Transcript Bazy danych i inżynieria oprogramowania

Bazy danych i inżynieria oprogramowania
Wykład 1:
Wprowadzenie do
OMG CORBA
Kazimierz Subieta
Instytut Podstaw Informatyki PAN,
Warszawa
Polsko-Japońska Wyższa Szkoła
Technik Komputerowych, Warszawa
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 1
listopad 1999
Terminologia, pojęcia, literatura
Niniejsza prezentacja nie obejmuje wielu cech OMG CORBA. Wyjaśnienie terminów
z zakresu obiektowości, które wystąpią w tej prezentacji, znajduje się w:
K. Subieta: Słownik terminów z zakresu obiektowości
Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 1999
Dostępny w księgarniach technicznych, np. Warszawa, ul. Wilcza 45
Literatura:
K.Subieta. Slajdy do wykładu
CORBA/ODMG dostępne poprzez
http://www.ipipan.waw.pl/~subieta
Dokumentacja: http://www.omg.org +
ogromna ilość materiałów pochodnych
Praca magisterska: T. Kaźmierczuk,
A.Miazga. Przeglądanie i testowanie
aplikacji pracujących w środowisku
CORBA. AGH, Katedra Informatyki,
Kraków, 1997/98
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 2
listopad 1999
Problem: heterogeniczność
Heterogeniczność jest nieodłączną cechą sieci komputerowych i rozproszonych
aplikacji.Jest to cecha Internetu, Intranetu, WWW, syst. przepływu prac,
rozproszonych baz danych.
Np. system Intranetowy może składać się z różnorodnego sprzętu...
- komputerów klasy mainframe
- stacji roboczych UNIX
- komputerów PC pracujących pod MS Windows
- komputerów Apple Macintosh
- central telefonicznych
- robotów, zautomatyzowanych linii produkcyjnych
...włączać różnorodne protokoły komunikacyjne....
- Ethernet
- FDDI
- ATM
- TCP/IP
- Novell Netware
- różnorodne systemy oparte na RPC (Remote Procedure Call)
...oraz wymieniać pomiędzy sobą zróżnicowane zasoby informacyjne (dane).
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 3
listopad 1999
Przyczyny heterogeniczności
Inżynierskie kompromisy
Rzadko się zdarza, aby było jedno akceptowalne rozwiązanie dla złożonego problemu.
Różni ludzie najczęściej znajdują różne rozwiązania dla podobnych problemów.
Integracja tych rozwiązań prowadzi do heterogeniczności.
Efektywność finansowa
Dostawcy oferują rożne produkty w różnych cenach. Klienci kupują te produkty
zgodnie ze swoim najlepszym wyczuciem spełnienia zadanych wymagań oraz
zminimalizowania kosztów.
Systemy spadkowe (legacy)
Systemy, które dawno zostały wdrożone dawno i działają efektywnie nie mogą być z tego
działania wyłączone. Nie jest możliwe lub jest bardzo kosztowne szybkie zastąpienie
ich przez nowe systemy. Muszą one jednak byæ integrowane z nowszymi systemami.
Np. efektywnie działający od 15-tu lat system zamówień
jest krytyczny dla codziennej działalności danej organizacji.
Trudne tematy badawczo-rozwojowe:
• współdziałanie (interoperability)
• przenaszalność (portability)
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 4
listopad 1999
Co to jest OMG?
Object Management Group
Konsorcjum programistyczne utworzone w 1989 r. Zajmuje się rozwojem,
adaptacją i promowaniem standardów dla rozwijania i rozprzestrzeniania
aplikacji w środowiskach heterogenicznych i rozproszonych.
Skupia ok. 800 czołowych firm rozwojowych, producentów i dostawców
oprogramowania oraz użytkowników.
Technika działania: RFP (Request For Proposal): zapytania odnośnie konkretnych
tematów wysyłane przez komitety OMG do wszystkich członków.
Czonkowie (aktywni w danej sprawie) nadsyłają swoje propozycje.
Integracja propozycji następuje wewnątrz komitetów na zasadzie głosowania.
Rezultat działalności:
OMA (Object Management Architecture), której najważniejszym składnikiem jest
CORBA (Common Object Request Broker Architecture)
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 5
listopad 1999
Misja OMG
Opracowanie jednorodnej architektury z użyciem technologii obiektowej,
mającej na celu integrację rozproszonych aplikacji, która zapewniałaby:
•
ponowne użycie komponentów oprogramowania i danych
•
współdziałanie i przenaszalność
•
podstawy rynku kompatybilnego oprogramowania
OMG skupia się na szybkim rozwoju łatwych w użyciu
(dostępnych “na półce”) standardowych komponentów.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 6
listopad 1999
Zalety rozproszonych obiektów
Zgodność z logiką biznesu (obiekty biznesowe mogą być bezpośrednio
zaimplementowane jako obiekty CORBA)
Skalowalność aplikacji: mała zależność czasu reakcji systemu
od zwiększenia ilości danych, liczby użytkowników, liczby węzłów.
Dekompozycja aplikacji na małe elementy wykonawcze (obiekty, metody,...)
Przyrostowe dodawanie/odejmowanie funkcjonalności
(“płacę tylko za to, czego używam”)
Podział zasobów i zbalansowanie obciążeń
Współbieżność i asynchroniczne przetwarzanie
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 7
listopad 1999
Koncepcja OMG
• Jednorodna terminologia dla modelu obiektowego
• Jedna, zuniformizowana perspektywa danych dla
całego rozproszonego, heterogenicznego systemu
• Zachowanie autonomii lokalnych systemów
• Wspólna abstrakcyjna rama koncepcyjna
• Wspólny model odwoływania się do danych i usług
• Wspólne interfejsy i protokóły
• Podstawą integracji modelu są kluczowe cechy obiektowości,
takie jak obiekty, klasy (interfejsy), metody (operacje),
hermetyzacja, polimorfizm i dziedziczenie
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 8
listopad 1999
OMG: Czołowi partnerzy
Andersen
APM
Apple
ASCII
AT&T
Bell Nothern
Borland
Bull
CA
CI Labs
Data Access
Digital
EDS
Expertsoft
Fujitsu
Genesis
HP
HyperDesk
ICL
Informix
Intel
IntelliCorp
IBM
Micro Focus
Microsoft
MITRE
NeXT
Novell
Object Design
Object Tech.Int’l
Oracle
OSF
ParcPlace
POSC
Siemens Nixdorf
Software AG
Sun Microsyst.
Sybase
Symantec
Taligent
Telefonica I+D
Tivoli
TRW
Unisys
Xerox
Istnieje wiele produktów i aplikacji opartych o standard CORBA.
Praktycznie każdy miesiąc przynosi informację o nowym produkcie.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 9
listopad 1999
OMA: ogólna architektura
Wspólne udogodnienia (Udogodnienia CORBA)
Wspólne udogodnienia pionowe (dziedzinowe)
Rachunkowość
Obiekty Aplikacyjne
Finanse
Medycyna
.....
Wspólne udogodnienia poziome
Rozproszone Zarządzanie Zarządzanie Zarządzanie
dokumenty informacją
systemem
zadaniami
.....
Object Request Broker
(Pośrednik Zapotrzebowania na Obiekty)
Nazwowa
Trwałość
Dostęp zewnętrzny
Własności
Cykl życiowy
Transakcje
Zdarzenia
Współbieżność
Zapytania
Związki
Wspólne Usługi Obiektowe
(Usługi CORBA)
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 10
Kolekcje
Ochrona
Startup
Handlowa
Czas
Licencje
listopad 1999
OMA: Architektura Zarządzania Obiektami
Object Management Architecture
OMA
{
Model obiektów (opis obiektów rozproszonych w sieci komputerowej)
Model referencji (interakcja pomiędzy obiektami)
Model obiektów OMA:
Obiekt jest hermetyzowanym bytem z unikalną niezmienialną tożsamością.
Obsługa obiektów może odbywać się wyłącznie poprzez dobrze
zdefiniowane interfejsy.
Klienci wysyłają zlecenia do obiektów, które wykonują
odpowiednie usługi.
Implementacja i lokacja obiektów jest dla klienta ukryta.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 11
listopad 1999
Usługi i udogodnienia standardu CORBA
Usługi CORBA
Udogodnienia pionowe
Udogodnienia poziome
Współbieżność
Zdarzenia
Dostęp z zewnątrz
Cykl życiowy
Nazywanie
Trwałość
Zapytania
Związki
Transakcje
Licencje
Prawa własności
Bezpieczeństwo
Temporalność
Zarządzanie zmianami
Kolekcje danych
Wymiana danych
Replikacje
Obrót skł. oprogr.
Rachunkowość
Rozwijanie aplikacji
Wytwarzanie wsp. komp.
Finanase
Rozproszona symulacja
Wizualizacja
Informatyczne autostrady
Mapy wsp.komp.
Produkcja i ekspl.
ropy i gazu
Instytucje ochrony
Telekomunikacja
Medycyna
...
Interfejsy użytkownika
Zarządzanie informacją
Zarządzanie systemem
Zarzadzanie jakością
Planowanie
Zarządzanie zadaniami
Przepływy pracy
Zarządz. bezpieczeństwem
...
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 12
listopad 1999
OMA: usługi obiektowe
Object Services
Są to interfejsy niezależne od dziedziny, które mogą być używane przez wiele
systemów rozproszonych obiektów.
Np. usługa polegająca na rozpoznaniu wszystkich istniejących w systemie usług
jest potrzebna niezależnie od dziedziny aplikacyjnej.
Przykłady usług:
Usługa w zakresie nazw (naming service) - pozwala klientom na odszukanie
obiektów (ich referencji) na podstawie ich nazw.
Usługa “handlowa” (trading service) - pozwala klientom na odszukanie
obiektów na podstawie pożądanych własności obiektów.
Pozostałe:
 usługi w zakresie zarządzania cyklem życia obiektu
 usługi w zakresie bezpieczeństa
 usługi w zakresie transakcji
 usługi w zakresie zdarzeń
 ...inne...
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 13
listopad 1999
OMA: wspólne udogodnienia
Common Facilities
Są to mechanizmy wspólne dla dziedzin aplikacyjnych, ale w odróżnieniu od usług
obiektowych są one
zorientowane na aplikacje związane z użytkownikiem końcowym.
Przykładem jest DDCF (Distributed Document Component Facility), mechanizm
do tworzenia i zarządzania składowymi dokumentów oparty na OpenDoc
(Apple). Umożliwia on zaprezentowanie i wymianę obiektów opartych o model
dokumentu, np. umożliwia powiązanie/wstawienie obiektu zawierającego arkusz
kalkulacyjny do obiektu zawierającego raport.
Inne przykłady: wspólny edytor tekstowy, udogodnienia dla tworzenia grafiki,
itd.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 14
listopad 1999
OMA: Interfejsy dziedzinowe i aplikacyjne
Domain Interfaces, Application Interfaces
Interfejsy dziedzinowe są podobne do usług obiektowych i wspólnych
udogodnień, ale są zorientowane nie “poziomo” lecz “pionowo”,
tj. na konkretną dziedzinę aplikacyjną.
Przykłady
• PDM (Product Data Management) dla dziedziny CAM
(Computer-Aided Manufacturing, wytwarzanie wspomagane komputerowo).
• telekomunikacja
• medycyna
• finanse
• ...
Interfejsy aplikacyjne są opracowane dla konkretnej dziedziny aplikacyjnej.
OMG nie zajmuje się aplikacjami, lecz specyfikacjami. Interfejsy te nie należą
więc do standardu, ale są kandydatami do standardyzacji w przyszłości.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 15
listopad 1999
Użycie modelu OMA
Koncepcja polega na zdefiniowaniu zrębów (frameworks), tj. grup obiektów
specyficznych dla danej dziedziny, które ustalają w niej rozwiązanie jakiegoś
problemu: np. w telekomunikacji, medycynie, finansach, wytwarzaniu.
IA, ID,
WU, UO
IA,
WU, UO
WU, UO
komponenty
aplikacji
komunikują
się poprzez
ORB
ORB, Object Request Broker
(Pośrednik Zapotrzebowania na Obiekty)
UO
IA - Interfejsy Aplikacyjne
ID - Interfejsy Dziedzinowe
UO
Zrąb
obiektowy
WU - Wspólne Udogodnienia
UO - Usługi Obiektowe
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 16
listopad 1999
CORBA: podstawowe cechy
Common Object Request Broker Architecture
CORBA 2.0, ostatnia aktualizacja - środek 1995.
Główne cechy
• Rdzeń ORB (ORB Core)
• OMG IDL (Interface Definition Language) Język Definicji Interfejsu
• Repozytorum Interfejsów (Interface Repository)
• Repozytorium Implementacji (Implementation Repository)
• Odwzorowania językowe
• Pieńki (stubs) i szkielety (skeletons)
• Dynamiczne wołanie i przesyłanie (dispatching)
• Obiektowe adaptery (Object Adapters)
• Wewnętrzne protokoły ORB (GIOP, IIOP)
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 17
listopad 1999
Ogólna architektura standardu CORBA
Implementacja obiektów
(reprezentacja i przechowywanie
obiektów; realizacja dostępu i usług)
Klient
Wołania
dynamiczne
(RPC)
Pieniek
IDL
(IDL stub)
Interfejs
do
pośrednika
ORB
Dynamiczny
Szkielet Interfejsu
Szkielet obiektów
(IDL skeleton)
Adapter
obiektów
Rdzeń Pośrednika (ORB core)
Takie samo dla wszystkich ORB
Może być wiele adapterów obiektów
Pieńki i szkielety
specyficzne dla interfejsów
Prywatne interfejsy ORB
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 18
listopad 1999
Przesyłanie zlecenia od klienta do obiektów
Implementacja obiektów
Klient
dynamiczne
Wołania
dynamiczne
(RPC)
Pieniek
IDL
(IDL stub)
Interfejs
do
pośrednika
ORB
statyczne
Dynamiczny
Szkielet Interfejsu
Szkielet obiektów
(IDL skeleton)
Adapter
obiektów
Rdzeń Pośrednika (ORB core)
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 19
listopad 1999
CORBA: schemat komunikowania się klienta z
serwerem
Host klienta
Host serwera
Klient
Obiekt
Wywołanie
operacji
zlecenie
Pośrednik (ORB, Object Request Broker)
wynik, parametry wyj
Definicja obiektów w IDL pozwala dla klienta widzieć je na abstrakcyjnym poziomie.
Klient jest zwolniony z rozpatrywania jakichkolwiek środków komunikacji pomiędzy
klientem i serwerem. Z jego punktu widzenia obiekty znajdują się bezpośrednio
(wirtualnie) w jego przestrzeni adresowej.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 20
listopad 1999
CORBA: schemat wywoływania statycznego
Host klienta
Host serwera
Klient
Wywołanie
operacji
Obiekt
Pieniek
klienta
zlecenie
Implementacja
interfejsu do
obiektu
(szkielet + kod)
Pośrednik (ORB, Object Request Broker)
wynik, parametry wyj
Pieniek klienta jest fragmentem aplikacji klienta generowanym automatycznie z
wyrażenia IDL.
Implementacja interfejsu do obiektu po stronie serwera powstaje ze szkieletu interfejsu
do obiektu, automatycznie generowanego z wyrażenia IDL, który jest następnie
wypełniany (ręcznie) kodem implementacji operacji zdefiniowanych w wyrażeniu IDL.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 21
listopad 1999
Pniaki i szkielety
stubs, skeletons
Pniak(stub) znajduje sie po stronie klienta i zajmuje się tworzeniem i wysyłaniem
jego zleceń.
Szkielet (skeleton) znajduje się po stronie serwera. Szkielet wypełniony kodem
implementacji operacjizajmuje się dostarczanie zleceń klienta do implementacji
obiektów.
Obydwa mechanizmy są tworzone bezpośrednio ze specyfikacji w IDL, są więc specyficzne dla
danego interfejsu. Są one wbudowane bezpośrednio w w aplikację klienta i w implementację
obiektów. Wiązanie jest statyczne, wołanie operacji jest odwzorowane w wołanie funkcji w
odpowiednim języku programowania.
Pniak zajmuje się uszeregowaniem (marshal) zlecenia, tj. zamienia je na formę odpowiednią
dla transmisji. Serwer ORB i szkielet dokonują operacji odwrotnej (unmarshal), czyli konwersji
z postaci transmitowanej do postaci wymaganej przez język programowania.
Po wykonaniu zlecenia, odpowiedź jest wysyłana w odwrotną stronę, poprzez szkielet, serwer
ORB i pniak, do aplikacji klienta.
K.Subieta. Bazy danych i inżynieria oprogramowania, Wykład 1, Folia 22
listopad 1999