Sistemi informativi: tipi, architetture a livelli e disponibilità

Un sistema informativo è l’insieme di dati, procedure, persone e tecnologie con cui un’organizzazione raccoglie, conserva, elabora e distribuisce le informazioni di cui ha bisogno: gli ordini e le fatture di un’azienda, le cartelle cliniche di un ospedale, gli esami di un’università. La parte automatizzata, il sistema informatico, ne è il cuore tecnico. In questa lezione vediamo le funzioni e i tipi di sistemi informativi, le architetture a livelli, il calcolo della disponibilità con la dimostrazione delle formule per componenti in serie e in parallelo e un esempio, e il rapporto tra sistemi e processi aziendali.

Che cosa fa un sistema informativo

I compiti si dividono per livello di decisione:

• i sistemi operativi (transazionali) registrano gli eventi quotidiani: un ordine, un pagamento, un’iscrizione. Devono essere veloci, affidabili e consistenti;
• i sistemi gestionali integrano i dati dei reparti: gli ERP (enterprise resource planning) gestiscono contabilità, acquisti, magazzino, produzione e personale in un’unica base di dati; i CRM gestiscono i rapporti con i clienti; gli SCM la catena di fornitura;
• i sistemi direzionali (business intelligence) analizzano grandi quantità di dati storici per sostenere le decisioni, con cruscotti e report (lezione sui dati distribuiti e i data warehouse).

Al centro di tutti c’è una base di dati: le lezioni successive ne vedono la progettazione, il linguaggio, gli indici e la gestione delle transazioni.

Le architetture a livelli

Un sistema informativo moderno è diviso in tre livelli logici:

• presentazione: l’interfaccia con l’utente, oggi quasi sempre un’applicazione web o per telefono;
• logica applicativa: le regole dell’organizzazione (come si calcola uno sconto, quando un ordine è spedibile), su uno o più server applicativi;
• dati: il sistema di gestione della base di dati (DBMS), che garantisce la persistenza e l’integrità.

Separare i livelli permette di cambiarne uno senza toccare gli altri, di far crescere ciascuno in modo indipendente aggiungendo macchine, e di proteggere i dati, che non sono mai esposti direttamente agli utenti. Le architetture a microservizi spingono oltre la divisione: tante piccole applicazioni indipendenti, ciascuna con i propri dati, che comunicano attraverso la rete con interfacce documentate (API). Il cloud fornisce i livelli come servizi a consumo, dalle macchine virtuali alle basi di dati gestite.

La disponibilità

Un sistema che gestisce le vendite o le urgenze di un ospedale deve funzionare sempre. La disponibilità è la frazione di tempo in cui il sistema funziona, legata al tempo medio tra i guasti (MTBF) e al tempo medio di riparazione (MTTR) da . Si esprime spesso in “numero di nove”: 99,9 % significa circa 8,8 ore di fermo all’anno, 99,99 % circa 53 minuti.

Teorema. Per componenti che si guastano in modo indipendente, con disponibilità :

• se il sistema funziona solo quando funzionano tutti (componenti in serie), ;
• se il sistema funziona quando funziona almeno uno (componenti in parallelo, ridondanti), .

Dimostrazione. La disponibilità è la probabilità che il componente funzioni in un istante qualsiasi. Per eventi indipendenti la probabilità che si verifichino tutti è il prodotto delle probabilità: questo dà la serie. Il parallelo è fuori servizio solo se tutti i componenti sono guasti, evento di probabilità ; la disponibilità è il complemento. ∎

Esempio. Un server applicativo con disponibilità 99,5 % e una base di dati con 99,9 %, in serie: , cioè circa 52 ore di fermo all’anno. Raddoppiando entrambi i livelli, come nella figura: il livello applicativo diventa , quello dei dati , e il sistema : circa 14 minuti all’anno. La serie peggiora sempre la disponibilità dell’anello più debole; la ridondanza la migliora enormemente, a patto che i guasti siano davvero indipendenti. Due server nella stessa stanza, con la stessa alimentazione e lo stesso aggiornamento difettoso, non lo sono: per questo i sistemi critici si distribuiscono su più centri dati.

Sistemi e processi

Un sistema informativo non si progetta partendo dalla tecnologia, ma dai processi dell’organizzazione: le sequenze di attività che producono un risultato per un cliente, interno o esterno (ricevere un ordine, evaderlo, fatturarlo, incassare). Si descrivono con notazioni grafiche come il BPMN (Business Process Model and Notation), con attività, eventi, decisioni e flussi tra i ruoli. L’analisi dei processi mostra dove i dati nascono, chi li usa e quali passaggi si possono automatizzare o eliminare. L’esperienza dei progetti informatici aziendali è che i fallimenti vengono raramente dalla tecnologia e molto più spesso da requisiti mal compresi e da processi che nessuno ha ripensato.