Глава 11 6 страница

Этап 6: определение полезности «ожидаемых» уровней реакции атрибута качества путем интерполяции

За определением относительного набора сценариев ожидаемого уровня реакции каждой архитектурной стратегии следует расчет их полезности. Для этого следу­ет обратиться к суммам баллов полезности текущей и желаемой реакции для всех задействованных атрибутов. Исходя из этих значений путем интерполяции можно вычислить полезность ожидаемых уровней реакции атрибута качества для пар «архитектурная стратегия/сценарий», реализуемых с подсистемой DAWG системы ECS.

Таблица 12.6. Архитектурные стратегии и их ожидаемая полезность Стратегия Имя Связанные Текущая Ожидаемая     сценарии полезность полезность   Персистентность заказов         при подаче                   Разбиение заказов         Г руппировка заказов                   Сегментация заказов         Переназначение в заказах         Повторное выполнение заказов         Силовое завершение заказов         Оповещение о неудавшихся         заказах         Отслеживание гранул         согласно уровню         Ссылки на информацию о пользователе

Результаты расчета для пар «архитектурная стратегия/сценарий»» представ­ленных в табл. 12.5, приведены в табл. 12.6.

Этап 7: расчет общей выгоды, полученной от архитектурной стратегии

Таблица 12.7. Общая выгода, полученная от архитектурных стратегий Страте­ гия Связанный сценарий Вес сценария Ненормализованная выгода от архитек­турной стратегии Нормализованная выгода от архитек­турной стратегии Общая выгода от архитектур­ной стратегии                                                                   -5 -25

На основе представленной в табл. 12.6 информации можно рассчитать общую выгоду, полученную от применения каждой архитектурной стратегии; этой цели служит уравнение, которое мы привели в подразделе «Определение выгод и нор­мализация». В нем общая выгода рассчитывается как сумма значений выгоды от каждого сценария, а затем нормализуется относительным весом данного сцена­рия. Баллы общей выгоды для каждой из рассмотренных архитектурных страте­гий приводятся в табл. 12.7.

 

Этап 8: отбор архитектурных стратегий с учетом ROI, а также ограничений по стоимости и времени

На завершающей стадии анализа участники группы оценки определили стоимость реализации всех архитектурных стратегий. Расчеты проводились исходя из опы­та работы с системой, и в конечном итоге для каждой архитектурной стратегии удалось установить коэффициент прибыли на инвестированный капитал (ROI). Соответственно, у нас появилась возможность ранжировать страте­гии (табл. 12.8). Неудивительно, что ранги примерно соответствуют порядку пред­ложения стратегий: у первой стратегии высший ранг, а у третьей — второй после нысшего. Нижайший ранг у десятой стратегии, а второй с конца — у восьмой. Таким образом, проведенные расчеты подтверждают интуитивное понимание за­интересованными лицами выгод от различных архитектурных стратегий. И дей­ствительно, в случае с ECS наибольшие выгоды обещают принести первые две предложенные стратегии.

 

Таблица 12.8. Коэффициенты ROI различных архитектурных стратегий Страте­ гия Издержки Общая выгода от применения стратегии Коэффициент ROI стратегии Ранг стратегии       0,79         0,5         0,69         0,5         0,3         0,25         0,35         0,5         0,22         0,25

 

12.5. Результаты оценки по методу СВАМ

Наиболее очевидные результаты проведения оценки по методу СВАМ — класси­фикация архитектурных стратегий по критерию прогнозируемого коэффициента ROI — показаны в табл. 12.8. Впрочем, равно как и в отношении метода АТАМ, преимущества СВАМ не ограничиваются количественными показателями. У них есть социальный и культурный аспекты.

Дискуссии, сопровождающие процессы сбора информации и принятия реше­ний, в рамках СВАМ играют не менее значимую роль, чем ранжирование архи­тектурных стратегий. Процесс СВАМ структурирует проблемы, которые обычно не выходят за рамки свободных дискуссий; он, таким образом, отделяет требова­ния от архитектурных стратегий и способствует четкому формулированию сти­мулов и задач по реакции. Процесс СВАМ заставляет заинтересованных лиц за­ранее и четко излагать свои сценарии, устанавливать для различных задач по реакции уровни полезности и, исходя из конечных результатов в определении полезности, расставлять сценарии согласно приоритету. Наконец, что само по себе неплохо, рассмотренный процесс конкретизирует сценарии и требования.

12.6. Заключение

СВАМ — это одновременно итерационный процесс извлечения информации и кар­кас анализа решений. Ои предназначен для обработки сценариев, выражающих различные атрибуты качества. Пространство решений заинтересованные лица

исследуют при помощи кривых «реакция—полезность», которые демонстрируют изменение полезности системы в зависимости от изменения ее атрибутом. При­меняемый в рамках метода согласительный принцип стимулирует оживленные обсуждения среди заинтересованных лиц и решение между ними спорных вопро­сов. Прослеживаемость проектных решении предусматривает возможность мо­дернизации и постоянного усовершенствования процесса проектирования.

Извлекать информацию из реальных проектов довольно сложно. В паши обя­занности как исследователей входит разработка методов, доступных для реаль­ных инженеров, работающих над реальными проектами. Методы эти призваны выдавать полезные результаты быстро и с разумными «издержками» в плане вре­менных ресурсов заинтересованных лиц. Маш опыт оценки по методу СВАМ свидетельствует о значительных расхождениях между теоретическим и практи­ческим механизмами решения задач. Несколько раз применив этот метод в отно­шении системы ECS NASA, мы внесли в него весьма серьезные коррективы.

Несмотря на некоторые сложности практической реализации, мы не сомнева­емся в превосходстве экономических методик над нерегулярными процедурами принятия решений, которые в контексте современных приложений (даже самых сложных) все еще занимают главенствующее положение. Предоставляя специа­листам средства схематизации и структурирования дискуссий и процесса приня­тия решений, СВАМ в значительной степени упорядочивает разработку слож­ных программных систем.

12.7. Дополнительная литература

Одними из первых исследований по методу СВАМ явились [Kazman 01] и [Asun- di 01]. Моделированию затрат посвящены работы [Boehm 81] и [Jones 99]. Об оценке архитектуры системы ECS по методике АТАМ речь идет в издании [Cle­ments 02а].

12.8. Дискуссионные вопросы

1. Одно из нововведений СВАМ заключается в употреблении кривых «реак­ция-полезность». Ознакомьтесь со стилями кривых, изображенных на рис. 12.2. Каковы, по вашему мнению, были обстоятельства, в которых мы при участии заинтересованных лиц выяснили информацию для построе­ния каждой из этих кривых? Какие ситуации они выражают?

2. Попытки определения издержек и выгод обычно сопряжены с неопреде­ленностью. Каковы типичные источники неопределенности и как их следу­ет характеризовать, измерять и минимизировать?

Глава 13

Всемирная паутина. Конкретный пример реализации способности к взаимодействию

(в соавторстве сХон-Мей Чен (Хои-Мей Чен (Hong-Mei Chen) — адъюнкт-профессор факультета менеджмента в области инфор­мационных технологий Университета шт. Гавайи.))

Нашей основной целью было достижение гибкости. Любые спе­цификации, призванные обеспечить способность к взаимодействию, на самом деле накладывали на реализацию Всемирной паутины огра­ничения. Таким образом, число спецификаций требовалось свести к минимуму... а самые необходимые следовало составить так, чтобы они не зависели друг от друга... Такой подход предоставляет возмож­ность замены отдельных элементов проектного решения без коррек­тировки архитектуры как таковой.

Тим Берперс-Jlu [Bemers-Lee 96b]

Полагаю, что в будущем — не слишком отдаленном — у любого, не обзаведшегося собственной веб-страницей, будет полное право на этом основании требовать от правительства выделения субсидии.

Скотт Адамс, создатель Dilbert

Наверное, самый выразительный пример практического действия архитектурно­экономического цикла (Architecture Business Cycle, ABC) — это изменения, кото­рым подверглись задачи, бизнес-модель и архитектура Всемирной паутины с мо­мента ее появления в 1990 году. Никто — ни заказчики, ни пользователи, ни сам архитектор (Тим Бернерс-Ли) — в тот момент не могли даже предположить, что Всемирной паутине уготовано пройти этап бурного развития и умопомрачитель­ного роста. В настоящей главе мы намерены рассмотреть Всемирную паутину с точки зрения ABC и обратить ваше внимание на то, как изменяющиеся задачи и коммерческие потребности ее игроков отражаются на уровне архитектуры. Сначала мы обратимся к тем требованиям, которые предъявлялись к Сети пер­воначально, к ее первым игрокам, а затем проанализируем изменения, происшед­шие в серверной архитектуре под влиянием ЛВС.

13.1. Отношение к архитектурно­экономическому циклу

Предложение об организации Всемирной паутины изначально сформулировал Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee) — научный сотрудник Европейской лабора­тории ядерных исследований (European Laboratory for Particle Physics, CERN). Понаблюдав за другими сотрудниками CERN, он пришел к выводу, что они фор­мируют постоянно развивающуюся социальную «паутину». Люди приходили и уходили, организовывали новые научные сообщества, распускали старые, пользо­вались одними и теми же документами, болтали в курилках и занимались кучей других дел. Идея Бернерса-Ли состояла в том, чтобы подкрепить эту неформаль­ную сеть аналогичной паутиной, связывающей представленную в электронном виде информацию. В 1989 году он составил и распространил в пределах CERN документ, озаглавленный «Управление информацией: предложение» («Information Management: A Proposal»). К октябрю 1990 года пересмотренная версия предло­жения была утверждена руководством, и, после того как для нового проекта вы­брали имя «Всемирная паутина» (World Wide Web), началась его разработка.

Элементы ABC, которые участвовали в первоначальном предложении, полу­чившем поддержку руководства CERN, изображены на рис. 13.1. Исходная си­стема была призвана активизировать взаимодействие между научными сотрудни­ками CERN (конечными пользователями) в рамках неоднородной вычислительной среды. В роли заказчика выступило руководство CERN, а разработчиком оказал­ся один-единственный исследователь. Согласно предложенной Бернерсом-Ли экономической модели, проектируемая система должна была стимулировать об­мен информацией между штатными сотрудниками CERN. Ограниченность само­го предложения и поставленных задач (носивших, за невозможностью проверки реальности их достижения, умозрительный характер) компенсировалась незна­чительностью вложений со стороны CERN — для создания и тестирования си­стемы требовалось всего-то несколько месяцев труда одного исследователя.

Тем исследователям, которые уже с начала 1970-х годов, когда появилась сеть Интернет, эксплуатировали ее возможности, техническая база новой системы не казалась чем-то из ряда вон выходящим. Центральное управление в существо­вавшей сети осуществлялось крайне фрагментарно (обязанности добровольче­ских комитетов сводились к определению протоколов, обеспечивавших передачу информации между различными узлами Интернета, и выделению полномочий для создания новых новостных групп); кроме того, для нее был характерен

Рис. 13.1. Исходный архитектурно-экономический цикл Всемирной паутины

 

стихийный, «дикарский» стиль общения, основными каналами которого служи­ли специализированные новостные группы.

Первые гипертекстовые системы появились еще раньше — все началось с кон­цепции Ванневара Буша (Vannevar Bush), изложенной им в 1940-х годах. Иссле­дования в рамках этой концепции проводились в 1960-е, 1970-е и даже в 1980-е го­ды; в частности, регулярно собирались конференции, посвященные гипертексту. Впрочем, крупномасштабной реализации концепции Буша к 1980-м годам так и не случилось — гипертекст в основном использовался в небольших системах управления документацией. Как оказалось, так будет не всегда.

В 1990 году руководство CERN одобрило предложение Бернерса-Ли. К нояб­рю он разработал на платформе NeXT первую веб- программу; из этого со всей очевидностью следует, что к работе над реализацией он приступил, не дожидаясь ответа со стороны руководства. Рассогласованность позиции руководящих ин­станций и действий исследователей вообще характерна для научно-исследова- тельских организаций, в которых начальные капиталовложения в проекты дер­жатся на низком уровне. Неструктурированная разработка характерна для них в большей степени, чем для коммерческих компаний, что объясняется их ориен­тацией на свежие решения и творческие устремления своих сотрудников, а сле­довательно, большей, по сравнению со среднестатистической компанией-разра- ботчиком, свободой действий.

Некоторые характеристики первоначальной реализации веб-системы до сих пор не реализованы в браузерах. К примеру, веб-система предусматривала для пользователей возможность создания ссылок, не выходя из программы просмот­ра; кроме того, комментировать информацию могли как авторы, так и читатели. Поначалу Бернерс-Ли был уверен в том, что пользователи не захотят возиться с языком разметки гипертекста (HyperText Markup Language, HTML) и унифи-

цированными указателями ресурсов (URLs). Как оказалось, он ошибался. Ради возможности создания веб-публикаций пользователи были готовы мириться с эти­ми неудобствами.

13.2. Требования и атрибуты качества

Согласно представлениям сотрудников CERN и первоначальной реализации, Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) характеризовалась рядом жела­емых атрибутов качества. Она должна была воплотить переносимость, способ­ность к взаимодействию с компьютерами разных типов (при условии, что на них установлено одно и то же программное обеспечение), масштабируемость и рас­ширяемость. Коммерческие задачи по стимулированию взаимодействия между пользователями и созданию гетерогенной вычислительной среды диктовали реа­лизацию таких атрибутов качества, как удаленный доступ, способность к взаимо­действию, расширяемость и масштабируемость; все это в конечном итоге выли­лось в создание libWWW — первой программной библиотеки, поддерживающей веб-разработку и распределенную архитектуру типа «клиент-сервер». Благодаря реализации в первоначальной программной архитектуре перечисленных свойств появилась инфраструктура, на основе которой Всемирная паутина впоследствии получила стремительнейшее развитие (табл. 13.1). Поскольку в libWWW пре­дусматривается строгое разделение задач, библиотека может работать практиче­ски на любом аппаратном обеспечении, без труда приспосабливается к новым протоколам, форматам данных и приложениям. Отсутствие централизованного управления позволяет Паутине расти бесконечно.

Таблица 13.1. Статистика роста Всемирной паутины1 Дата Количество веб-сайтов Процентное отношение сайтов сайтов в домене.сот Количество хостов на веб-сервер 6/93   1,5 13 000 12/93   4,6   6/94   13,5   12/94 10 022 18,3   6/95 23 500 31,3   1/96 100 000 50,0   6/96 252 000 68,0   1/97 646 162 62,6   1/98 1 834710   16,2 1/99 4 062 280   10,6 1/00 9 950 491   7,3 1/01 27 585 719 54,68 4,0

1 Источник: Приводится с разрешения Мэтью Грзя (Matthew Gray) из lcxiiojionniecKoro института Массачусетса.

 

Ниже мы намерены более подробно разобрать эти, а также некоторые другие базовые требования; к структуре библиотеки libWWW мы вернемся немного позже, в разделе 13.3. Стоит заметить, что требование об удобстве использования изначально сформулировано не было, а умопомрачительный взлет популярности Паутины начался лишь после возникновения «мышиных» браузеров. С другой стороны, требование к переносимости и поддержке гетерогенной вычислитель­ной среды привело к появлению самого понятия «браузер» как отдельного эле­мента и тем самым подготовило почву для разработки более сложных программ просмотра.

Первоначальные требования

В первоначальных предложениях по проекту «Всемирная паутина» были озвуче­ны следующие требования.

♦ Удаленный доступ в пределах отдельных сетей. Любая информация, храня­щаяся на любой входящей в сеть CERN машине, должна быть доступна с любой другой машины в этой сети.

♦ Гетерогенность. Ограничения по работе системы на той или иной аппарат­ной или программной платформе недопустимы.

♦ Децентрализация. Согласно законам социальной паутины и Интернета, существование монопольного источника данных и услуг также не допуска­ется. Данное требование ставилось в расчете на дальнейшее развитие WWW. В частности, следовало децентрализовать операцию установки ссылок на документы.

♦ Доступ к существующим данным. Существовавшие базы данных требова­лось сделать доступными.

♦ Возможность введения новых данных пользователями. «Публиковать» в Сети свои собственные данные пользователи должны были через тот же интер­фейс, с помощью которого они просматривали уже опубликованную ин­формацию.

♦ Личные ссылки. Требовалась возможность частного комментирования ссы­лок и узлов.

♦ Оформление. Первоначально в качестве единственной формы отображения данных планировался вывод на терминал 24 х 80 символов ASCII. Графи­ческое представление считалось необязательным.

♦ Анализ данных. Пользователям следовало предоставить возможность поис­ка по различным базам данных, выявления аномалий, закономерностей, девиаций и пр. В качестве примера Бернерс-Ли упоминал поиск недоку­ментированного ПО и организаций без штата.

♦ Активные ссылки. Учитывая то, что информация постоянно изменяется, при ее просмотре пользователю необходимо было предоставить возмож­ность обновления. Этого можно было добиться посредством извлечения информации при каждом обращении по соответствующей ссылке или (что сложнее) путем оповещения пользователей об изменении информации, доступной по определенному адресу.

 

Помимо перечисленных требований было установлено несколько антитребо­ваний (nonrequirements). В частности, защита авторских прав и данных явно оп­ределялась как требования, которые в рамках данного проекта (в его исходной версии) реализованы не будут. Дело в том, что Всемирная паутина изначально планировалась как общедоступная среда. Кроме того, согласно оригинальному предложению, пользователи не обязаны были отдавать предпочтение какому-то одному формату разметки.

Ниже перечислены некоторые критерии и характеристики, которые в рассмат­риваемое время часто встречались в предложениях по системам гипертекста, но, несмотря на это, не были отражены в предложении по WWW:

♦ контроль над топологией;

♦ определение методик навигации и требований по пользовательскому ин­терфейсу, в том числе по ведению журнала визуальной истории;

♦ наличие нескольких типов ссылок, отражающих разные отношения между

узлами.

*

Некоторые требования из числа продекларированных первоначально вошли в состав современной реализации Всемирной паутины; иные на сегодняшний день не реализованы или реализованы частично. Важность отдельных требований силь­но недооценена — к примеру, возможности анализа данных, а также создания активных и личных ссылок до сих пор не получили должного внимания и по большей части не отражены на практике.

Для беспрецедентных систем в целом характерны адаптация и выборочная отсрочка. Мало того что под видом требований часто подаются списки желаемых характеристик, разобраться с компромиссными решениями, которые приходится принимать для реализации этих требований, в беспрецедентных системэх зачас­тую удается лишь после создания проекта. Одни требования в процессе приня­тия компромиссных решений приобретают относительно большую важность, дру­гие — относительно меньшую.

Про одно из вышеперечисленных требований можно со всей определенно­стью сказать, что его влияние сильно недооценили. Речь идет об «оформитель­ской» функции графики, которая на сегодняшний день формирует львиную долю веб-трафика. Графическая информация возбуждает недюжинный интерес, и этим определяется ее доля в интернет-трафике. И тем не менее ни Бернерс-Ли, когда составлял первоначальное предложение, ни руководство CERN, когда его утвер­ждало, не проявили должного внимания к графике, и первый браузер стал линей­ным. Аналогичным образом, в первоначальном предложении не было ни намека на намерения обеспечить поддержку звука и видеоизображения.

По мере прохождения Всемирной паутиной архитектурно-экономического цикла отдельные антитребования превратились в требования. В частности, суще­ственный вес приобрела проблема безопасности; в особо крупных масштабах она обозначила себя после того, как па лидирующие позиции в составе веб-тра-, фика стала выходить коммерческая информация. С учетом распределенности

н децентрализации сети Интернет проблема безопасности становится сложной и многокомпонентной. Трудно говорить о безопасности, если нельзя гарантировать защищенный доступ к приватным данным, — Всемирная паутина открывает воз­можность проникновения в систему клиента, которой при случае не преминут воспользоваться непрошеные гости.

За последние несколько лет вышеупомянутая проблема стала еще более акту­альной — структура и направление развития WWW теперь определяются пред­приятиями электронной коммерции, безопасное функционирование которых обес­печивается многочисленными специализированными механизмами. Наиболее очевидным решением представляется простое шифрование уязвимых данных. В большинстве случаев оно осуществляется средствами протокола защищенных сокетов (secure sockets layer, SSL), представленного в веб-браузерах иод именем протокола защищенной передачи гипертекста (hypertext transfer protocol secure, HTTPS). Впрочем, этот протокол лишь снижает вероятность выслеживания при­ватных данных во время их передачи но общедоступной сети. Другая категория решений, представителем которой является технология Microsoft Passport, ори­ентирована на проверку достоверности сведений, которые пользователь предо­ставляет сам о себе. (Различные аспекты безопасности рассматривались в гла­ве 4, а в главе 5 изложен ряд тактик их реализации.)

Требования приходят и уходят

Предсказать невиданный рост Всемирной паутины (равно как и Интернета в це­лом), происшедший за последние несколько лет, было невозможно. Согласно ста­тистическим данным 2001 года, каждые полгода Всемирная паутина удваивается в размере. Так, она прошла путь от 130 сайтов в середине 1993 года до 230 ООО в середине 1996-го и, наконец, включала в себя 27 миллионов сайтов в начале 2001-го (см. табл. 13.1). На рис. 13.2 изображена схема интернет-магистралей, охватывающих всю территорию Соединенных Штатов. Соответственно возросла численность интернет-хостов (их статистика ведется согласно зарегистриро­ванным IP-адресам) — от 1,3 миллиона в 1993 году до 9,5 миллиона в начале 1996-го.

Процессы роста охватывают как Всемирную паутину, так и Интернет в целом, однако по темпам первая явно опережает. Эта тенденция хорошо прослеживает­ся по последнему столбцу табл. 13.1, демонстрирующему стабильное снижение отношения интернет-хостов к веб-серверам. Иначе говоря, все большая доля ин­тернет-хостов становится веб-серверами.

Меняется не только масштаб Всемирной паутины, но и ее характер, о чем свидетельствует содержание третьего столбца табл. 13.1. Несмотря на истоки в на­учно-исследовательском сообществе, все большее место в ней занимает коммер­ческий трафик (подтверждение тому — количество интернет-хостов с именами, заканчивающимися на.сот). В процентном отношении сайтов в домене.сот око­ло 55 %; стабилизация этой цифры никак не связана с каким бы то ни было спа­дом коммерческой деятельности — скорее ее следует относить к повышению по­пулярности других доменов наподобие.net и.biz.

Рис. 13.2. Интернет-каналы в Соединенных Штатах1

 

Весьма занимателен побочный эффект упрощения и распространения доступа к Всемирной паутине. Удобный, практически неконтролируемый доступ к графи­ке подтолкнул развитие «киберпорнографии», что, в свою очередь, определило появление нового требования о возможности маркирования контента и контро­лируемости доступа к нему. В результате появилась спецификация платформы отбора информации в Интернете (platform for Internet content selection, PICS) — общеотраслевого набора принципов и их реализаций, предусматривающего мар­кирование контента и гибкие критерии отбора. Таким образом, потребители ин­формации получили возможность выбирать материал, который они хотят (а их клиенты могут) просматривать, руководствуясь лишь собственными вкусами и убеждениями; при этом ограничения свободы действий контент-провайдеров удалось избежать. Действенность PICS проявляется, когда, к примеру, родитель желает ограничить просмотр детьми видеоматериала фильмами с определенным рейтингом, а работодатель — запретить своим подчиненным посещать в рабочее время не относящиеся к делу сайты.