Распределенные объектные технологии Калиниченко Леонид Андреевич Профессор кафедры АСВК ф-та ВМиК, Зав. лабораторией Института проблем информатики РАН. - презентация

1 Распределенные объектные технологии Калиниченко Леонид Андреевич Профессор кафедры АСВК ф-та ВМиК, Зав. лабораторией Института проблем информатики РАН (ИПИ РАН) Нахимовский пр-т, 36-1; Тел. (499) для доступа к файлам, перечисленным далее:

2 DOT0: DIS Frameworks Intro DOT1: Distributed Systems DOT2: Object-Oriented Principl. DOT3: OO Middleware Principl. DOT4: CORBA, RMI DOT5: Resolving Heterogeneity DOT6: Dynamic Request DOT6A: Compositional IS dsgn. DOT7: Advanced Synchroniz. DOT8: Naming and Trading DOT9: Distr. Objects Lifecycles DOT10: Persistence Service DOT11: Transaction Service DOT12: Security in Distr. Obj. DOT13A: Formal Meth. (intro) DOT13B: Types, Refnmnt., AMN (7-19, 24, 25, 28-34, 36,37, 42-44, 47, 51-56, 59-66) DOT13C: Examples: Machines DOT14: Ontologies DOT15: Compositional Design DOT15A: Compositional Dsgn. 2 Order of using files of the DOT Course DOT16: DBMS Manifestos DOT14Aonto: Ontologies

3 Практическая часть курса: Service Oriented Architecture (SOA) Вовченко Алексей Евгеньевич Аспирант кафедры АСВК ф-та ВМиК, Сотрудник Института проблем информатики РАН (ИПИ РАН) Нахимовский пр-т, 36-1 Тел. (499)

4 Представление курса и задания по рефератам На странице находятся: Представление курса РОТ-2011 (настоящий файл) Описание курса и темы рефератов Назначение тем рефератов студентам

5 Примеры тем магистерских диссертаций 1.Исследование подходов к интеграции в посредниках данных в Web 2.Разработка средств идентификации ресурсов, релевантных предметной области (ПО), по метаданным и онтологическим описаниями ПО 3. Разработка средств отображения спецификаций ресурсов в специфика- ции задачи при использовании канонической информационной модели 4.Извлечение понятий и их связей из текстов описания предметных областей для создания онтологий 5.Разработка подходов к использованию гибридной грид-инфраструктуры для решения научных задач 6.Создание средств отображения разрешимого подмножества средств канонической информационной модели в инструментарий дескриптивной логики (язык OWL, средства рассуждений) 7.Создание методов определения концептуальных схем предметных областей средствами канонической информационной модели

6 Подход к преподаванию курса Изучить процедуру создания новых ИТ в контексте распределенных объектных технологий (РОТ). OMG как организация обеспечивающая создание де-факто индустриальных стандартов а области РОТ. Традиционный стиль преподавания курса и его недостатки – пассивное прослушивание лекций, никакой работы в семестре, ознакомление с учебниками и другими материалами за день до экзамена или даже во время экзамена. Новый способ преподавания. Направлен на активное изучение предмета слушателями. Самостоятельная работа. Предполагается подготовка студентами рефератов, являющихся результатом активного изучения соответствующей части курса.

7 Две части курса Курс методологический. Главное – осознание подходов к созданию РОТ, ведущих к интероперабельности компонентов информационных систем. Первая часть курса посвящена изучению основ известной технологии объектного промежуточного слоя распределенных систем CORBA. Модели, архитектура, языки, службы, прикладные области. Эволюция архитектуры. Компонентная архитектура. Одновременно с изучением этой архитектуры нужно разобраться в подходе OMG к созданию объектных технологий, получающих статус индустриального стандарта. Вторая часть курса посвящена представлению начального этапа создания новых РОТ – проведению исследований и формированию прототипов архитектурных и модельных решений. В качестве примеров рассматриваются композиционная архитектура и архитектура предметных посредников как примеры начальных шагов по созданию новых РОТ. Главное – осознание мотивации к созданию РОТ, к разработке проектов языков, моделей, алгоритмов, созданию прототипов.

8 Организация Самостоятельная работа над рефератом потребует активного освоения студентами соответствующих частей курса. Работа над рефератом завершается оценкой. Одновременно с методологическим курсом будет идти практикум по SOA в виде упражнений в среде Eclipse. По результатам практикума также выставляются оценки. Оценки определяют уровень освоения предмета и оказывают определяющее влияние на экзаменационную оценку.

9 Темы рефератов Введение в технологии композиционного проектирования информационных систем 1.Семантическая интероперабельность при проектировании ИС: проблемы и подходы к их решению 2.Роль формальных методов в процессе проектирования семантически интероперабельных ИС 3.Алгебра типов как основа процесса композиционного проектирования ИС 4.Языки онтологического моделирования 5.Вопросы онтологического моделирования в процессе проектирования семантически интероперабельных ИС 6.Идентификация и регистрация компонентов в модели приложения для их повторного использования 7.Проектирование семантически интероперабельных систем в компонентной среде объектного промежуточного слоя 8.Проектирование семантически интероперабельных систем в сервис- ориентированной среде

10 Ключевые темы первой части курса

11 Развитие технологий распределенных интероперабельных систем Эволюция архитектуры информационных систем Понятие промежуточного слоя RPC как основа промежуточного слоя Мониторы обработки транзакций Понятие об архитектуре CORBA Сервис-ориентированные архитектуры Литература DOT0 (Lecture notes): Distributed Information Systems Frameworks: an Introduction Alonso G., et al Web Services: Concepts, Architectures and Applications. Springer В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов. Мир, History of CORBA + History 2 CORBA BASICS CORBA 2.4 (CORBA overview) Object Management Architecture Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

12 Введение в объектные технологии распределенных систем Распределенные системы: общие понятия Свойства распределенных систем Объекты в распределенной среде Эволюция объектных технологий UML как средство конструирования распределенных объектов Литература DOT1: Distributed Systems, DOT2: Object-Oriented Principles В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов History of CORBA CORBA BASICS CORBA 2.4 (Object model, IDL) UML Profile for CORBA Specification Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

13 Объектно-ориентированный промежуточный слой, введение в CORBA Объектно-ориентированный промежуточный слой IDL и его роль в объектных архитектурах Соотношение компонентов промежуточного слоя и сетевых архитектур Введение в CORBA Архитектура CORBA, брокер объектных заявок (ORB) Разрешение неоднородности в распределенных системах Литература DOT3: OO Middleware Principles, DOT4: CORBA, DOT5: Resolving heterogeneity В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов History of CORBA CORBA BASICS CORBA 2.4 (Object model, IDL, ORB Interoperability Architecture, GIOP, IIOP) Object Management Architecture Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

14 Организация взаимодействия объектов в CORBA Динамические заявки в CORBA Конструирование родовых (generic) приложений Организация взаимодействия объектов в CORBA Способы синхронизации заявок Литература DOT6: Dynamic Requests, DOT7: Communication between Distributed Objects В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов. Мир History of CORBA CORBA BASICS Object Management Architecture CORBA 2.4 (ORB, Dynamaic Invocation, Interface Repository, CORBA Messaging) CORBA Reflection Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

15 Идентификация релевантных распределенных объектов и определение их местонахождения Организация служб (services) в CORBA, взаимодействие с объектами при помощи ORB Служба именования CORBA Служба объектного трейдинга CORBA Литература DOT8: Locating Distributed Objects В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов. Мир History of CORBA CORBA BASICS CORBA 2.4 (CORBA Overview) Naming Service Trading Service Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

16 Жизненный цикл распределенных объектов Организация служб (services) в CORBA, взаимодействие с объектами при помощи ORB Создание, миграция, удаление распределенных объектов. Роль фабрик Составные объекты. Служба связей (Relationship Service). Ролевые объекты Жизненный цикл составных объектов Литература DOT9: Lifecycle of Distributed Objects В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов. Мир History of CORBA CORBA BASICS CORBA 2.4 (CORBA Overview) Life cycle service Relationship Service Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

17 Долговечность объектов Организация служб (services) в CORBA, взаимодействие с объектами при помощи ORB Принципы долговременного хранения объектов Служба долговременного хранения CORBA Литература DOT10: Object Persistence В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов. Мир History of CORBA CORBA BASICS CORBA 2.4 (CORBA Overview) Life cycle service Relationship Service Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

18 Распределенные объектные транзакции Организация служб (services) в CORBA, взаимодействие с объектами при помощи ORB Свойства ACID транзакций. Плоские и вложенные транзакции Управление одновременным выполнением транзакций Двухфазное блокирование транзакций Двухфазная фиксация CORBA Transaction Service Литература DOT11: Distributed Object Transactions В.Эммерих. Конструирование распределенных объектов. Мир History of CORBA CORBA BASICS CORBA 2.4 (CORBA Overview) Transaction Service Object Management Group Terms and Acronyms Wikipedia

19 Изучение процесса создания новых технологий в OMG Примеры возможных целей, которые студенты ставят перед собой при изучении процесса создания новых технологий в OMG: Используя документы Technology adoption process, OMG's Technology Adoption Process, OMG Terminology Related to the Process of Technology Adoption, представить процесс создания объектных технологий в OMG и определить роли участвующих организаций и групп OMG. Примеры RFI и RFP: Future Development of UML (RFI), Business Process Model and Notation (BPMN) 2.0 (RFP). Используя документы Technology adoption process, OMG's Technology Adoption Process, OMG Terminology Related to the Process of Technology Adoption, представить процесс создания службы транзакций как технологии OMG (например, в виде графа) и определить роли участвующих организаций и групп OMG. Примеры RFI и RFP: Future Development of UML (RFI), Business Process Model and Notation (BPMN) 2.0 (RFP).

20 Литература по CORBA Object Management Group Terms and Acronyms History of CORBA CORBA History -2 CORBA 2.4 (2000) Object Management Architecture OMG Terminology Related to the Process of Technology Adoption Technology adoption process OMG's Technology Adoption Process CORBA BASICS CORBA Reflection UML Profile for CORBA Specification Business Process Model and Notation (BPMN) 2.0 Request For Proposal Future Development of UML RFI CORBA Services (Naming Service, Trading Service, Life cycle service, Relationship Service, Persistent Object Service, Transaction Service) Alonso G., et al Web Services: Concepts, Architectures and Applications. Springer Verlag, 2004

21 Рефераты

22 Семантическая интероперабельность при проектировании ИС: проблемы и подходы к их решению Характеристика различных видов семантики, которые должны быть учтены для достижения семантической интероперабельности Унифицированное представление спецификаций модели приложений и ресурсов (компонентов) : каноническая объектная модель. Полнота спецификаций. Формальная семантика канонической модели в Нотации Абстрактных Машин Определение семантики предметной области: онтологическое моделирование, спецификации понятий (вербальные, логические, объектно-логические), унификация онтологических моделей, формальная верификация правильности установленных отношений между понятиями. Пример. Согласование контекстов предметной области и компонентов на основе соответствующих онтологических определений Формальная семантика повторного использования компонентов при реализации модели приложения ИС (алгебра типов, понятие наибольшего общего редукта, композиция типов, доказательное установление отношения уточнения спецификаций). Пример

23 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Motivation (литература: SIR framework, Ideas for SIR, Analysis and Design) Canonical model (литература: Canonical object model) Formal models and methods (литература: (A Strategy for formal methods, AMN (section 2), B Method, B-related references, Formal methods) Ontological modeling (Ontological modeling (sections 1, 3, 4, 5), Web Ontology Language, Reversible ontological model mapping, Intercontext correlation, Ontology reconciliation, Object specifications linking) Object types (ADT basics (section 1), Calculus) Component based compositional design (Component-based design paper, Concretization construction paper, Automation of Verification paper, Resource registration, Compositional approach in Russian, Complementary architecture paper )

24 Роль формальных методов в процессе проектирования семантически интероперабельных ИС Стратегии применения формальных методов при проектировании информационных систем, мотивация применения формальных методов Формальная спецификация типов и отношений типов в Object Z Нотация абстрактных машин как формальная модель спецификаций Уточнение абстрактных машин и уточнение спецификаций типов Примеры применения AMN для доказательства уточнения спецификаций, заданных в канонической объектной модели Особенности построения уточняющих отображений информационных моделей (на примере отображения OWL в каноническую объектную модель), обеспечивающих возможность верификации уточнения спецификаций Применение AMN для верификации отношений онтологических понятий

25 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Formal models and methods (литература: все ссылки из этого раздела) Canonical model (литература: Canonical object model) Ontological modeling (литература: Reversible ontological model mapping) Component based compositional design (литература: Automation of Verification paper, Component-based design paper, Concretization construction paper, Compositional approach in Russian, Compositional development)

26 Алгебра типов как основа процесса композиционного проектирования ИС Абстрактные типы данных (АТД). Определение отношения подтипа и отношения уточнения типов. Как доказывать правильность определения отношения подтипа и уточнения в Нотации абстрактных машин Алгебра типов и ее назначение в процессе проектирования и реализации ИС Алгебра типов в канонической объектной модели Спецификации абстрактных типов данных – в канонической объектной модели и в формальных моделях. Мотивация применения формальных методов Примеры использования алгебры типов для конструирования уточняющих композиций спецификаций типов (в канонической объектной модели) в процессе проектирования семантически интероперабельных ИС

27 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Formal models and methods (литература: ADT basics, AMN (section 2), B Method, B- related references) Canonical model (литература: Canonical object model, SYNTHESIS) Object types (литература: все ссылки из этого раздела) Component based compositional design (литература: Automation of Verification paper, Component-based design paper, Concretization construction paper, Compositional approach in Russian, Compositional development)

28 Языки онтологического моделирования Онтологическое моделирование и его роль в процессе достижения семантической интероперабельности Вербальное определение онтологий. Примеры Обзор средств зыка ONTOLINGUA, использующего логику предикатов первого порядка. Примеры онтологических определений на ONTOLINGUA Обзор средств языка OWL, использующего дескриптивную логику. Примеры онтологических определений на OWL Унификация онтологических моделей. Отображение онтологических моделей (ONTOLINGUA и OWL) в каноническую объектную модель Подход к доказательству отношения понятие/подпонятие при использовании нотации абстрактных машин

29 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Canonical model (литература: Canonical object model) Formal models and methods (литература: AMN (section 2), B Method, B-related references) Ontological modeling (литература: все ссылки из этого раздела)

30 Вопросы онтологического моделирования в процессе проектирования семантически интероперабельных ИС Онтологии модели приложения и спецификации компонентов. Языки определения онтологий. Задачи онтологического моделирования при проектировании ИС Аннотирование спецификаций. Установление онтологических связей между спецификациями типов и их элементов модели приложения и компонентов. Автоматизация и верификация связей для онтологий в различных онтологических языках (вербальные онтологии, логика предикатов, дескриптивная логика) Вопросы согласования онтологических контекстов модели приложения и компонентов. Интеграция онтологий Приведение онтологических спецификаций к унифицированному виду (каноническая объектная модель). Отображение онтологических языков на примере отображения OWL в каноническую объектную модель.

31 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Canonical model (литература: Canonical object model) Formal models and methods (литература: AMN (section 2), B Method, B-related references) Ontological modeling (литература: все ссылки из этого раздела) Component based compositional design (Compositional approach in Russian)

32 Идентификация и регистрация компонентов в модели приложения для их повторного использования при проектировании ИС Задача этапа идентификации и регистрации релевантных компонентов в процессе проектирования и подходы к ее решению Поиск спецификаций компонентов онтологически релевантных фрагментам модели приложения (в предположении, что в качестве унифицированной онтологической модели используется каноническая объектная модель) Подходы к разрешению конфликтов между спецификациями модели приложения и компонентов Подходы к решению задачи выявления фрагментов спецификаций компонентов, которые служили бы уточнением релевантных фрагментов модели приложения. Верификация отношения уточнения на основе формальных методов (Нотации Абстрактных Машин) Построение композиции уточняющих фрагментов для получения спецификации, уточняющей спецификацию модели приложения. Использование алгебры типов. Верификация отношения уточнения на основе формальных методов (Нотации Абстрактных Машин)

33 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Canonical model (литература: Canonical object model, SYNTHESIS) Formal models and methods (литература: AMN (section 2), B Method, B-related references) Component based compositional design (литература: Automation of Verification paper, Component-based design paper, Concretization construction paper, Resouce registration, Compositional approach in Russian, Compositional development)

34 Проектирование семантически интероперабельных систем в компонентной среде объектного промежуточного слоя Процесс проектирования семантически интероперабельных систем Каноническая объектная модель и ее роль в процессе проектирования Согласование семантики предметной области приложения и предметной области компонентов (согласование онтологических контекстов) Методы достижения уточнения модели приложения спецификациями ресурсов –методы доказательного установления отношения подтипа, отношения уточнения между спецификациями приложения и компонентов –методы устранения конфликтов –алгебра типов и конструирование уточняющих композиций спецификаций компонентов Примеры

35 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Canonical model (литература: Canonical object model, SYNTHESIS) Object types (ADT basics (section 1), Calculus) Formal models and methods (литература: AMN (section 2), B Method, B-related references) Component based compositional design (литература: все ссылки из этого раздела)

36 Проектирование семантически интероперабельных систем в сервис- ориентированной среде Модельные и инфраструктурные решения, обеспечивающие проектирование семантически интероперабельных ИС в компонетной среде объектного промежуточного слоя Алгебра типов Уточнение спецификаций и обеспечение доказательной верификации уточнения Спецификация сервисов в канонической объектной модели Идентификация сервисов, релевантных модели приложения Композиция спецификаций сервисов для достижения уточнения Анализ отличий проектирования семантически интероперабельных ИС в среде объектного промежуточного слоя (компонентная технология) и в сервис- ориентированной среде

37 Литература Информацию для написания реферата по этой теме можно найти в следующих разделах краткого описания (summary) курса и в соответствующих им литературных источниках (минимальный список имен гиперссылок на литературу (которые определены в кратком описании курса) приведен ниже) Canonical model (литература: Canonical object model, SYNTHESIS) Object types (ADT basics (section 1), Calculus) Formal models and methods (литература: AMN (section 2), B Method, B-related references) Component based compositional design (литература: Design, Component-based development. Compositional development, dissertation on component-based IS construction) Web Services compositions (литература: все ссылки из этого раздела)