превалировать более сбалансированная архитектура (нечто близкое к тому, что на рис. 4 было названо "распределенной функцией").

Благодаря менеджерам процессов будут эффективно внедрены реализации объектно-ориентированных систем. Наиболее стабильным компонентом новых систем станут индивидуальные задачи и программное обеспечение, поддерживающее эти задачи. Наиболее изменчивыми будут маршруты сквозь эти задачи. В идеале новая система позволит пользователям-менеджерам (у Hammer/Champy они называются "владельцами процесса") создавать новые процессы, просто связывая существующие задачи новыми способами. Концепции многократного использования программного обеспечения и динамического связывания, характерные для объектно-ориентированного программного обеспечения, таким образом, становятся критически важными для соответствия требованиям коммерческих компаний (наряду с объектно-ориентированными графическими инструментами высокого уровня, позволяющими конечному пользователю-менеджеру создавать новые процессы по схеме "укажи-и-нажми"). Кроме того, инкапсулирование методов и правил вместе с данными обеспечит необходимый элемент защиты данных в этой среде, благоприятствующей доступу и гибкости.
Необходимо предполагать, что при выполнении процесса, пересекающего границы отделений и функциональные границы, придется столкнуться со служащими, оснащенными неинтеллектуальными терминалами, ПК, Macintosh, UNIX-рабочими станциями, лаптопами всех типов, "персональными цифровыми помощниками"⁵⁾, и устройствами речевого ввода⁶⁾. Администраторам баз данных не следует предполагать, что имеются какие-либо ограничения типов поддерживаемых рабочих станций и используемых сетей.

Хотя мы можем описать ожидаемые характеристики развитого менеджера процессов будущего, в настоящее время развитые менеджеры процессов недоступны. Неполные менеджеры процессов (например, ProcessIT компании AT&T GIS, Electronic Case Handling Office [ECHO] компании Digital, Message Driven Processor [MDp] компании Early Cloud, ProcessWise компании ICL, ProcessFlow компании Intelus) движутся в правильном направлении, но пока далеки от совершенства. Пользователям типа A (см. рис. 5), внедряющим новые системы для поддержки BPR-процессов, следует всерьез подумать о кодировании этапов транзакции как инкапсулированных серверных объектов (используя легкий или тяжелый инструментарий обработки транзакций) и об использовании объектно-ориентированных менеджеров потоков работ или появляющихся менеджеров процессов для управления всем процессом, вызывая по ходу инкапсулированные OLTP-этапы. Пользователям типа B и C следует писать аккуратные OLTP-приложения клиент/сервер, инкапсулировать которые следует позднее, после внедрения развитых менеджеров процессов (1997 год с вероятностью 0.8 станет годом, когда появятся развитые менеджеры процессов).

Культура	Тип A	Тип B	Тип C
Известна как	Пионеры	Умеренные	Последователи
Подход	Агрессивный (высокая степень риска)	Сбалансированный (низкая степень риска)	Осторожный (нерасположенность к риску)
Исполнительный директор и его видение IT	Выход на новые рубежи конкуренции	Производительность	Экономное расходование средств
Техническая сложность IT	Высокая	Умеренно-высокая	Умеренно-низкая
Финансирование	Гибкое	Переменное	Ограниченное

Рисунок 5.
Сравнение информационных культур

Предположение для стратегического планирования: Администраторам баз данных больше нельзя полагаться на пару - СУБД и монитор обработки транзакций в качестве фундамента архитектуры информационных технологий. Вместо этого необходимо использовать комбинацию из менеджеров процессов, мониторов обработки транзакций и асинхронных систем сообщений.

Предположение для стратегического планирования: Администраторам баз данных следует допускать, что при пересечении границ отделений обрабатываемые данные перейдут с одной пары платформа/база данных на другую. При этом возникают проблемы целостности и синхронизации, которые необходимо разрешить.

Предположение для стратегического планирования: коротко говоря, облегченные инструменты для обработки транзакций ("TP Lite") - использование возможностей технологии клиент/сервер и технологии реляционных баз данных для внедрения систем обработки транзакций без использования TP-монитора - станут наиболее распространенным решением задачи обработки транзакций (с вероятностью 0.7), и распространенность данного подхода будет расти и дальше с увеличением числа компаний, включившихся в перепроектирование бизнес-процессов (с вероятностью 0.8).

5.4. Интеграция цепочки поставщиков

Среди движущих сил перехода к неоднородным архитектурам интеграция компаний с клиентами и поставщиками занимает, пожалуй, еще более важное место, чем автономия бизнес-подразделений. Рабочие отношения коммерческих фирм будут часто выливаться в установление связей между компьютерными системами. Эта возрастающая связанность компаний влияет на архитектуры информационных технологий следующим образом:

- Даже если крупная фирма ограничивается компьютерами одного поставщика (что бывает крайне редко) и одинаковой архитектуры (что случается еще реже), то благодаря внешним связям возникнет вопрос интеграции изделий различных поставщиков и различных архитектур. Поскольку интеграция цепочки поставщиков компании не может зависеть от стандартизации чипов, операционных систем или менеджеров баз данных (так как очень немногие фирмы в состоянии контролировать платформы партнеров), компаниям, бизнес-архитектуры которых включают серьезную программу интеграции с другими фирмами, придется считаться с первым законом открытых систем Гартнера. Этот закон гласит, что реализация мобильности на любом уровне архитектуры компьютерной системы дает возможность заменять компоненты на всех нижележащих уровнях. Например, перемещение ответственности за мобильность на уровень среды разработки приложений позволит сгладить последствия продолжающегося хаоса (который не кончится в течение ближайших пяти лет) в области чипов, операционных систем и СУБД.

- Так как рынок вынудит всех поставщиков компьютеров поддерживать открытые стандарты, наиболее вероятно, что именно они станут механизмом межкорпоративного обмена данными. Если открытые стандарты будут также приняты для внутрикорпоративного обмена, они позволят свести к минимуму количество технологий, которые придется поддерживать информационным отделениям.

- По мере того, как приложения в рамках архитектуры клиент/сервер будут все чаще пересекать границы корпораций, использование вариантов механизма удаленного вызова процедур (RPC), характерного для конкретных систем управления базами данных, будет становиться все более странным.

Предположение для стратегического планирования: Администраторам баз данных больше нельзя полагаться на монолитные или даже однородные аппаратные и операционные среды, даже при запуске наиболее важных приложений.

Предположение для стратегического планирования: Системы управления базами данных станут ключевым компонентом интегрирующего промежуточного программного обеспечения, определяющего новую архитектуру. Однако расчетливые пользователи останутся независимыми от менеджеров баз данных, используя стандарты и инструментарий разработки, охватывающие различные СУБД.

5.5. Тенденция к 24x365-работе

С недавнего времени ожидания потребителей (и профессионалов в области информационных технологий)стали меняться в плане доступности услуг. Все настойчиво требуют безостановочную работу. Частично эта тенденция объясняется факторами бизнес-архитектуры - в то время, когда устойчивая по отношению к любым сбоям система (с новой архитектурой) стоит меньше, чем уязвимый для отказов мэйнфрейм, появляется соблазн заказать отказоустойчивость. Есть и другое объяснение: климат конкурентной борьбы и возрастающая нетерпимость потребителей к менее чем совершенному обслуживанию. Если раньше пользователи принимали объяснения запланированных (и незапланированных) перерывов в работе типа "Таковы они, компьютеры", то теперь подобное не проходит. Стандарт готовности на 1990-е годы определяется как работа 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 52 недели в год⁷⁾ (готовность или доступность - это период времени, в течение которого пользователь может совершать интерактивное обновление данных), и никакие извинения при отклонении от этого стандарта не принимаются.

Среди факторов, вынуждающих переходить на 24x365-график, можно выделить следующие:

Продолжающаяся тенденция глобализации компаний, благодаря которой операции охватывают все большее число часовых поясов.
Возрастающая требовательность клиентов, привыкших к 24-часовому обслуживанию банкоматами и торговлей по каталогам и готовых в любой момент перейти на продукцию конкурентов.
Возрастающая мобильность рабочей силы.

Следующие три компонента изменения бизнес-архитектуры влекут за собой те же последствия, что и 24x365-работа, и еще некоторые другие.

5.6. Глобализация

По мере того, как корпорации всех размеров охватывают все больше стран, влияние глобализации на архитектуру информационных технологий становится все более значительным. Фаворитизм правительств к местным производителям компьютеров, попытки правительства заставить использовать определенные системные стандарты, разнообразие правовых сред и разнородность национальных инфраструктур - все это факторы данного влияния.

Так как транзакции и процессы распространяются на полмира (см. рис. 6), старым IT-архитектурам приходится тяжело из-за отсутствия "ночного времени", периода времени, удобного для запуска пакетов, резервного копирования баз данных, исправления ошибок. Доставляет трудности также исчезновение "выходных", времени, когда можно было установить новый процессор, реорганизовать базы данных и инсталлировать программное обеспечение новых систем и приложений.

Рисунок 6.
24x365-взаимодействия по глобальной сети.

Предположение для стратегического планирования: Администратор баз данных не может больше полагаться на временные окна для запуска пакетов, резервного копирования, реорганизации баз данных и даже для обновления версии программного обеспечения. Все это придется совершать в "горячем" режиме.

5.7. Интенсивная концентрация на обслуживании потребителей

Потребители (и коммерческие клиенты) во всем мире привыкли к круглосуточному обслуживанию: к работающим круглые сутки банкоматам, открытым круглые сутки продуктовым магазинам, круглосуточной торговле по каталогам (или по кабельному телевидению) и круглосуточному резервированию авиабилетов. Они имеют мало терпимости и еще меньше верности по отношению к компаниям, не удовлетворяющим стандартам удобств. Клиенты, конечно, могут "понять", что центр данных пострадал от наводнения, или был уничтожен бомбой, или был разрушен землетрясением, однако это "понимание" не помешает передать заказ какой-нибудь другой компании.

Хорошая новость состоит в том, что системы с высокой готовностью нетрудно найти (по доступным ценам) благодаря волне кластерных технологий, прокатившейся по UNIX-платформам. В настоящее время только компании Digital, Tandem и Unisys поставляют подлинно отказоустойчивые системы, но мы ожидаем, что к 1996 году отказоустойчивость станет обычной характеристикой систем.

Плохая новость состоит в том, что у руководителей оперативной работы больше нет права не только "вынужденно простаивать", но и делать "запланированные перерывы".

В то время, как отказоустойчивые механизмы на аппаратной платформе будут и впредь применяться для достижения высокой готовности, общесетевая отказоустойчивость и стойкость к катастрофам требуют программных решений, обычно включающих развертывание и синхронизацию слабо связанных кластеров и географически разнесенных избыточных ресурсов.

Предположение для стратегического планирования: Администраторы баз данных обязаны обеспечить устойчивые к отказам и катастрофам ресурсы данных. Для этого необходимо обладать высоким уровнем знаний в области управления и синхронизации географически разнесенных теневых и резервных баз данных.

5.8. Возросшая мобильность персонала

Исторически сложилось так, что базы данных обновлялись в предположении, что данные поступают от одного из двух источников: a) пакетного ввода и b) оперативного терминала, присоединенного к центральной машине посредством аппаратной проводной связи. В новой модели придется все чаще сталкиваться со служащими, которым необходимо загрузить данные на мощную портативную систему, обновить их в рамках своей системы и затем вернуть в некое удобное (для служащего) время для реинтеграции.

Предположение для стратегического планирования: В большей части коммерческих корпораций администраторам баз данных следует считать мобильную работу с компьютерами стандартом, а стационарную - вырожденным случаем.

5.9. Интенсивная концентрация на стоимости

Не секрет, что все корпорации - как в частном, так и в государственном секторе - находятся под постоянным давлением стоимости продукции. Вынужденные простои и убытки, понесенные компаниями, стали обычной темой выпусков новостей. В этих суровых для корпораций условиях пользователи требуют информационные решения, более доступные, гибкие и производительные - и менее дорогие. Теоретически многие технологии (например, графические интерфейсы, сетевые вычисления, объектноориентированное программирование и управление распределенными системами) можно было бы поддерживать на MVS/ESA или других традиционных мэйнфреймах. Но практически в свете синтеза новых технологий мэйнфреймам отводится второстепенная роль. Пользователи голосуют своими кошельками, выбирая удобство микропроцессоров и портируемость программного обеспечения. Нам кажется, что это происходит по трем основным причинам:

Традиционные мэйнфреймы все еще слишком дороги. Пять ключевых причин препятствуют широкому использованию мэйнфреймов - стоимость процессора, стоимость дисковой подсистемы, стоимость программного обеспечения системы, стоимость пакетов приложений и стоимость технического сопровождения. Чтобы мэйнфреймы стали конкурентоспособными, эти препятствия необходимо устранить.
Традиционные мэйнфреймы воспринимаются как наиболее закрытая и специфическая (proprietary) платформа, в отличие от других.
Развитие программного обеспечения MVS не отличается быстротой. Графические интерфейсы пользователя, объектно-ориентированное программирование и работа в сети, включающая технологию клиент/сервер, гораздо быстрее внедряются на не-MVS-системах.

Большая стоимость рабочего узла мэйнфреймов раньше оправдывалась высокой по тем временам абсолютной производительностью. Но в 1992 году процессоры машин среднего класса на компонентном уровне имели ту же производительность, что и процессоры мэйнфреймов. В 1993 году компании Tandem и Digital предлагали конфигурации систем, абсолютная OLTP-производительность которых превышала абсолютную производительность крупнейших традиционных мэйнфреймов, а Alpha-процессор компании Digital показал лучшие результаты пакетной сортировки, чем Cray и ES/9000. Помимо отставания в абсолютной производительности, традиционные мэйнфреймы утратили лидерство в функциональности, высокой готовности, целостности и безопасности.

Мы верим, что в ближайшие пять лет стоимость платформ, поддерживающих POSIX⁸⁾ и отвечающих стандартам XPG3⁹⁾, останется самой агрессивной (с вероятностью 0.8). Компании, занимающие лидирующие позиции в отношении стоимости к производительности, производят как RISC-, так и CISC-системы, как UNIX-системы, так и системы, не поддерживающие UNIX. (Ожидается, что в 1995 году к лидерам по отношению стоимости к производительности присоединятся Windows NT-серверы, что сделает данную группу еще более разнородной.) Есть, однако, черта, объединяющая продукты лидирующей группы - поддержка стандартов XPG3. Новая динамика ценовой политики такова, что как только компания отказывается от стратегии закрытого программного обеспечения и начинает производить подлинно открытые (поддерживающие стандарты XPG3) системы, ей не остается ничего другого, как удерживаться на кривой отношения стоимости к производительности.

С точки зрения администратора базы данных один из основных аспектов экономии, достигаемой благодаря смене архитектур, является снижение стоимости самой памяти. Диски, обычно используемые на мэйнфреймах, в 1993 году стоили $10.53/МБ по прайс-листу, а уличные цены находились в районе $7.00/МБ. Эти цены быстро падают, однако в 1994 году они все еще будут колебаться от $4.00/МБ до $6.00/МБ (уличные цены, см. рис. 7), в то время как [более быстрые] диски, используемые на альтернативных архитектурах, стоят от $1.00/МБ до $2.00/МБ. Если рассмотреть прогнозы цен на ближайшее будущее, можно заметить, что диски мэйнфреймов будут стоить в 2-3 раза дороже в течение по крайней мере ближайших трех лет (с вероятностью 0.7). Можно было бы ожидать, что диски мэйнфреймов компенсируют свою дороговизну более высокой производительностью, но на самом деле это не так (см. рис. 8).

Рисунок 7.
Средние цены на ЗУ прямого доступа мэйнфреймов 1994 года.

Сравнение производительности дисков на 1993 год

Производитель	IBM	IBM	DEC
Тип памяти	3390-3	3390-9	Storageworks
Модель	A38/B3C	A98/B9C	SW812
Емкость	90	217.68	108
Скорость передачи	4.2МБ/с	3.9МБ/с	4.9МБ/с
Среднее время доступа	19.6мс	45.3мс	15.1мс
Цена по прайс-листу	$954,850*	$1,289,050*	$226,438**
MMC 2nd year on	$1,175	$880	$2,252
Приближенное $/МБ	$10.53*	$4.74*	$2.25**

* Необходим 3990-контроллер
** Включает два контроллера

Источник: Группа Гарднера (Gartner Group)

Рисунок 8.
Сравнение производительности дисков на 1993 год.

В модели основной платформы Хендерсона постулируется, что существует взаимное влияние между основной бизнес-платформой и основной IT-платформой и между бизнес-архитектурой и IT-архитектурой (см. рис. 1). Дисковая память - это именно тот случай, когда внезапное изменение технологии и стоимости вызывает изменение бизнес-архитектуры. В то время как в одних случаях снижение цены привело к снижению расходов, в других случаях просто были удовлетворены ранее неудовлетворимые требования потребителей. В качестве примера рассмотрим американскую компанию-дистрибутор с многомиллиардным оборотом. В день она обрабатывает около 400,000 заказов, являющихся входными данными для деятельности по их выполнению. Соответствующее число записей последовательно добавляется в архив поддержки принятия решений для дальнейшего использования службами маркетинга и управления товарами. Этим корпоративным службам было всегда необходимо оперативное подключение подробных данных за пять лет. Когда память стоила $15.00/МБ, было принято решение обеспечивать подробные данные за 13 месяцев и краткие - за пять лет (менее чем удовлетворительный компромисс). Решение по тому же вопросу, сделанное в настоящее время, когда память доступна по $2.00/МБ, привело бы к созданию в пять раз большей базы данных, что полностью удовлетворило бы подлинные требования пользователей.

Предположение для стратегического планирования: Администраторам баз данных следует рассматривать открытые системы как норму для инвестиций и обучения, а традиционные мэйнфреймы - как исключение.

Предположение для стратегического планирования: Администраторам баз данных следует ожидать, что архивы поддержки принятия решений вырастут как минимум в три раза в процессе того, как снижение цен сделает реальным удовлетворение ранее неудовлетворимых требований пользователей.

6.0. Остающиеся препятствия

Три элемента (помимо общечеловеческого сопротивления переменам) препятствуют переходу к новой архитектурной основе:

Недостаточное количество мощного инструментария для управления системами для многих платформ (особенно UNIX-платформ), используемых в новой архитектуре.
Продолжающееся недоверие к файловым системам под ОС UNIX.
Недостаточное количество UNIX-решений с высокой готовностью.

6.1. Управление системами

[Примечание: В 1994 году ситуация в данной области значительно улучшится, а в 1995 году проблема будет полностью решена (с вероятностью 0.7).]

Раз уж новой архитектуре предначертано стать платформой для критически важных приложений, которые раньше запускались на мэйнфреймах, пользователи ожидают, что для нее должен существовать инструментарий управления системами, аналогичный инструментарию мэйнфреймов. В то время как системы VMS компании Digital уже в течение некоторого времени предоставляют разумный набор инструментов, большая часть UNIX-систем лишь в прошлом году начала сокращать отставание в данном вопросе, и то только для однородных сред. Но в этом смелом новом мире очень немногие пользовательские среды являются однородными, и даже сравнительно "простая" задача нахождения продуктов для управления, с помощью которых можно было бы управлять, например, одновременно системой UX компании Hewlett-Packard и Aix компании IBM, далеко не так проста. Задача межкорпоративного управления становится еще более устрашающей, когда в качестве целевых выдвигаются системы более чем двух поставщиков или когда в уравнение добавляются OpenVMS, OS/400 или NT.

Неразбериха на рынке управления UNIX-системами достигла своего апогея. "Распад" среды распределенного управления Open Software Foundation создал вакуум в области стратегического планирования для многих пользователей. Распределенный менеджер (Distributed Manager - DM) компании USL (UNIX System Laboratories) также кажется мертворожденным поскольку компания Novell, очевидно, решила прекратить разработку и лицензирование поставщикам системы SVR4 программного каркаса, основанного на продуктах Tivoli, и поставляемых поставщиками SVR4 управляющих приложений.

Пользователям не следует ждать результатов попыток стандартизации (предпринятых, например, COSE и X/Open) практических требований к управлению UNIX-системами (или системами, поддерживающими несколько ОС). Хорошая новость состоит в том, что технологии инструментов управления системами, охватывающими продукты различных компаний, уже появляются у нескольких системных поставщиков и независимых производителей программного обеспечения. Operations Center компании HP в настоящее время поддерживает UNIX-платформы HP, IBM и Sun Microsystems Inc., а System Monitor/6000-технология агентов компании IBM поставляется на платформах IBM и HP, и на начало 1994 года запланирована поддержка платформ Sun и NCR Corp. В начале 1994 года также ожидается появление продукта Unicenter for UNIX компании Computer Associates Inc., поддерживающего платформы HP, Sun, Sequent IBM и DG. В том же 1994 году ожидаются UNIX-продукты управления на межкорпоративном уровне от фирм OpenVision Technologies Inc., Legend Corp. и Candle Corp., как и более полный набор управляющих приложений от фирмы Tivoli.

6.2. Надежная файловая система под ОС UNIX

Значительная доля инвестиций в UNIX-реализации таких компаний, как HP и DG, пришлась на укрепление файловой системы - вынужденные инвестиции, учитывая то, что слабость файловой системы была главным препятствием внедрения UNIX на коммерческом рынке. В 1994 году появятся новые файловые системы, обладающие как журнализацией, так и высокой емкостью, а к 1996 году проблема слабости файловой системы UNIX будет полностью решена (с вероятностью 0.7).

6.3. Высокая готовность под ОС UNIX

Вопросы высокой готовности под UNIX в 1994 году будут полностью сняты, так как большая часть поставщиков UNIX объявила о создании кластерных технологий, направленных на достижение готовности и функциональности, уже продемонстрированных VAX-кластерами.

Кластер - это слабо связанная конфигурация независимых систем, которые 1) разделяют общие ресурсы памяти, 2) выглядят единой системой для пользователя и 3) выполняют общее приложение. Цель "кластеризации" двояка - масштабируемость и высокая готовность. "Хорошей" масштабируемостью является либо возможность выполнения данной работы вдвое быстрее при вдвое большем количестве аппаратуры, либо возможность выполнить вдвое большую работу за данное время при удвоении количества аппаратуры. Готовность - это возможность продолжать работу после сбоя одного или нескольких компонентов системы. В 1994 году кластерная технология уже позволила продолжить интерактивную обработку после сбоя/восстановления аппаратуры, смены операционной системы, реорганизации базы данных, естественных и военных катастроф.

7.0. Выводы

В книге "Future Perfect" Стэнли Дэвис характеризует недостатки традиционных организаций следующим образом: "В контексте промышленности, организация всегда отстает от стратегии. Из-за предположения, что нужно знать, ЧТО хочешь произвести для того, чтобы знать, КАК производить, все организации, базирующиеся на индустриальной модели, либо созданы для бизнеса, которого больше не существует, либо сами находятся в процессе прекращения существования."¹⁰⁾

Резко контрастирует с этим описание современной корпорации из книги Мерилин Фергюсон "The Acquarian Conspiracy": "Сеть - это явление нашего времени: открытая система, рассеянная структура, столь насыщенная связями, что находится в постоянном движении, готовая в любой момент реорганизоваться, способная на бесконечные трансформации. Этот органический способ социальной организации обладает лучшей биологической приспособляемостью, большей эффективностью и большей "сознательностью", чем иерархическая структура современной цивилизации."¹¹⁾

1990-е годы станут десятилетием быстрых перемен в сферах экономики, политики и конкурентной борьбы. Корпорации будут приспосабливаться к изменениям путем перестройки "бизнес-архитектуры" - организации, политики, обычаев и методологии принятия решений - в нечто, похожее на оптимистичную, даже идеалистичную картину Мерилин Фергюсон. Информационно-технологические организации перестроят свои информационные архитектуры для поддержки новых бизнес-архитектур, выбирая для этого новые технологии, которые будут появляться в больших количествах. Большая часть фундаментальных компьютерных парадигм последних двух десятилетий таким образом будет отброшена. Появятся новые способы определения и организации данных, новые способы проектирования программ, новые инструменты для создания кода, новые способы развертывания аппаратного обеспечения, новые пути взаимодействия с конечными пользователями и другими корпорациями, новые способы управления бизнес-процессами. Новая среда сделает неактуальными базисные предположения, используемые создателями и администраторами баз данных на протяжении двух прошедших десятилетий.

¹⁾ По поводу более глубокого рассмотрения факторов, ускоряющих или замедляющих принятие обществом новых идей, см. Diffusion of Innovation, Everett M. Rogers, Free Press, 1982

²⁾ Michael Hammer and James Champy, Reengineering the Corporation, HarperBusiness, 1993

⁴⁾ David Vaskevitch, The Bigger the Application, the Smaller the Database, Proceedings of the High Performance Transaction Workshop, September 1993

⁵⁾ PDA - Personal Data Assistants радиочастотными устройствами ввода данных

⁶⁾ RF data entry device

⁷⁾ Для удобства, безостановочный стиль работы часто называется "7x24" - или "24x365" - работой. Мы предпочитаем термин "24x365", так как он совершенно однозначно означает, что скидки на выходные и праздники не делаются.

⁸⁾ POSIX - промышленный стандарт на прикладной программный интерфейс, используемый для взаимодействия со значительным количеством операционных систем.

⁹⁾ X/Open, консорциум, устанавливающий промышленные стандарты, опубликовал Руководство по мобильности (X/Open Portability Guide, XPG). В настоящее время доступны версии 3 и 4 данной работы. В этих руководствах перечислены стандарты, далеко выходящие за рамки интерфейсов операционных систем. Компания X/Open ведет процесс сертификации платформ, поддерживающих стандарты XPG. Сейчас сертификатами уже обладает большинство UNIX-платформ и несколько платформ, не поддерживающих UNIX.

¹⁰⁾ Stanley M. Davis, Future Perfect, Addison-Wesley, 1987

¹¹⁾ Marylin Ferguson, The Acquarian Conspiracy: Personal and Social Transformation in the 1980s, Tarcher, 1980