Навигация по странице:

         

Библиотека

Ссылки

Отчет о поиске

Индивидуальное задание

Я vkontake.ru

        

Буганков Сергей Александрович Факультет: Вычислительной техники и информатики Кафедра: Компьютерная инженерия Специальность: Компьютерные системы и сети Тема магистерской работы: "Компьютерные информационные системы с множественными интерфейсами удаленного доступа" Руководитель: Аноприенко А.Я.

                                              Реферат по теме выпускной работы

Вступление

Современное развитие сетевых технологий привело к возникновению ряда альтернативных решений, активно используемых потребителями. В качестве примера таких решений могут служить современные технологии беспроводной связи Bluetooth и Wi-Fi. Несмотря на то, что обе эти технологии используются, как было сказано выше, для организации беспроводной связи, между ними существует ряд важных различий, в первую очередь касающихся области их применения и необходимых для их использования программно-аппаратных средств.

Если рассматривать проблему использования альтернативных сетевых технологий с точки зрения потребителя, то вне зависимости от той технологии, которой он отдает предпочтение в данный момент, необходимо обеспечить определенный уровень качества обслуживания предоставляемого требуемым ему информационным сервисом.

Для решения этой проблемы в общем случае необходимо решить ряд взаимосвязанных вопросов:

• определить множество сетевых технологий, поддержка которых позволит охватить наиболее широкий круг пользователей и предоставить им наиболее полный доступ к некоторому сервису;
• установить границы области применения каждой технологии в отдельности и определить необходимые для этого программно-аппаратные средства;
• разработать методику, которая позволяет качественно и с минимальными затратами реализовать необходимые механизмы поддержки разнородных сетевых технологий вне зависимости от типа и сложности информационного сервиса.

Актуальность рассматриваемой проблемы и необходимость решения поставленных вопросов обусловлены, во-первых, тем что, текущее состояние рынка сетевых технологий показывает тенденцию к появлению и развитию разнообразных решений, которые различаются в первую очередь областью применения, а, следовательно, и кругом их пользователей. Во-вторых, необходимо учитывать, что уровень интеграции разнотипных цифровых устройств растет, поэтому для потребителя в дальнейшем все более желательным будет наличие возможности использования информационного сервиса вне зависимости от того, какое именно устройство (а как следствие, и какую именно сетевую технологию) он использует в данный момент.

Целью работы является выработка подхода, который позволит создавать новые или модернизировать уже существующие информационные сервисы с целью расширения круга их пользователей, за счет более полного охвата множества используемых ими разнородных сетевых технологий.

Объектом исследования данной работы магистра являются современные информационные системы и методы их построения, а предметом исследования являются методы построения многоуровневых информационных систем, обеспечивающих взаимодействие с широким кругом пользователей посредством поддержки различных интерфейсов.

В процессе написания данной работы использовались следующие методы исследования: сравнительный анализ наиболее распространенных сетевых технологий, с целью определения области их применения и необходимых для этого программно-аппаратных средств; объектно-ориентированный анализ для выявления важных элементов архитектуры информационной системы, которая поддерживает множественные интерфейсы доступа.

Научная новизна предлагаемой в данной работе методики заключается в исследовании и развитии современных подходов к проектированию информационных систем в области их взаимодействия с потребителями, использующими разнотипное оборудование и разнообразные сетевые технологии. В свою очередь практическая ценность данной работы заключается в том, что использование предложенной в ее рамках методики позволяет разработать и реализовать информационную систему, обеспечивающую предоставление одного или нескольких информационных сервисов широкому кругу пользователей за счет реализации необходимого количества разнообразных и взаимно-независимых механизмов взаимодействия с ними.

Практическое использование результатов, которые были получены в процессе написания данной работы, состоит в разработке и реализации прототипа информационного сервиса «Расписание», который может быть использован в рамках жизнедеятельности университета.

В соответствии с рассматриваемой проблематикой можно выделить следующие смежные тематики, которые потребовали исследования в процессе написания данной работы:

• сетевые технологии – рассматриваемые в рамках данной работы процессы взаимодействия пользователя и информационной системы базируются на знании ряда современных сетевых технологий, поэтому изучение данной тематики необходимо для понимания проблем, решаемых в данной работе;
• архитектура и методы построения информационных систем – необходимость в исследовании данной тематики возникла в связи с потребностью в выявлении основных тенденций, общепринятых методов и практических наработок в области разработки и реализации современных информационных систем;
• объектно-ориентированный анализ и проектирование – в основе предлагаемой методики положено предположение о необходимости использования объектно-ориентированной парадигмы в качестве основы при разработке современных систем, поэтому детальное изучение данной тематики является необходимым аспектом понимания и использования предложенной методики.

Многоуровневая архитектура информационных систем

Использование многоуровневой архитектуры [1] как основного подхода применяемого при разработке современных информационных систем является широко распространенной практикой [2]. Данная модель проектирования информационных систем позволяет структурировать их путем декомпозиции на группы задач, которые обладают сильной связностью между собой и слабой связностью с задачами других групп. Каждая из полученных групп формирует отдельный уровень абстракции. А совокупность всех уровней, которые были получены в результате декомпозиции, и связей между ними формирует искомую архитектуру информационной системы.

Концепция многоуровневой архитектуры широко применяется не только при проектировании информационных систем [1]. Например, результатом ее использования для проектирования компьютерных сетей стало возникновение двух эталонных моделей [3]: семиуровневой модели OSI и четырехуровневой модели TCP/IP. С другой стороны результатом применения данного подхода в области операционных систем является создание модели микроядра [4, 5].

При создании многоуровневых информационных систем можно выбрать одну из нескольких альтернативных моделей [2, 6, 7, 8, 9, 10], совокупный обзор и сравнение которых дано в [2]. Кроме того, можно использовать различные вариации или композицию этих моделей, в зависимости от особенностей разрабатываемой системы. Перед началом анализа следует обратить внимание на существование различных вариантов именования одних и тех же уровней, а также уровней, которые выполняют сходные функции. В рамках данной работы предпочтение относительно способа именования и трактовки уровней будет в большей мере основываться на [2], кроме отдельных случаев которые будут выделены особо.

Предложенная в [2] модель (или аналогичная, описанная в [7]) является наиболее краткой и обобщенной и определяет три основных уровня, которые представлены в таблице 1.1 и показаны на рис. 1.1. В дальнейшем этот вариант многоуровневой архитектуры будет рассматриваться как базовый, а остальные варианты будут анализироваться в его контексте.

Таблица 1.1. Уровни модели информационной системы, согласно [2].

Рисунок 1.1 – Уровни информационной системы, согласно [2, 7].

В [6] предложена расширенная модель, разработанная специально для платформы Java Enterprise Edition, основным отличием которой является разделение уровня представления на два независимых уровня. В рамках данной модели предполагается, что первый из полученных уровней функционирует на стороне сервера, а второй переносится на сторону клиента (рис. 1.2). Учитывая то, что одной из основных областей применения этой модели является разработка Web-серверов, можно сказать, что используемое в ее рамках расщепление уровня представления является необходимым для распределения задач выполняемых клиентом и сервером в процессе их взаимодействия. Другим менее важным отличием является разделение источника данных на уровень ресурсов и уровень интеграции. Это отличие может играть важную роль в случае использования большого количества разнотипных ресурсов, таких как базы данных и сторонние службы.

Рисунок 1.2 – Уровни информационной системы, согласно [6].

Модели, предложенные в [8, 9], также предполагают разделение уровня представления, однако в данном случае речь идет о выделении уровня, который улучшает взаимодействие между представлением и доменом. Этот уровень отвечает за сопоставление определенных элементов представления (в частности, графического интерфейса пользователя) соответствующим им сценариям использования модели предметной области. Описание уровня приложения, на который также возложены задачи по обеспечению взаимодействия уровней представления и домена, также дано в [10]. Выделение понятия сценария использования (или сценария операции [2]) ведет к созданию еще одного уровня, который также описан в [2, 8, 9], – уровня служб (рис. 1.3). Этот уровень отвечает за формализацию сценариев использования предметной логики приложения и формирование прикладного интерфейса приложения. В рамках данной работы уровню служб будет отведена важная роль, которая заключается в формировании протокола доступа к информационному сервису. Также следует отметить, что в [9] предложена достаточно сложная структура источника данных, однако, как было отмечено ранее, в данной работе этот уровень не будет рассматриваться как ключевой.

Рисунок 1.3 – Уровни информационной системы, согласно [6] (частично [7]).

На основе рассмотренных моделей можно создать гибридную модель, которая будет использоваться в данной работе (рис. 1.4). Краткое описание уровней, которые вошли в предлагаемую модель дано в таблице 1.2.

Предлагаемая модель предполагает наличие пяти уровней, однако в случае необходимости их количество может быть увеличено (в частности, за счет разделения уровня источника данных [6, 9] или добавления уровня приложения [2, 8, 9, 10]).

Важным аспектом предлагаемой модели является то, что она предполагает выделение подсистемы доступа пользователей, которая включает уровни представления и клиента и взаимодействует с остальными частями системы посредством явно формализованного протокола. Такого рода разделение необходимо для обеспечения поддержки нескольких параллельно функционирующих разнородных интерфейсов доступа клиентов к системе. Использование двух уровней представления [6] обусловлено необходимостью поддержки отдельных видов интерфейса доступа (например, Bluetooth-сервисы требуют обязательного наличия клиентского и серверного модулей [11]).

Поддержка протокола доступа клиентов обеспечивается внедрением уровня служб. Следует отметить, что в данном случае этот уровень, вероятно, будет включать механизмы, необходимые для обеспечения удаленного доступа со стороны отдельных видов интерфейсов взаимодействия. Эти механизмы могут быть унифицированы для всех поддерживаемых видов интерфейсов доступа или специализированы для каждого из них в отдельности.

Рисунок 1.4 – Гибридная модель многоуровневой информационной системы, поддерживающей разнородные интерфейсы взаимодействия

Таблица 1.2. Уровни предлагаемой модели информационной системы.

В рамках данной модели уровни источника данных, домена и служб, обеспечивают функционирование одного или нескольких информационных сервисов (таблица 1.2). В свою очередь, разнородные интерфейсы доступа, каждый из которых включает уровни клиента и представления, обеспечивают доставку этих сервисов потребителю. Каждый интерфейс доступа представляет собой независимую систему, которая может обладать собственной логикой. С технической точки зрения реализация интерфейсов доступа представляет собой сложный процесс (например, если речь идет о Web-приложении). На рис. 1.5 показана схема предоставления информационного сервиса посредством двух интерфейсов – в виде Bluetooth-сервиса и в виде Web-приложения.

Рисунок 1.5 – Обобщенная схема предоставления информационного сервиса пользователям, использующим различные способы доступа

Важным элементом обобщенной схемы, показанной на рис. 1.5, являются каналы связи, которые физически отделяют интерфейсы доступа. Применение каналов связи позволяет подчеркнуть независимость клиентских интерфейсов, а выбор конкретных их реализаций позволяет определить механизмы, которые необходимо реализовать на уровне служб.

1. Pattern-Oriented Software Architecture, Volume 1: A System of Patterns / [Frank Buschmann, Regine Meunier, Hans Rohnert, Peter Sommerlad], and Michael Stal – John Wiley & Sons, 1996. – 467 p.
2. Фаулер М. Архитектура Корпоративных приложений / Фаулер М. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. – 544 с.
3. Таненбаум Э. Компьютерные сети, 4-е издание / Таненбаум Э. – СПб.: Питер, 2006. – 992 с.
4. Таненбаум Э. Современные операционные системы, 2-е издание / Таненбаум Э. – СПб.: Питер, 2002. – 1040 с.
5. Custer H. Inside Windows NT / Custer H. – Microsoft Press, 1993 -  74 pp,
6. Alur D. Core J2EE Patterns: Best Practices and Design Strategies / Alur D., Crupi J., Malks D. – Prentice Hall, 2001 – 420 pp.
7. Kirtland Designing Component-Based Applications / Kirtland – Microsoft Press, 1998 - 400pp.
8. Marinescu F. EJB Design Patterns / Marinescu F. / New York: John Wiley, 2002 – 289 pp.
9. Nilsson .NET Enterprise Design with Visual Basic .NET and SQL Server 2000 / Nilsson – Sams, 2002 - 348 pp.
10. Enterprise Java Programming with IBM Websphere / Brown et al. – Addison-Wesley, 2001 - 500pp.
11. Java APIs for Bluetooth Wireless Technology (JSR-82), Specification Version 1.0a, Java 2 Platform, Micro Edition, Sun Microsystems, 2002 – 110 pp.