Bazy danych i inynieria oprogramowania Wykad 1 Wprowadzenie

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 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 Hyper. Desk ICL Informix Intelli. Corp IBM Micro Focus Microsoft MITRE Ne. XT Novell Object Design Object Tech. Int’l Oracle OSF Parc. Place 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 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: Ñ usługi w zakresie zarządzania cyklem życia obiektu Ñ usługi w zakresie bezpieczeństa Ñ usługi w zakresie transakcji Ñ usługi w zakresie zdarzeń Ñ. . . 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 Open. Doc (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 komponenty aplikacji komunikują się poprzez 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