Сервис-ориентированное моделирование

Ориентация на сервисную архитектуру позволяет построить ссылочную модель информационной системы с SOA- архитектурой (SOA-Reference Model, SOA-RM), которая в единой манере описывает как бизнес, так и информационные технологии.

Эта модель состоит из следующих основных компонент (рис. 9.4):

· презентационный уровень ‑ описывает интерфейсные сервисы для взаимодействия пользователей с информационной системой, включая корпоративные и публичные порталы, доступ с мобильных устройств, а также различные преобразования информации при взаимодействии с внешними системами и устройствами;

· на уровне бизнес-сервисов формируются модели и осуществляется управление выполнением бизнес-процессов предприятия с использованием специализированных средств (типа BPEL), а также координация автоматизированных и " ручных" операций;

· интеграционные сервисы обеспечивают взаимодействие между приложениями, которое может быть реализовано, в частности, с использованием средств обмена сообщениями или в рамках единой среды исполнения, такой как сервер приложений J2EE;

· cервисы уровня данных реализуют средства извлечения и повторного использования данных из СУБД и приложений. Явное выделение такого уровня позволяет изолировать вышестоящие компоненты архитектуры от изменений в технологиях (например, смены вендора или версии продукта), а также обеспечить единый унифицированный подход к выполнению операций с данными;

· уровень инфраструктуры, приложений и СУБД является основой всей структуры SOA, поскольку именно здесь концентрируются основные инвестиции в ИТ.

Рис. 9.4. Ссылочная модель сервис-ориентированной Архитектурой (OASIS[26] SOA-RM)

Взаимодействие между этими уровнями, однако, осуществляется не напрямую, а через сервисы, выделенные на уровень обработки событий. Сервисы этой компоненты архитектуры обеспечивают сбор данных о событиях в масштабе всего предприятия, необходимое преобразование и маршрутизацию этих данных между разными уровнями, а также " обратную связь" между сервисами каждого отдельного уровня.

В предложенной модели, наряду с рассмотренными уровнями, отвечающими за взаимодействие различных групп сервисов " как бы в процессе деятельности предприятия", выделяется отдельная компонента архитектуры, которая описывает аспекты, связанные с жизненным циклом сервисов – то есть их созданием, эксплуатацией и оптимизацией.

10. Модели систем с «облачной» архитектурой

Этот раздел подготовлен по материалам сайтов, указанных в конце списка литературы [30].

Идея облачных вычислений (англ cloud computing) восходит к центрам коллективного пользования, к предоставлению – на новом витке развития – более широкого спектра услуг, связанных с прикладными сервисами. Разработчики определяют облачные вычисления (ОВ) как инновационную технологию, которая предоставляет пользователям через Интернет динамично масштабируемые вычислительные ресурсы и приложения в качестве сервиса под управлением поставщика услуг. Эксперты в области ИТ говорят, скорее, не об инновационности облачных технологий, а о переходе количества в качество, то есть об эффекте масштабирования. Как пример этого вида услуг можно привести виртуально выделенный сервер – современную технологию хостинга, сочетающую в себе мощность выделенного сервера с гибкостью и простотой управления. Причём в некоторых применениях ОВ могут стать альтернативой суперкомпьютерам.

Уже сейчас многие международные корпорации, такие как
T-mobile, General Electric, Philips и другие перешли на использование облачных технологий. Работают с ними и в правительствах. Здесь в авангарде США и Великобритания. К 2015 году завершится переход на правительственное «облако» в Японии. С заявкой на создание такого «облака» уже обратилось к одной из компаний правительство Китая. Под «облаком» находятся и муниципалитет Лос-Анджелеса, и Европейское агентство по охране окружающей среды.

Преимущества новой бизнес-модели. По словам директора Института системного программирования РАН (ИСП РАН) академика Виктора Иванникова, потребителю «обеспечивается неограниченная «масштабированность», иначе говоря, «сколько ресурсов вам нужно, столько и будет предоставлено». При этом оплата производится за реальные услуги или ресурсы, за то время, в течение которого вы ими пользуетесь. Не надо тратить огромные средства на создание собственных серверов и центров обработки данных в вашем офисе, на оплату лицензионного программного обеспечения (ПО), на содержание квалифицированного персонала. Вы просто можете автоматизировать все ИТ-процессы, купив готовые пакеты: SaaS (аренды ИТ-приложений), DaaS (аренды виртуального рабочего места), IaaS (аренды ИТ-инфраструктуры), PaaS (разработки новых решений на базе облачных платформ). Их, в частности, предлагает российская компания – системный интегратор КРОК.

Определения. «Облачными» называют компьютерные системы, с помощью которых клиентские компьютеры или другие сетевые устройства получают разделяемые (shared) ресурсы (программное обеспечение и информацию) «по требованию» из сети Интернет. Модель такой системы показана на рис. 11.1.

Рис. 11.1. «Облачная» компьютерная система

Характеристики. Клиенты «облачных» систем, обычно, не имеют физической инфраструктуры, и, избегая капиталовложений, арендуют использование вычислительных ресурсов у сторонних поставщиков. Они потребляют ресурсы как сервисы (получая их, когда нужно ‑ «по требованию») и платят только за те ресурсы, которые они фактически используют. Пользователи «облачных» систем избавлены от капиталовложений в аппаратные средства ЭВМ, программное обеспечение и услуги. Они платят поставщику только за что, они использует. Поэтому они приобретают всё большую популярность у малого и среднего бизнеса, не обладающих большими капиталами для установки дорогих и сложных в использовании IT-систем.

Архитектура. Облачная архитектура ‑ это архитектура программной системы вовлеченной в поставку облачных вычислений. Обычно она включат множество облачных компонентов, общающиеся друг с другом через API-интерфейсы и Web-сервисы. Пример архитектуры небольшой «облачной системы показан на рис. 11.2.

Рис. 11.2. Архитектурная модель небольшой «облачной» системы

Это напоминает философию Unix: при наличии многих программ каждая хорошо выполняет только одну задачу и работает вместе с другими по универсальным интерфейсам. Сложность находится под контролем, а результирующая система более управляема, чем её монолитные аналоги. Два самых существенных компонента архитектуры облачных вычислений известны под названием фронтальная (front end) и тыловая (back end). Фронтальная часть облачной архитектуры – это часть приложения, видимая клиентом, то есть пользователем компьютера. Она включает клиентскую сеть (или компьютер) и приложения, используемые для доступа к «облаку» через пользовательский интерфейс, представленный web-браузером. Тыловая часть – это непосредственно само 'облако', включающее различные компьютеры, серверы и устройства хранения данных.

Заключение

Главная образовательная цель изучения дисциплины «Моделирование систем» в специализациях, связанных с информационными системами и технологиями ‑ формирование у студентов навыков использования технологий моделирования при анализе, проектировании, эксплуатации и сопровождении современных автоматизированных информационных систем.

Литература

1. Волкова В.Н., Денисов А, А. Основы теории систем и сиcтемного анализа. Учебник. — СПб.: Издательство СПбГТУ, 2005 – 520 с.

2. Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.Н. Волковой, В.Н. Козлова. – М.: Высш. шк., 2004 – 616 с.

3. Волкова В.Н., Темников Ф.Е. Методы формализованного представления (отображения) систем. Текст лекций. – М.: ИПКИР, 1974. – 114 с.

4. Губанов В.А. Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ. Учебное пособие. – Л.: Издательство ЛГУ, 1988. 232 с.

5. Анфилатов В.С., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие, под ред. А.А.Емельянова. – М.: Финансы и статистика, 2002.

6. Кельтон И., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. – 847 с.

7. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем: Искусство и наука.– Пер с англ. – М.: Мир, 1978. – 418 с.

8. Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS. ‑ М.: Машиностроение, 1980. — 592 с.

9. J. Poole, D. Chang, D. Tolbert, D. Mellor. Common Warehouse Metamodel Developer’s Guide. ‑ Wiley, John & Sons, Inc., 2003

10. John Zachman. A Framework for Information Systems Architecture. IBM Systems Journal, vol. 26, no. 3, 1987.

11. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования SADT. ‑ Электронная БИБЛИОТЕКА, 1999

12. Грэхем, Иан. Объектно-ориентированные методы. Принципы и практика. 3-е изд., Пер с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004, 880 с.: ил.

13. Лафоре Р. Объектно-ориентированное программирование в С++. Классика Computer Scaence. 4-е изд. - СПб.: Питер, 2011-928 с.

14. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения: Пер. с англ. – М.: Конкорд 1992. – 519 с.

15. Сузи, Р. А. Python. Наиболее полное руководство (+CD). — СПб.: БХВ-Петербург, 2002. — 768 с.

16. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя: Пер с англ. – М.: ДМК, 2000. – 482 с.

17. Гома Х.UML. Проектирование систем реального времени, параллельных и распределённых приложений. (Серия «Объектно-ориентированные технологии в программировании»): Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2002. – 704 с..

18. Якобсон А., Буч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения. СПб.: Питер, 2002. – 496 с. (Серия «Для профессионалов»).

19. Боггс У., Боггс М. UML и Rational Rose 2002. – М.: Издательство «ЛОРИ», 2004, 509 с.

20. Кватрани Т. Rational Rose 2000 и UML. Визуальное моделирование: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2001. –176 с. (Серия «Объектно-ориентированные технологии в программировании»).

21. Кватрани Т., Палистрат Д. Визуальноемоделировани е с помощью IBM Rational Software Architect и UML. – Пер. с англ. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС. – 2007, 192 с.

22. Коналлен Джим. Разработка Web-приложений с использованием UML. Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 288 с.

23. Нейбург, Эрик, Дж., Максимчук Роберт, А. Проектирование баз данных с помощью UML.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 288 с.

24. Розенберг Д., Скотт К. Применение объектного моделирования с использованием UML и анализ прецедентов: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2002. – 160 с. (Серия «Объектно-ориентированные технологии в программировании»).

25. Лондон Дж., Лондон К. Управление информационными системами. – 7-е изд., сер. «Классика MBA» / Пер. с англ. под ред. Д.Р. Трутнева – СПб.: Питер; 2005 – 912 с.

26. Мацяшек Л.А. Анализ и проектирование информационных систем с помощью UML 2.0. ‑ 3-еизд.: Пер. с англ. ‑ М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2008. – 816 с.

27. Абдикеев Н.М., Данько Т.П., Идельменов С.В., Киселёв А.Д. Реинжиниринг бизнес-процессов. – М.: Изд. «Эксмо», 2005.

28. Елиферов В.Г., Репин В.В. Бизнес-процессы: Регламентация и управление: Учебник для программы MBA.–М.: ИНФРА-М, 2006.

29. Биберштейн Н., Боуз С., Джонс М., Ша Р. Компас в мире сервис-ориентированной архитектуры (SOA). Ценность для бизнеса, планирование и план развития предприятия / Пер. с англ. – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. – 256 с.

30. Облачные вычисления и технологии. – материалы сайтов www.ixbt.com, www.infox.ru, www.pcweek.ru.

[1] Методика – совокупность приёмов и способов целесообразного выполнения каких-либо работ. Метод – приём, способ, образ действия. Методология ‑ учение о научном методе познания либо – совокупность методов научного познания.

[2] Никола́ й Миха́ йлович Амосов – известный советский (теперь украинский) кардиохирург, учёный-медик, литератор.

[3] Имитация (от лат imitatio подражание) ‑ воспроизведение, подделка

[4] Имитационное моделирование ‑ метод познания действительности в процессе конструирования имитационных моделей и проведения с ними лабораторных экспериментов. Имитационная модель ‑ математическая (преимущественно – компьютерная) модель системы, исследование которой проводится экспериментальными методами.

[5] CASE – Computer-Aided System/Software Engineering (англ.), ‑ разработка ПО с помощью компьютерной техники

[6] Речь идет о стохастических имитационных моделях. В случае использования детерминированных имитационных моделей (без учета случайных факторов) за один прогон модели получают точные значения выходных переменных, а не их оценки.

[7] концептуа́ льная схе́ ма — система взаимосвязанных по определенным правилам понятий (а не единичное понятие).

[8] концепт (concept) определяется как абстрактная идея ментальный символ или «единица знаний», построенная из других концептов (Wikipedia)

[9] Object Management Group (OMG) – консорциум первоначально нацеленный на разработку стандартов для распределённых объектно-ориентированных программных систем, а в настоящее время фокусирующий своё внимание на моделировании (программ, программных систем и бизнес-процессов) и стандартах, базирующихся на моделях (model-based standards).

[10] Иногда OMG использует другое, более точное на наш взгляд, название этой методики – Model Deiven Development (MDD), разработка, управляемая моделями.

[11] Kermeta – аббревиатура от англ. " Kernel Metamodeling" (ядро мета-моделирования). Язык разработан Фрэнком Флёрей (Franck Fleurey) в 2005 г.

[12] DTD (Document Type Definition) - определение типа документа, описание шаблона документа

[13] ABC (Activity-Based Costing) – англ. синоним отечественного термина ФСА (Функционально-Стоимостной Анализ)

[14] Динамическими сущностяминазывают объекты предметной области, способные изменять своё состояние во времени. Системы, содержащие такие объекты называют динамическими системеми.

[15] В предыдущих верисиях UML этот тип назывался «диаграммы сотрудничества» (Collaboration Diagram)

[16] CORBA (Common Object Request Broker Architecture) - технология построения распределенных объектных приложений, предложенная фирмой IBM

[17] DCE (Distributed Computing Environment) ‑ среда распределенных вычислений (группа функций независимого от платформ промежуточного программного обеспечения компании Open Software Foundation, предназаначенная для организации совместной работы распределенных программ

[18] DCOM (Distributed Component Object Model) ‑ распределённая модель компонентных объектов; расширение модели COM фирмы Microsoft, ориентированное на поддержку и интеграцию распределенных объектных приложений, функционирующих в сети

[19] RMI (Remote Method Invocation) ‑ технология построения распределенных приложений в спецификациях языка Java, основанная на методе вызова удалённых процедур.

[20] URI (Uniform Resource Identifier)-унифицированный идентификатор сетевых ресурсов

[21] UDDI (Universal Description Discovery and Integration) ‑ универсальная система предметного описания и интеграции, стандарт UDDI

[22] SOAP (Simple Object Access Protocol) ‑ простой протокол доступа к объектам, ‑ протокол обмена структурированными сообщениями в распределённой вычислительной среде

[23] WSDL (Web Services Description Language) ‑ язык описания Web-сервисов, основанный на языке XML.

[24] OSI – Open System Interconnection

[25] extranet-приложения – приложения, работающие во внешних (по отношению к внутрикорпоративным (intranet)) сетях, например в сетях партнёров по бизнесу.

[26] Консорциум стандартов OASIS объединяет группу конечных пользователей, продавцов программного обеспечения и другие заинтересованные стороны