ηµιουργία και ιδιότητες των υπηρεσιών Σε ποιο βαθµό είναι η δηµιουργία υπηρεσιών κλάδος της τεχνολογίας λογισµικού; Ποιες ιδιαιτερότητες έχει η δηµιουργία υπηρεσιών και πρωτοκόλλων δικτύων, δεδοµένου ότι αυτές αποτελούν λογισµικό; Πώς αυτές επηρεάζουν τον κύκλο ζωής τους; Έχουν ανάγκη από ειδικές µεθόδους και εργαλεία σχεδιασµού; 1
Ο κύκλος ζωής του λογισµικού Σύλληψη ιδέας, αρχικές προδιαγραφές Προδιαγραφές (συµβόλαιο) Σχεδιασµός Υλοποίηση οκιµές Εγκατάσταση διανοµή Συντήρηση - απόσυρση Οι λεπτοµέρειες http://www16.brinkster.com/messydesk/db/lifecycle.asp 2
To µοντέλο καταρράχτη Σκοπός και προδιαγραφές Συλλογή και ανάλυση απαιτήσεων Σχεδιασµός, αρχιτεκτονική, ανάλυση σε τµήµατα Πραγµατοποίηση και δοκιµή τµηµάτων Ολοκλήρωση και δοκιµή συστήµατος οκιµή αποδοχής Λειτουργία - συντήρηση Το σπειροειδές µοντέλο Barry Boehm, Spiral Development: Experience, Principles, and Refinements, Carnegie Mellon, Software Engineering Institute 3
H παρούσα κατάσταση* Το µοντέλο καταρράχτη εξακολουθεί να είναι το πιο δηµοφιλές στην πράξη. Οι τυπικές µέθοδοι δεν χρησιµοποιούνται συχνά. Οι µη συστηµατικές µέθοδοι παραγωγής λογισµικού δεν έχουν ιδιαίτερη επίδραση στην τελική ποιότητα. εν επικρατούν οι αντικειµενοστρεφείς τεχνικές. *Collin Neill, Phillip Laplante, "Requirements Engineering: The state of the practice", IEEE Software, Vol. 20, No. 6, pp. 40-45, Nov./Dec. 2003. Παράδειγµα σεναρίου τηλεπικοινωνιακής υπηρεσίας Αναµονή µέχρι να σηκωθεί το ακουστικό του τηλεφώνου. έσµευση ενός καταχωρητή για το συγκεκριµένο τηλέφωνο. Αποστολή τόνου επιλογής προς το τηλέφωνο. Αποθήκευση του επιλεγέντος αριθµού στον καταχωρητή. Πιστοποίηση ότι ο καλούµενος είναι ελεύθερος. Κουδούνισµα προςτονκαλούµενο. Καθορισµός της διαδροµής της κλήσης µε βάση τον αριθµό κλήσης. Αναµονή µέχρι να σηκωθεί το ακουστικό του καλούµενου. Εγκατάσταση της σύνδεσης µεταξύ των δύο πλευρών. Εκκίνηση του µετρητή χρέωσης. Μεταφορά των φωνητικών σηµάτων µεταξύ των δύο πλευρών. Τερµατισµόςτηςκλήσηςότανκατεβείτοακουστικό. Απενεργοποίηση του µετρητή χρέωσης. Αποδέσµευση των γραµµών που χρησιµοποιήθηκαν. 4
Τι είναι σε τελευταία ανάλυση µια τηλεπικοινωνιακή υπηρεσία; Εκτέλεση ενός σεναρίου, δηλ. µιας σειράς δράσεων. Συνεργασία κατανεµηµένων οντοτήτων, συγχρονισµός. Data & σηµατοδοσία (metadata) Σηµαντικές ιδιότητες στη διαδικασία της δηµιουργίας λογισµικού για ιστοσελίδες Ιδιότητες µε προτεραιότητα: α) αξιοπιστία, (β) ευχρηστία, (γ) ασφάλεια. Άλλες ιδιότητες: (δ) διαθεσιµότητα, (ε) δυνατότητα κλιµάκωσης (scalability), (στ) συντηρησιµότητα, (ζ) χρόνος άφιξης στην αγορά. 5
Κύκλος ζωής SCREEN Ρόλοι στο επιχειρηµατικό µοντέλο προµηθευτής σύνδεσης χρήστης υπηρεσίας προµηθευτής υπηρεσίας µεσίτης υπηρεσιών συνδροµητής υπηρεσίας προµηθευτής περιεχοµένου Εισπράκτορας Προµηθευτής τερµατικού 6
Ηδιαµάχη µεταξύ παρόχων δικτύου και υπηρεσιών Το µοντέλο του τηλεπικοινωνιακού παρόχου, που δίνει και υπηρεσίες πάνω από το δίκτυό του Το µοντέλο της εφηµερίδας, που δίνει περιεχόµενο βασισµένη και σε κάποιες υπηρεσίες διανοµής Ποια είναι η επίδραση του µοντέλου στη διανοµή των κερδών; Το επιχειρηµατικό µοντέλο επιδρά Στις σχέσεις των εµπλεκοµένων παικτών Στα έσοδα των παικτών Στην αρχιτεκτονική του συστήµατος, στο διαχωρισµό των συνιστωσών Στις διεπαφές µεταξύ συνιστωσών 7
Λειτουργικές και µη λειτουργικές ιδιότητες Λειτουργικές: Περιγράφουν τη συµπεριφορά του συστήµατος σε συγκεκριµένες εισόδους. Μη λειτουργικές: Π.χ. επιδόσεις, ασφάλεια. Πεδίου (domain), περιβάλλον. Η µελέτη των επιδόσεων Ορισµός ποσοτικών δεικτών συµπεριφοράς του συστήµατος και των επιθυµητών τους περιοχών. Κατάλληλα µοντέλα, ώστε να εκτιµήσει κατά πόσο οι εν λόγω δείκτες κινούνται στις επιθυµητές περιοχές τιµών. Εργαλεία µελέτης επιδόσεων: Πειραµατικά πρωτότυπα Προσοµοίωση Μαθηµατικά µοντέλα 8
Ηεπίδραση της επίδοσης του δικτύου στην ποιότητα υπηρεσίας Ποιότητα υπηρεσίας (QoS) Περιγράφεται από ίδιες παραµέτρους και δείκτες της υπηρεσίας Επίδοση δικτύου (NP) Συµβόλαιο στάθµης της παρεχόµενης εξυπηρέτησης (SLA) Περιγράφεται από δείκτες όπως η ταχύτητα των ζεύξεων, ο ρυθµός σφαλµάτων, καθυστερήσεις, ουρές κ.α. Περιγράφει τις υποχρεώσεις των δύο πλευρών και τον τρόπο χρέωσης. Το προφίλ του χρήστη (user profile) Τι µπορεί να περιέχει: Ποιος είναι Σε ποιες υπηρεσίες είναι συνδροµητής Τι δικαιώµατα έχει σε κάθε υπηρεσία Ποια είναι η αντίστοιχη χρέωση Ποιες είναι οι προτιµήσεις του Ποιες υπηρεσίες έχει χρησιµοποιήσει και µε ποιο τρόπο. Πώς µπορεί να συντίθεται: Από πληροφορίες που υποβάλλει ο χρήστης κατά την εγγραφή ή αργότερα Από συλλογή στοιχείων κατά τη χρήση της συγκεκριµένη υπηρεσίας ή άλλων υπηρεσιών. Από συνδυασµό στοιχείων αποθηκευµένων σε υπηρεσίες, προφίλ, κλπ. Από αγορά στοιχείων από τρίτους µε θεµιτές και αθέµιτες µεθόδους 9
Ηεπίδραση της τεχνολογίας Η τεχνολογία εν γένει δίνει τη δυνατότητα για συγκεκριµένες υλοποιήσεις (enabler). Οι δυνατότητες της συγκεκριµένης τεχνολογίας αντανακλώνται στα χρησιµοποιούµενα µοντέλα. Παράδειγµα: Η εµφάνιση της CORBA έχει δώσει τη δυνατότητα καλύτερης διανοµής των συνιστωσών στο δίκτυο και έχει δηµιουργήσει ανάγκη να γίνουν αντίστοιχα µοντέλα και µελέτες. WWW: Το µοντέλο των 2 στρωµάτων network client (Java scripts) Web server (Common Gateway Interface) 10
Common Gateway Interface To Common Gateway Interface (CGI) είναι ένα πρότυπο για να µπορούν να συνεργασθούν εξωτερικές εφαρµογές µε εξυπηρετητές παροχής πληροφορίας, όπως π.χ. εξυπηρετητές HTTP ή Ιστού. Το απλό κείµενο σε HTML που ανασύρει ο δαίµονας Ιστού (Web deamon) είναι στατικό, ενώ το CGI µπορεί να δώσει δυναµική πληροφορία εκτελούµενο σε πραγµατικό χρόνο. Παράδειγµα: Ας υποτεθεί ότι σε µια βάση δεδοµένων πρέπει υπάρχει πρόσβαση µέσω WWW. Για το σκοπό αυτό µπορεί να δηµιουργηθεί ένα πρόγραµµα CGI, που το εκτελεί ο δαίµονας Ιστού για να στείλει δεδοµένα προς τη βάση και να πάρει την απάντηση µε τον ίδιο τρόπο. Javascripts A scripting language developed by Netscape to enable Web authors to design interactive sites. Although it shares many of the features and structures of the full Java language, it was developed independently. Javascript can interact with HTML source code, enabling Web authors to spice up their sites with dynamic content. JavaScript is endorsed by a number of software companies and is an open language that anyone can use without purchasing a license. It is supported by recent browsers from Netscape and Microsoft, though Internet Explorer supports only a subset, which Microsoft calls Jscript. 11
WWW: Το µοντέλο των Ν στρωµάτων network middleware middleware client Web server Application servers Database server ιαφορές στη συνεργασία µεταξύ συνιστωσών που βρίσκονται ή όχι στην ίδια µηχανή Αν υπάρχει κεντρικός έλεγχος, είναι δύσκολη η γνώση της κατάστασης κάθε συνιστώσας από τον κεντρικό ελεγκτή. Υπάρχει ανάγκη επικοινωνίας µεταξύ υπηρεσιών, συστηµάτων κ.λπ., που έχουν κατασκευασθεί από διαφορετικούς σχεδιαστές, πιθανότατα µε διαφορετική λογική στη λειτουργία τους. Το πρόβληµα εν µέρει λύνεται µε την τυποποίηση των διεπαφών, αλλά η τυποποίηση είναι από µόνη της µια επίπονη διαδικασία, που απαιτεί ιδιαίτερο συντονισµό και προηγούµενες συνεννοήσεις. Σε ορισµένες περιπτώσεις υπηρεσιών είναι απαραίτητη η δυνατότητα επικοινωνίας µεταξύ συνιστωσών, που δεν έχουν επικοινωνήσει ποτέ στο παρελθόν µεταξύ τους (και φυσικά δεν έχουν γίνει οι σχετικές δοκιµές). Συχνά η κατάσταση και οι δυνατότητες της τηλεπικοινωνιακής υποδοµής µεταβάλλονται δυναµικά. Ακόµη και σε σταθερά δίκτυα, η υπερφόρτωση και η αστοχία ορισµένων ζεύξεων και άλλων στοιχείων δηµιουργεί δυναµικά µεταβαλλόµενες περιστάσεις. Το σύστηµα ασφάλειας µιας µηχανής δίνει περιορισµένη πρόσβαση σε χρήστες ή διεργασίες του έξω κόσµου. 12
υνατά µοντέλα συνεργασίας Συγχρονισµός µε τη χρήση ρολογιών: Οι συνιστώσες εκτελούν ενέργειες σε προκαθορισµένες στιγµές (το µοντέλο της ληστείας). Συντονισµός µε τη χρήση συντονιστή, που έχει άµεση πρόσβαση στις συνιστώσες και τους δίνει εντολή για τις διάφορες ενέργειες (το µοντέλο του καπετάνιου ή του διευθυντή της ορχήστρας). Συγχρονισµός πάνω σε κοινά γεγονότα (οι γραµµές παραγωγής στο αυτόµατοποιηµένο εργοστάσιο, οι συµπλεκόµενοι τροχοί στο µηχανικό ρολόι). Ασύγχρονο µοντέλο συνεργασίας: Συντονισµός µε ανταλλαγή µηνυµάτων. Ηεπίδραση των προηγουµένων µοντέλων στα µοντέλα περιγραφής Πεπερασµένα αυτόµατα Η λογική ανταλλαγής µηνυµάτων της SDL H λογική του λογισµού διεργασιών του Milner 13
Message Sequence Charts Ηχρήση αυστηρών µεθόδων H χρήση αυστηρών µεθόδων στη δηµιουργία υπηρεσιών, πρωτοκόλλων και γενικά λογισµικού είναι αποτέλεσµα δύο τάσεων, ανάµεσα στις οποίες υπάρχει συνέργεια: Της αύξησης της πολυπλοκότητας των συστηµάτων, που κάνει απαραίτητο τον καλύτερο έλεγχο του σχεδιαστή πάνω στο ζητούµενο αποτέλεσµα. Της εξέλιξης των υπολογιστών, έτσι ώστε να µπορούν να υποστηρίξουν τα απαραίτητα εργαλεία για τη χρήση αυστηρών µεθόδων. 14
H επίδραση των αυστηρών µεθόδων στα µοντέλα ανάπτυξης λογισµικού Ορισµένοι έχουν τη γνώµη ότι δηµιουργούν νέο «δικό τους» µοντέλο. Άλλοι διαπιστώνουν ότι µπορούν να χρησιµοποιηθούν µε τα περισσότερα από τα υπάρχοντα µοντέλα, π.χ. καταρράχτη, σπειροειδές, βαθµιαίας εµβάθυνσης. 15