Elosztott rendszerek és szakterületi modellezés

Előadás anyaga

1.

Bevezetés: elosztott rendszerek elméleti alapjai, elosztott informatikai rendszerek tervezése és fejlesztése, elosztott rendszerek felépítéséhez szükséges alapszolgáltatások,

2.

Objektum- és szoftverkomponensek fejlesztési paradigmái, szabványosított architektúrák (DCOM, CORBA), kód újrafelhasználhatósági technikák, komponens alapú programozás,

3.

Komponens technológiák, az elosztottság különböző lehetőségei, az elosztott, komponens alapú tervezés és fejlesztés szempontjai, alkalmazások közötti kommunikáció

4.

Middleware szolgáltatások, tranzakció kezelés és aszinkron működés elosztott rendszerekben (MTS, MSMQ)

5.

Biztonság, a megbízhatóság és aszinkronitás elosztott környezetben, elosztott állapotkezelés, többszálú programozás paradigmái, többrétegű szoftverarchitektúrák elméleti megalapozása

6.

Elosztott adatkezelés és megjelenítés, szoftverrendszerek skálázhatóságának kérdései és megoldásai

7.

Tipikus elosztott architektúrák (pl. P2P), Elosztott rendszereket megvalósításának bemutatása esettanulmányok formájában

8.

Szakterületi modellezés, bevezető: A modellvezérelt fejlesztés alappillére a szakterületi modellezés használata. A szakterületi nyelveket egy-egy szakterület feladatainak leírására dolgozzuk ki, kifejezőképességük a tématerületre korlátozódik, ott viszont rendkívül hatékony. A szakterületi nyelvek jellemző, felhasználásuk, példák.

9.

Szoftvermodellezés, szöveges nyelvek: A szöveges szakterületi nyelvek gyakran közel állnak a klasszikus programozási nyelvekhez. Egyszerű nyelvet használva, szöveges formában írják le a szakterületi megoldásokat. A szakterületi kifejezések használata jelentősen megkönnyíti, hogy a szakértők különösebb informatikai előképzettség nélkül megérthessék a feladatokat, tevékenységeket.

10.

Vizuális nyelvek, kényszerek: A vizuális szakterületi nyelvek révén még jobban elősegíthetjük a megértést egy grafikus jelölésrendszer bevezetésével. Ebben az esetben azonban a nyelvek leírása összetettebb feladatot jelent, amire több alternatíva is létezik.

A szoftverek vizuális modellezése során metamodellekkel definiáljuk az alkalmazások statikus struktúráját. A metamodellek összetett megkötéseinek kifejezésére kényszereket használunk.

11.

Konkrét szintaxis, szemantika: Egy új modellezési nyelv létrehozásakor nem csak a nyelv szerkezetét, a nyelv fogalmait és a köztük levő kapcsolatokat kell megadnunk, hanem az egyes fogalmak megjelenési formáját is. Ezt nevezzük konkrét szintaxisnak.

A szakterületi modellek létrehozása és megjelenítése mellet a modellvezérelt fejlesztés szükségessé teszi, hogy a modellek jelentését is meg tudjuk adni. Ezt szemantikának nevezzük. A szemantika szerepe és alkalmazás módjai, lehetőségei a modellvezérelt fejlesztésben.

12.

Generatív programozás, modellfeldolgozás: Ha a modellezés célja további szoftvertermékek automatizált generálása, generatív modellezést alkalmazunk. Modellek alapján generálhatunk akár szöveges dokumentációt, de gyakran a modellezett funkcionalitás részleges vagy akár teljes forráskódja is előállítható.

13.

Gráftranszformáció: A modellvezérelt fejlesztés egyik legfontosabb lépése a modellek feldolgozása, melynek során modellekből más modelleket, vagy valamilyen szöveges kimentet, például fordítható majd futtatható forráskódot generálunk.

Szoftverfejlesztés során alapvető követelmény annak eldöntése, hogy amit elkészítettünk, az helyesen működik-e illetve, hogy a megadott specifikációnak megfelelő funkciókat valósítottunk-e meg a rendszerben. Ezek ellenőrzését verifikációval és/vagy validációval végezzük el.

14.

Szimuláció: egy valós rendszer működését számítástechnikai eszközökkel reprodukáljuk. Ehhez használjuk a valós rendszer valamilyen modelljét, ami kifejezi a rendszer számunkra fontos tulajdonságait, a szimuláció pedig előállítja a modell időbeli viselkedését. Ebből következtetni tudunk a valós rendszer viselkedésére.

Gyakorlat anyaga

1.

Elosztott architektúrák: az elosztott architektúrák tervezésének és kialakításának szempontja egy példa kidolgozásán szemléltetve.

2.

Szabványosított architektúrák alkalmazásának kérdései, a szabványos architektúrák alkalmazásának szemléltetése az előnyök bemutatása példákon. Elosztott rendszerek kialakításának gyakorlata.

3.

Elosztott rendszerek teljesítménymetrikái, finomhangolási és skálázási lehetőségei, monitorozása és nyomonkövetése példákon demonstrálva. Az elosztott rendszerek biztonsági aspektusainak szemléltetése.

4.

Szakterületi nyelvek: a szakterületi nyelvek szerepének demonstrálása, a szakterületi nyelvek kialakításának lépései, a bevezetéshez kapcsolódó döntések, érvek és ellenérvek. A szöveges szakterületi nyelvek szerepe.

5.

Metamodellezés, vizuális szakterületi nyelvek, kényszerek: a vizuális szakterületi nyelvek szerepe, a vizuális szakterületi nyelvek kialakításának és használatának demonstrálása, a

6.

Modellfeldolgozás: bejárás alapú, sablon alapú és gráfújrairás alapú modellfeldolgozás lehetőségeinek szemléltetése, konkrét példákon való lehetőségek, előnyök és következmények bemutatása.

7.

Szimuláció: szimulációs környezetek kialakításának és felhasználásának bemutatása, esettanulmányokkal történő szemléltetése