Модель взаимодействия программ и систем

В настоящее время программы, системы и другие артефакты нужно строить так, чтобы они могли быть перенесены в другие среды и функционировать там. При этом хотелось бы, чтобы на адаптацию продукта не требовалось значительных усилий разработчиков, связанных с доработками механизмов функционирования профамм в новой среде. Долгое время в отделе проводились исследования проблем, связанных с действующими средствами поддержки интероперабельности, вариантности сложных систем (например, для обеспечения версий ОС IBM-360 в связи с введением новых функций или необходимостью внесения исправлений при обнаружении ошибок.

Под взаимодействием понимают совместимость двух и больше объектов (включая и людей). Данный термин имеет специальный спектр применения в программистской деятельности (например, взаимодействие профамм и сред между собой). Способность к взаимодействию двух и больше профамм или систем обусловлена обменом информацией и использованием ее для организации вычислений. Для обеспечения взаимодействия профамм и систем применяют такие средства — RPC, RMI, ORB (stub, skeleton), IContract и т. п. Благодаря этим средствам, связи разноязычных и разноплатформенных профамм осуществляет интерфейс, который специфицируется языком IDL (Interface Definition Language, APL, SIDL и т. п.). На общем уровне интерфейс используется, как механизм обеспечения взаимодействия (interconnection) разнородных профамм и систем.

Сейчас возникает проблема обеспечения взаимодействия разнородных компонентов, которые строятся в разных интегрированных средах Eclipse, MS.Net, CORBA, COM и др. и могут адаптироваться в другой среде, например. Grid для проведения вычислений по программам в области e-science. При этом взаимодействие должно обеспечить обмен разнородной информацией между разными системами при вычислении в разных средах [36, 37, 115−118].

Модель взаимодействия. Под моделью взаимодействия понимается набор параметров относительно интероперабельности программ и процессов для установления зависимостей между ними и выполнение. Другими словами, модель должна отображать систему отношений, которая существует между элементами ПС. Эти отношения могут задаваться математическими средствами — абстрактной алгеброй, теорией множеств, логико-математическими операциями и др. Основными параметрами модели взаимодействия является программа (компонент), интерфейс и сообщение [37, 38].

Модель взаимодействия M_inten имеет такой вид:

где Мрп = (Сот, Int, Pr, Pro) — модель программы или ПС; Сот — компонент, Int — интерфейс, Рг — программа, Pro — тип запроса (RPC, RM1, /contract); М_ет, = {Env, Int, Pro) — модель среды, в которой Int, Pro, Icontract/IP задают совокупность внешних интерфейсов, программ и протокола Icontract/IP, через который передаются данные между распределенными программами и средами.

Модель среды М_шег по отношению к стандартной семиуровневой модели OSI моделью верхнего уровня, она включает в себя программные элементы, интерфейс и среду.

Программный элемент специфицируется ЯП, DSL, IDL, API и сетевыми языками типа XDL, RDF и т. п. Элементы сохраняются в библиотеках и репозиториях интегрированной среды ИТС ГП и используются при выполнении разных функций технологии объединения и взаимодействия КПП, программ и систем.

Интерфейс [25−27] как объект модели взаимодействия, включает параметры, набор операций и предикатов, которые определяют необходимые действия по обработки данных, переданных от одного программного элемента к другому. Он играет роль посредника между программами, которые обмениваются между собой данными. Если ТД оказывались не релевантными, то выполняется их прямое и обратное преобразование. Проблему взаимодействия между клиентными и серверными программами выполняют сервисные средства Service consumer и Service provider через протокол (Icontract) в системе WCF.

Среды разработки программ и систем. Для поддержки процессов разработки программ в ЯП (MS.Net, CORBA, JAVA) и сборки их в члены СПС в ИТС ГГ1 включена система Eclipse, на базе которой разработаны специальные механизмы взаимодействия для следующих пар системных сред: Visual StudioEclipse, CORBA VS.Net, IBM VSphere Eclipse.

Среда разработки программ. Рассматривается операционная среда с системными программными средствами и инструментами для поддержки процессов разработки отдельных программ в ЯП и сборки их в ПП. Базисом инструментальной среды выбран Eclipse, как средство управления репозиторием КПВ и использования при выработке новых ПС методом сборки. Жизненный цикл сред MS.Net, CORBA, JAVA допускает разработку программ в допустимых ЯП. Каждая из этих сред содержит свой специфический набор средств и подходов к трансформации описаний программ в ЯП к выходному коду с преобразованием типов данных, которые различаются между собой по типу. Общая модель распределенных систем сетевой среды Интернет приведена на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Схемы разработки и взаимодействия программ в Интернет.

Каждая из приведенных сред CORBA, IBM, VS.Net, JAVA, базируется на своих интерфейсах взаимодействия и включает в себя общие методы и средства доступа к данным сетевой среде. Программы, изготовленные в одной из сред, могут быть перенесены из одной среды в другую через репозиторий Eclipse. В пределах ГП проведено расширение среды Eclipse путем интеграции новых программ, произведенных в одной из сред, интегрированных в репозиторий. Эти операционные среды обеспечивают соответствующие процессы ЖЦ разработки разнородных программ и методы их объединения в разные структуры ПП через механизмы взаимодействия, реализованные в этой среде.

Проведена экспериментальная реализация принципов интеграции и взаимодействия программ для пар системных сред (см. раздел 4):

• 1) Visual Studio. Net <-«Eclipse — это среда для технологии разработки отдельных программ в языке С# и спецификацией интерфейса с паспортными данными и возможности переноса готового продукта в репозиторий системы Eclipse. Такой инструмент отображает связь с данной средой разработки программ с помощью плагинов и конфигурационного файла с параметрами и операциями обработки данных в той или другой среде [97];
• 2) CORBA, JAVA, MS.Net обеспечивают разработку программ на ЯП этой среды и установление связей между этими программными средами в целях обеспечения размещения разработанных программ в репозитории и предоставления доступа другим разработчикам этих программ [98];
• 3) IBM VSphcre, Eclipse предоставляет средства для разработки новых программ с использованием ЯП, которые допустимы в этой среде или в VSphere виртуального варианта этой системы.

Интерфейс является главным параметром моделей взаимодействия программ и систем в операционной среде Интернет.