Dağıtılmış bir mimarinin statik bir modeli. Yönetilen Dağıtılmış Mimari Depolama Katmanı

L-Net yeniden yapılandırılabilir çok hatlı bilgi işlem ortamına dayalı

Kontrol sistemleri alanındaki acil görevlerden biri, dağıtılmış hataya dayanıklı kontrol sistemleri için yazılımların geliştirilmesidir. Bugün bu alanda var olan çözümler tescillidir, sonuç olarak pahalıdır ve her zaman etkili değildir.

Bu çözümler, yedekli taban, teknik ve yazılım kaynaklarının verimli kullanılmasını sağlamamakta, bu da bu tür çözümlerin hem hata toleransını hem de ölçeklenebilirliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Ağ mimarisi ihlal edilirse, hem bilgi işleme süreçlerinin hem de veri akışlarının iletiminin (hem kontrol hem de bilgi) dinamik olarak yeniden yapılandırılması olasılığı yoktur. Belirli mikrodenetleyicilerin kullanımı, DCS / SCADA kullanımı, sistemlerin geliştirilmesini ve desteklenmesini, işlevlerinin genişletilmesini zorlaştırır.

Dağıtılmış kontrol sistemi mimarisi

Dağıtılmış bir kontrol sisteminin (DCS) genelleştirilmiş tipik mimarisi, hiyerarşik olarak ilişkili üç seviye içerir: operatör seviyesi, kontrol seviyesi ve G / Ç seviyesi (bkz. Şekil 1).

Operatör seviyesinin ana görevi, tüm sistemin işleyişinin konfigürasyonunu ve kontrolünü sağlamak için bir insan-makine arayüzü (HMI) sağlamaktır. Kontrol seviyesi, sensörlerden veri almaktan ve işlemekten, operatör seviyesine veri iletmekten ve aktüatörler üzerinde kontrol eylemleri oluşturmaktan sorumludur. G / Ç seviyesi, kontrol edilen nesneye doğrudan bağlı sensörleri ve aktüatörleri temsil eder.

Yazılımın görevi, DCS'nin genelleştirilmiş mimarisi içinde, operatör seviyesinin işleyişini ve sistemin kontrol seviyesi ile bağlantısını sağlamaktır. Sonuç olarak, yazılım tasarımında ve donanımla etkileşiminin sorunlarını çözmedeki temel düzey, operatörün düzeyidir. Yazılım, donanımın iç mimarisinden mümkün olduğunca bağımsız olurken, sistemin mevcut donanım kaynaklarından en iyi şekilde yararlanmalıdır.

Donanım, bir sistemdeki düğümler arasında bilgi işlem kaynakları, bellek ve iletişim ortamı sağlar. Sistemin genel mimarisi tasarlanırken, belirli bir uygulamada kendisine bağlanacak G/Ç seviyesinin belirli düğümleri dikkate alınmaz; bu nedenle genel mimaride operatör seviyesi ve kontrol seviyesi dikkate alınır. Donanım yaygın olmalı, modern standartlara uygun olmalı ve mimariyi uygulamak için gerekli tüm özellik ve yeteneklere sahip olmalıdır.

DCS gereksinimleri

DCS gereksinimleri, yalnızca bir bütün olarak sistem için değil, aynı zamanda donanım ve yazılım bileşenleri için de ayrı ayrı geçerlidir, çünkü bu bileşenler için bu gereksinimleri karşılamaya yönelik özel yaklaşımlar temelde farklı olabilir. DCS her şeyden önce hataya dayanıklı olmalıdır. Hata toleransını artırmanın en basit yöntemi, işlevsel birimlerin veya bunların toplamının fazlalığıdır (çoğaltma). İkinci önemli özellik ölçeklenebilirliktir. Ölçeklenebilirlik, yazılımda özel algoritmaların uygulanmasına ve donanımın yeni düğümleri veya bileşen parçalarını değiştirme ve ekleme becerisine dayanır. Aynı zamanda, sistem çalışması, yeni düğümlerin veya modüllerin geliştirilmesi ve mimarisinin değiştirilmesi için basit kalmalıdır.

DCS Mimarilerine Genel Bakış

DCS mimarilerinin gözden geçirilmesi için Siemens SIMATIC PCS 7 DCS, piyasada en çok talep edilenlerden biri olarak ve RTS S3, DCS olarak QNX RTOS temelinde uygulandı.

Siemens SIMATIC PCS 7

Sistem mimarisi, genel bir DCS mimarisinin tüm özelliklerine sahiptir. Operatör istasyonları, bir HMI sağlayan Windows işletim sistemi ve Siemens WinCC paketi ile x86 işlemci mimarisine dayalı bilgisayarlardır. Veritabanları olan sunucular var. Operatör istasyonları, mühendislik istasyonları ve sunucular, Ethernet tabanlı bir yerel alan ağı ile birbirine bağlanır. Operatör seviyesi, yedekli Endüstriyel Ethernet ağının kontrol düzlemine bağlıdır. Kontrol düzeyinde, işlevselliğin çoğaltılması nedeniyle artıklık olasılığı olan programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC'ler) vardır. Harici sistemlere ve ağlara bağlanmak ve sisteme uzaktan erişim düzenlemek mümkündür.

RTS S3

Bu mimari benzer şekilde DCS'nin genelleştirilmiş yapısının katmanlarından oluşur. Operatör istasyonları, SIMATIC DCS'dekiyle aynı donanım platformuna dayanmaktadır, ancak hem Windows hem de Linux işletim sistemleri altında çalıştırılabilir. Mühendislik istasyonları operatör istasyonları ile birleştirilmiştir. Sistem, birleşik bir uygulama geliştirme ortamı sağlar. Bir Ethernet ağı, taşıyıcı katman içindeki düğümleri birbirine bağlar ve operatör, TCP / IP protokol yığınını kullanarak kendisini kontrol düzlemine getirir. Kontrol seviyesinde, kendi veri tabanları ile QNX OS çalıştıran endüstriyel bilgisayarlar ve düğümün işlevselliğini çoğaltarak artıklık olasılığı vardır.

Açıklanan sistemlerin dezavantajları

Yukarıda açıklanan sistemler, operatör seviyesi ve kontrol düzlemi için farklı bir donanım/yazılım platformu kullanır. Operatör düzeyinde, yalnızca bir işlemci mimarisi kullanılabilir ve kontrol düzeyini yapılandırmak ve geliştirmek için özel bir mühendislik istasyonu gerekir. Bu DCS'ler, hata toleransını artırmanın bir yolu olarak, yedekli donanımın irrasyonel kullanımı olan, yedekli düğümün işlevselliğinin çoğaltılmasıyla yalnızca donanım yedekliliği sunar.

L-Net sisteminin özellikleri ve işlevsel özellikleri

L-Net sistemini geliştirirken, görev aşağıdaki özelliklere sahip olacak bir kontrol sistemi oluşturmaktı:

• Ana bilgisayar arızası veya ağ topolojisi kesintisi durumunda minimum kayıpla tam kurtarma ile dinamik yeniden yapılandırma.
• Mevcut verimli ağ düğümleri arasında görevlerin verimli dağılımı.
• Veri iletim akışlarının dinamik olarak yeniden yapılandırılmasıyla düğümler arasında iletişim kanallarının çoğaltılması.
• Sistemin kullanım kolaylığı ve ölçeklenebilirliği.
• Kontrol sistemleri ve gömülü sistemler oluşturmak için tasarlanmış herhangi bir donanım platformunda sistemin taşınabilirliği ve performansı.

Yukarıdaki özelliklere sahip bir sistem oluşturmak için öncelikle kontrol sistemleri ve gömülü sistemler oluşturmaya yönelik bir işletim sistemi gereklidir. Mevcut işletim sistemlerinin analizi, en uygun işletim sisteminin çok verimli kaynak tahsisi ve ağ yeteneklerine sahip QNX 6 (Neutrino) olduğunu gösterdi. Geniş ağ yetenekleri, Qnet ağ protokolü tarafından sağlanır. İletişim kanallarının güvenilirlik ve dinamik yük dengeleme sorununu çözer, ancak bir bütün olarak sistemin hata toleransı sorununu çözmez. Sonuç olarak, dağıtılmış yeniden yapılandırılabilir çok hatlı bilgi işlem ortamına dayalı yenilikçi bir kontrol sistemi geliştirildi. Geliştirilen sistem, üç mantıksal blok içeren eşler arası bir mimariye sahiptir: bir giriş-çıkış bloğu, bir genel amaçlı anahtar bloğu ve bir yeniden yapılandırılabilir bilgi işlem ortamı (RCS) bloğu (bkz. Şekil 2).

Bu mimarinin başlıca avantajları şunlardır:

• Eşler arası tip
• ademi merkeziyetçilik
• ölçeklenebilirlik
• mekansal dağılım

Bu mimarinin işlevsel özellikleri:

• Ardışık veri işleme
• Donanım yedekliliği
• Yük dağılımı
• Anında yeniden yapılandırma

Mimarinin birinci seviyesinde, aşağıdakileri içeren bir giriş-çıkış (G/Ç) birimi vardır: giriş-çıkış düğümleri, bir giriş-çıkış düğümleri anahtarı, bir giriş-çıkış arayüzü, sensörler ve aktüatörler. Birim, yerel sensörlerden gelen verilere ve kontrol sisteminin diğer düzeylerinden alınan verilere dayalı olarak kontrol eylemleri oluşturmaya yönelik temel mekanizmalardan sorumludur. Atanan görevler, mevcut göreceli performanslarına göre veya operatör tarafından manuel olarak sağlıklı G/Ç düğümleri arasında dağıtılır. Sensörler ve aktüatörler, herhangi bir düğümün herhangi bir sensörü sorgulamasına veya herhangi bir aktüatör üzerinde bir etki oluşturmasına izin veren bir veri yolu aracılığıyla bloktaki tüm I / O düğümlerine bağlanır. I/O düğüm anahtarı, kontrol ve bilgi verilerini elde etmek için sistem mimarisinin diğer seviyeleri ile aralarında veri alışverişi yapmak için tüm I/O düğümleri arasında iletişim sağlar. Uygun donanım yetenekleriyle, düğümler birbirleriyle ve sistemin diğer seviyelerindeki düğümler ve anahtarlarla doğrudan iletişim kurar, bu da ağdaki yanıt süresini azaltır. G / Ç ünitesinin mevcut çalışma modundaki düğümler ve belirli bir düğüm yükü arasındaki doğrudan iletişim, ünitede, kontrol sisteminin harici hesaplama gücüne başvurmadan bu ünitenin çalışması için gerekli olan boru hattı hesaplamalarının düzenlenmesine izin verir ( DCS), arıza anında G / Ç ünitesinin artıklık düğümleri için sağlanan ücretsiz kaynakların etkin bir şekilde kullanılmasını mümkün kılar.

Mimarinin ikinci seviyesinde yer alan genel amaçlı anahtar bloğu, giriş-çıkış blokları ile DCS ve harici sistemler arasındaki iletişim hatlarını düzenler. Her bir anahtar, tüm kontrol sistemindeki çeşitli bağları ve anahtarları birbirine bağlayabilir. İletişim hatlarının sayısı, bloklara dahil edilen düğümlerin ve anahtarların donanım yeteneklerine göre belirlenir. Qnet ağı, veri akışlarını dinamik olarak dağıtmanıza izin verdiğinden, bu bloğun ölçeklendirmesi, yeni cihazlar bağlanarak gerçekleştirilir ve yapılandırma gerektirmez ve anahtarlardan biri arızalanırsa, düğümler arasındaki veri aktarımı kesintiye uğramaz. diğer anahtar, düğümler arasında benzer bir bağlantı sağlar veya doğrudan ilişkilidir. Aynı zamanda, başarısız bir anahtarı yedeklemek için gereken yeterli ağ bant genişliğine dikkat etmek gerekir.

Mimarinin üçüncü seviyesinde bulunan yeniden yapılandırılabilir bilgisayar ağı (RCN) bloğu, karmaşık bilgi işleme, karar verme, tanıma vb. sorunları çözmek için yüksek bir bilgi işlem gücü yönetim sistemi sağlar. Blok, tüm kontrol sisteminin başlatılmasından sorumludur: anahtarların ve düğümlerin çalışabilirliğinin kontrol edilmesi, ağ bütünlüğü, tüm sistemin ağ grafiklerinin oluşturulması, giriş-çıkış bloklarının çalışması için başlangıç ​​parametrelerinin ayarlanması. Bu bloğun düğümleri hem kendi verilerini hem de I/O bloklarından gelen verileri arşivlemeyi sağlar. Bu bloğun her bir düğümü, sistemin çalışmasını izlemek ve hem bu düğümün hem de sistemin tüm düğümlerinin çalışma programlarında ayarlamalar yapmak ve talep üzerine yeniden yapılandırma yapmak için tasarlanmış bir operatör makinesinin rolünü oynayabilir.

Yük dağılımı

L-Net sisteminin ana görevlerinden biri, ağ düğümleri üzerindeki hesaplama yükünün dağıtılmasıdır. Bu sorunun çözümü, hesaplamalı boru hatlarının inşasına dayanmaktadır. Hesaplamalı bir ardışık düzen oluşturmak için, önceden bir görev grafiği oluşturulur - kaynaktan hedefe veri akışlarını değiştirmek için bir şema. Sensörler bir kaynak görevi görür ve aktüatörler alıcı görevi görür. Hesaplamalı boru hattının kendisi, problemin gereksinimlerini sistemin hesaplama kaynaklarına ve mevcut durumuna göre dikkate alarak, görev grafiğinin (bkz. Şekil 3) bilgisayar ağı grafiğiyle (bkz. Şekil 4) eşleştirilmesidir.

Çözüm, alıcıya mevcut donanım, durumu ve ağ grafikleri ve görevleriyle iş yapan mevcut veri kaynakları hakkında kapsamlı bilgi sağlayan bir hizmet kullanmaktır. Sonuç olarak, hesaplamaların sıralanması ve sistem için mevcut tüm hesaplama kaynaklarının rasyonel kullanımı nedeniyle performans artar.

hata toleransı

Böyle bir sistemin işleyişinin ana sorunu, bu konveyörün herhangi bir düğümünün arızalanması veya aralarında veri aktarımının ihlali durumunda hesaplama boru hatlarının tamamen bozulmasıdır. Qnet protokolünün temel araçları, mimari tarafından sağlanan yedekleme hatları nedeniyle kısmi ihlal durumunda düğümler arasındaki bağlantıların geri yüklenmesini sağlar. L-Net sistemi, bilgi işlem sisteminin ana bilgisayarının tamamen arızalanması durumunda, bilgi işlem hattını dinamik olarak yeniden yapılandırarak çalışabilirliği geri yükleme sorununu çözer; bozuk bloğu değiştirmek için çalışma kaynaklarını kullanma. Sistem, arızaya yanıt verme süresi, kurtarma süresi ve kullanılan donanım kaynakları bakımından farklılık gösteren üç kurtarma (yeniden yapılandırma) senaryosu sağlar: arıza durumunda, pasif hazırlıklı ve aktif hazırlıklı.

• Arıza durumunda yeniden yapılandırma- bir arıza tespit edildikten sonra, mevcut donanım aranır ve görev grafiğine dahil edilir.
• Pasif hazırlık ile yeniden yapılandırma- Yedekli donanım önceden belirlenir, görev grafiğinin tepe noktasının düğüm üzerinde uygulanmasını sağlayan bir işlem başlatılır, bağlantılar kurulur ancak ana düğüm arızalanmadıkça süreç verileri işlemez.
• Aktif hazırlık ile yeniden yapılandırma- görev grafiğinin üst kısmı, paralel olarak veri işleme gerçekleştiren ve sonucu ileten birkaç düğümde uygulanır.

Sonuç olarak, sistem, hem yazılım hem de donanım seviyelerinde arızalar için esnek bir hazırlık, ağın, hesaplamalı boru hattının ve düğümün uygulanmasından bağımsız olarak, işi kesintiye uğratmadan ve performans kaybetmeden düğümlerin konfigürasyonunu değiştirme yeteneği sağlar.

Sonuç

Geliştirilen L-Net sistemi, mevcut analogların aksine, tam yazılım uyumluluğu ile DCS düğümlerinin çok çeşitli donanım özelliklerinin kullanılmasını gerektirir. Düğümler tek bir işletim sisteminin (QNX Neutrino) kontrolü altında çalıştığında, bunları çeşitli arabirimler ve çevresel aygıtlarla çeşitli işlemci mimarileri (x86, ARM, MIPS, vb.) üzerine kurmak mümkündür. Düğümlerin uygulanması, masaüstü, endüstriyel PC'ler, giyilebilir PC'ler ve tek kartlı bilgisayarlar şeklinde mümkündür. Geliştirilen DCS'nin yazılım kompleksinin tüm bileşenleri, düğümlerinden herhangi birinde QNX OS ile başlatılabilirken, düğümleri farklı bir işletim sistemiyle kullanmak mümkün olmaya devam ediyor. Bu yaklaşım, her bir düğümün hem operatör seviyesinde hem de kontrol seviyesindeki görevleri çözmek için kullanılmasına izin verir. Sonuç olarak, genelleştirilmiş DCS mimarisinde ve bu mimariyi temel olarak kullanan sistemlerde bulunan katı bir düzey hiyerarşisi olmayan eşler arasında esnek bir etkileşim sistemi vardır. Eşler arası ağ, bir sistemi dağıtma, çalıştırma, ölçeklendirme ve hata ayıklama işlemlerini basitleştirir.

Geliştirilen sistemdeki yedekli donanımın hesaplama potansiyelini gerçekleştirmek için, Qnet ağ protokolü ve L-Net ağ yazılımına dayalı dinamik yapılandırma ve yeniden yapılandırma algoritmaları önerilmiştir. Dinamik konfigürasyon algoritması, görevlerin sıralanması ve paralelleştirilmesi yoluyla hesaplama yükünün tüm düğümler arasında dağıtılmasına ve düğümler arasındaki veri iletim kanallarındaki yükün dinamik olarak dengelenmesine dayanır. Sistem yeniden yapılandırma algoritması, mevcut donanıma, önceliklere ve sisteme atanan görevlere bağlı olarak, arıza durumunda çalışabilirliği geri yüklemek için üç senaryonun varlığını varsayar: arıza durumunda, pasif hazırlıklı (kaynak tahsisi) ve aktif hazırlıklı (kaynak kullanımı) . Dinamik yapılandırma ve yeniden yapılandırma algoritmaları, sistemdeki donanım rezervlerini kullanarak performansı ve güvenilirliği artırır.

Sistemin önemli bir avantajı, içinde kullanılan hem donanım hem de yazılım teknolojilerinin maksimum şeffaflığıdır, bu da sistemin teknik desteğini ve bunun için yeni modüllerin geliştirilmesini ciddi şekilde basitleştirmeyi mümkün kılar.

Çıktı

Geliştirilen mimari çözümler, geniş bir donanım yelpazesi kullanma olasılığı, dinamik konfigürasyon algoritmalarının uygulanması ve sistem kaynaklarının rasyonel kullanımı nedeniyle dağıtılmış kontrol sistemlerinin bu tür göstergelerini güvenilirlik, performans, maliyet, ölçeklenebilirlik ve basitlik gibi iyileştirmeyi mümkün kılmaktadır.

1. http://kazanets.narod.ru/DCSIntro.htm.
2. http://kazanets.narod.ru/PCS7Overview.htm.
3. http://www.rts.ua/rus/news/678/0/409.
4. Zyl S. QNX Momentics: Uygulamanın Temelleri. - SPb: BHV-Petersburg, 2005.
5. Krten R. QNX Neutrino'ya Giriş. Gerçek zamanlı uygulamalar geliştirmek için bir kılavuz. - SPb: BHV-Petersburg, 2011.

Anahtar Kelimeler: dağıtılmış kontrol sistemi, kontrol sistemleri için bilgi desteği, dağıtılmış yeniden yapılandırılabilir sistemler.

Yeniden yapılandırılabilir çok hatlı bilgi işlem ortamı L-Net'e dayalı dağıtılmış bir kontrol sistemi mimarisi

Sergey Yu. Potomskiy, Ulusal Araştırma Üniversitesi "Ekonomi Yüksek Okulu"nda Yardımcı Doçent.

Nikita A. Poloyko, Ulusal Araştırma Üniversitesi "İktisat Yüksek Okulu" beşinci sınıf öğrencisi. Çalışma asistanı. Programcı. Eğitim alanı: "Teknik sistemlerde kontrol ve bilişim".

Öz. Makale, yeniden yapılandırılabilir çok hatlı bilgi işlem ortamına dayalı dağıtılmış bir kontrol sistemine ayrılmıştır. Sistemin mimarisi verilmiştir. Ayrıca sistemin temel karakteristikleri ve fonksiyonel özellikleri de verilmiştir. Makale, işletim sisteminin seçimi için bir gerekçe sunar. Sistemin mevcut benzer gelişmelere kıyasla temel avantajları makalede gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler: dağıtılmış kontrol sistemi, sistem yazılım desteği, dağıtılmış yeniden yapılandırılabilir.

Temas halinde

Bilgisayar bilimi alanında tanınmış uzman E. Tanenbaum'a göre, dağıtılmış bir sistemin genel kabul görmüş ve aynı zamanda katı bir tanımı yoktur. Bazı fikirler, dağıtılanın böyle olduğunu iddia ediyor bilgi işlem sistemi, kullanıcıların varlığından daha önce şüphelenmediği bir bilgisayarın arızalanması, tüm çalışmalarının sona ermesine yol açar. Dağıtılmış bilgi işlem sistemlerinin önemli bir kısmı ne yazık ki bu tanımı karşılamaktadır, ancak resmi olarak yalnızca benzersiz bir güvenlik açığı noktasına sahip sistemlere atıfta bulunmaktadır ( tek başarısızlık noktası).

Genellikle, dağıtılmış bir sistem tanımlanırken, işlevlerin birkaç bilgisayar arasında bölünmesine odaklanılır. Bu yaklaşımla, herhangi biri dağıtılır bilgi işlem sistemi veri işlemenin iki veya daha fazla bilgisayar arasında bölündüğü yer. E. Tanenbaum'un tanımına dayanarak, biraz daha dar bir şekilde dağıtılmış bir sistem, iletişim kanallarıyla birbirine bağlanan bir dizi bağımsız bilgisayar olarak tanımlanabilir ve bazı yazılımların kullanıcısı açısından tek bir bütün gibi görünür.

Dağıtılmış bir sistemi tanımlamaya yönelik bu yaklaşımın dezavantajları vardır. Örneğin, böyle dağıtılmış bir sistemde kullanılan her şey yazılım tek bir bilgisayarda çalışabilir, ancak yukarıdaki tanımın bakış açısından, böyle bir sistem artık dağıtılmayacaktır. Bu nedenle, dağıtık sistem kavramı muhtemelen böyle bir sistemi oluşturan yazılımın analizine dayanmalıdır.

İki varlığın etkileşimini tanımlamanın bir temeli olarak, taraflardan birinin (müşteri) diğer tarafa (sunucu) bir istek göndererek veri alışverişini başlattığı genel müşteri-sunucu etkileşimi modelini düşünün. Sunucu talebi işler ve gerekirse istemciye bir yanıt gönderir (Şekil 1.1).

İncir. 1.1.

İstemci-sunucu modeli çerçevesinde etkileşim, istemci sunucunun isteğini işlemesini beklerken senkron veya istemcinin sunucuya bir istek gönderip sunucunun çalışmasını beklemeden yürütmeye devam ettiği asenkron olabilir. tepki. İstemci ve sunucu modeli, çeşitli etkileşimleri açıklamak için bir temel olarak kullanılabilir. Bu ders için dağıtık bir sistem oluşturan yazılımı oluşturan bileşenlerin etkileşimi önemlidir.

İncir. 1.2.

Modern kavramlara göre aşağıdaki mantıksal seviyelere ayrılabilen belirli bir tipik uygulama düşünün (Şekil 1.2): Kullanıcı arayüzü(PI), uygulama mantığı (LP) ve veri erişimi (DD), veritabanı (DB) ile çalışır. Sistem kullanıcısı, kullanıcı arayüzü aracılığıyla onunla etkileşime girer, veritabanı, uygulama alanını tanımlayan verileri depolar ve uygulama mantığı katmanı, ilgili tüm algoritmaları uygular. konu alanı.

Uygulamada, sistemin farklı kullanıcıları genellikle aynı verilere erişmekle ilgilendiğinden, böyle bir sistemin işlevlerinin birkaç bilgisayar arasında en basit şekilde ayrılması, uygulamanın mantıksal katmanlarının uygulamanın bir sunucu kısmı arasında bölünmesi olacaktır. birkaç bilgisayarda bulunan verilere ve istemci bölümlerine erişimden sorumlu kullanıcı arayüzünün uygulanması. Uygulama mantığı sunucuya, istemcilere atanabilir veya bunlar arasında paylaşılabilir (Şekil 1.3).

İncir. 1.3.

Bu ilkeye dayanan uygulamaların mimarisine istemci-sunucu veya iki katmanlı denir. Uygulamada, bu tür sistemler genellikle dağıtılmış olarak sınıflandırılmaz, ancak resmi olarak dağıtılmış sistemlerin en basit temsilcileri olarak kabul edilebilirler.

İstemci-sunucu mimarisinin geliştirilmesi, kullanıcı arayüzünün, uygulama mantığının ve veri erişiminin, sistemin bağımsız bilgisayarlarda çalışabilen bağımsız bileşenlerine ayrıldığı üç katmanlı bir mimaridir (Şekil 1.4).

İncir. 1.4.

Bu tür sistemlerde kullanıcının isteği, sistemin istemci kısmı, uygulama mantık sunucusu ve veritabanı sunucusu tarafından sırayla işlenir. Bununla birlikte, dağıtılmış bir sistem genellikle üç katmanlı bir sistemden daha karmaşık bir mimariye sahip bir sistem olarak anlaşılır.

Dağıtılmış AIS günlük bir gerçeklik haline geldi. Çok sayıda kurumsal AIS, dağıtılmış veritabanlarını kullanır. Veri dağıtımı ve dağıtılmış verilerin yönetimi yöntemleri, sistemlerin ölçeklenebilirliğini sağlayan mimari yaklaşımlar, çok katmanlı istemci-sunucu mimarisi ilkelerinin yanı sıra orta katmanın mimarisi üzerinde çalışıldı.

Mobil mimariler pratikte uygulanmaya başlıyor. Bu, hem veritabanı sistemleri hem de Web uygulamaları için geçerlidir.

Eşler arası bir mimariye dayalı dağıtılmış sistemler oluşturmaya yönelik bir yaklaşım yeniden canlandırılıyor; bu yaklaşımda, günümüzde dağıtılmış sistemlerde egemen olan istemci-sunucu mimarisinin aksine, ağdaki etkileşimde bulunan tarafların rollerinin sabit olmadığı görülüyor. Ağdaki duruma, düğümlerinin iş yüküne bağlı olarak atanırlar.

İletişim teknolojilerinin yoğun gelişimi ile bağlantılı olarak, mobil AIS aktif olarak gelişiyor. Oluşturulmaları için teknik araçlar ve yazılımlar geliştirilmiştir. Bu, mobil veritabanı sistemlerinin geliştirilmesine yol açmıştır. Birçok araştırma ekibi, bu tür sistemlerin belirli özellikleri üzerinde araştırma yapar ve çeşitli prototiplerini oluşturur. Java teknolojileri, mobil yazılım geliştirme için önemli bir araç haline geldi.

Bir Kablosuz Uygulama Protokolü (WAP) standardı oluşturulmuştur ve bazı cep telefonu modelleri tarafından zaten desteklenmektedir. WAP ve XML'e dayanan W3C, kablosuz iletişim için WML (Kablosuz İşaretleme Dili) için bir işaretleme dili geliştirmiştir.

AIS'nin geliştirilmesinde, meta verilere daha fazla dikkat edilmeye başlandı. Burada iki yönde adımlar atılır - meta verilerin sunumunu standart hale getirmek ve sistemde desteklerini sağlamak.

AIS, meta verileri (çeşitli türde meta veri havuzları) sunmak için çeşitli yollar ve araçlar kullanır. Bu alandaki birleşme eksikliği, uygulama hareketliliği, bilgi kaynaklarının ve bilgi teknolojilerinin yeniden kullanımı ve entegrasyonu ile AIS yeniden yapılandırması sorunlarının çözümünü önemli ölçüde karmaşıklaştırmaktadır.

Bu zorlukların üstesinden gelmek için çeşitli bilgi teknolojilerine odaklanan meta veri standartlarının geliştirilmesi aktif olarak sürdürülmektedir. Bu alanda, üst verinin sunumunu ve üst veri alışverişini AIS'de tanımlayan bir dizi uluslararası, ulusal ve endüstri standardı halihazırda mevcuttur. Bazıları zaten fiili standartların statüsünü kazanmıştır. Biz burada sadece en önemlilerinden bahsetmekle yetineceğiz.

Muhtemelen bu kategorinin ilk fiili standardı, ağ veritabanları için CODASYL veri tanımlama diliydi. Daha sonraki standartlar şunları içerir: ilişkisel veritabanları için SQL sorgu dilinin standardı, sözde bilgi şemasının tanımını içerir - ilişkisel veritabanı şemalarının bir dizi temsili; nesne şeması veri havuzu arabirimlerini tanımlayan ODMG nesne veritabanı standart bileşeni; bir kuruluşun bilgi kaynaklarının dizinlerini oluşturmak ve sürdürmek için sistemleri tanımlayan uluslararası standart IRDS (Bilgi Kaynağı Sözlük Sistemleri).

Daha sonra, MDC (Meta Veri Koalisyonu) tarafından daha önce daha geniş amaçlar için oluşturulan OIM (Açık Bilgi Modeli) standardına dayalı olarak, OMG konsorsiyumu tarafından geliştirilen veri ambarı meta verilerini temsil etmek için CWM (Ortak Depo Meta Modeli) standardından bahsedilmelidir. konsorsiyum.

Web teknolojisi platformu için yeni XML, meta veri sunum standartlarını da içerir. Meta veri desteği, Web'in bilgi kaynaklarını yönetme teknolojisini kökten değiştiren en önemli yeniliklerinden biridir. Başlangıçta veritabanı teknolojilerinde meta veri desteği gerekliyken, birinci nesil Web'de meta veriler desteklenmedi.

Web meta veri standartları, bir tür XML belgesinin mantıksal yapısını tanımlamak için kullanılan XML dilinin bir alt kümesini içerir. Bu açıklamaya DTD (Document Type Definition) denir. Ayrıca, XML platformu, XML belgelerini tanımlamak için daha gelişmiş yetenekler sunan XML Şema standardını içerir. Kaynak Tanımlama Çerçevesi (RDF) standardı, XML belgelerinin içeriğini açıklamak için basit bir bilgi temsil dili tanımlar. Son olarak, ortaya çıkan OWL (Ontology Web Language) standardı Semantik Web için resmi bir ontoloji tanımlama dili tanımlar.

CASE görsel nesne analizi ve tasarım araçları için meta veri gösterimi sağlayan Birleşik Modelleme Dili (UML) standardı, OMG konsorsiyumu tarafından geliştirilmiştir. Bu dil birçok CASE yazılım ürününde desteklenmektedir. OMG ayrıca UML kullanarak CASE araçları arasında meta veri alışverişi için XML Meta Veri Değişimi (XMI) standardını oluşturdu.

Farklı nitelikteki belgelerin içeriğini tanımlamak için bir dizi üst veri öğesi olan Dublin Core (DC) standardından da bahsetmek gerekir. Bu standart hızla popülerlik kazandı ve özellikle Web ortamında yaygın olarak kullanılmaya başlandı (bkz. Bölüm 3.3).

AIS için metadata sunumu için mevcut standartların geliştirilmesi ve yeni standartların oluşturulmasına yönelik çalışmalar devam etmektedir. Söz konusu standartlar hakkında daha ayrıntılı bilgi ansiklopedide bulunabilir.

AggreGate, dağıtılmış bir mimariyi gerçekten destekleyen dünyadaki birkaç IoT platformundan biridir. Bu, tüm AggreGate sunucu işlemlerini farklı katmanlarda dengelemek ve ayırmak için sınırsız ölçeklenebilirlik sağlar. Bu mimari, hem mevcut zorluklar hem de gelecekteki ihtiyaçlar için temel olabilir.

Bir yük devretme kümesinden farklı olarak, dağıtılmış bir mimarideki AggreGate sunucuları tamamen bağımsızdır. Her sunucunun kendi veritabanı, yerel kullanıcı hesapları ve ilgili izinleri vardır.

AggreGate'in dağıtılmış mimarisi son derece esnektir. Teknik olarak, sunucular arasında eşler arası bağlantıların oluşturulmasına ve bazı sunucuların ("tedarikçiler") tek bir veri modelinin parçalarının diğerlerine ("tüketiciler") eklenmesine dayanır.

Dağıtılmış Operasyonların Hedefleri

Dağıtılmış bir mimarinin ana hedefleri şunlardır:

• ölçeklenebilirlik... Alt düzey sunucular, neredeyse gerçek zamanlı olarak veri toplayarak ve çok sayıda cihazı yöneterek yoğun şekilde yüklenebilir. Ancak uygulamada, bir sunucu tarafından hizmet verilebilecek cihaz sayısı birkaç bin ile sınırlıdır. Sistemi çok sayıda cihazı yönetecek şekilde ölçeklendirirken, birden çok sunucu kurmak ve bunları dağıtılmış bir kurulumda birleştirmek akıllıca olacaktır.
• Yük dengeleme... Dağıtılmış kurulumdaki her sunucu farklı bir sorunu çözer. Ağ yönetim sunucuları ağ altyapısının kullanılabilirliğini ve performansını kontrol ederken, erişim kontrol sunucuları kapı kontrolörlerinden ve turnikelerden gelen talepleri işler. Rapor oluşturma, mail ile dağıtma gibi kontrol işlemleri merkezi bir sunucu üzerinde gerçekleştirilebilir.
• İzinsiz giriş koruması... İkincil araştırma sunucuları uzak konumlara kurulabilir ve merkezi bir sunucuya bağlanabilir. Sistem operatörleri yalnızca merkezi sunucuya bağlanır, böylece VPN yapılandırması ve bu sunuculara bağlantı noktası yönlendirme gereksinimi ortadan kalkar.
• merkezileştirme... İkincil sunucular tam otomatik modda çalışabilirken, konfigürasyonları ve izlemeleri merkezi kontrol odasına kurulan ana sunucu üzerinden gerçekleştirilir.

Sunucu Rol Dağılımı

Bu basit senaryoda, iki sunucu dağıtılmış bir altyapıda birleştirilir. Sistem operatörleri, günlük görevlerini yerine getirerek sürekli olarak izleme sunucusuna bağlıdır. Şirket yönetimi, veriden bir dilim alması gerektiğinde raporlama ve analiz sunucusuna bağlanır. Sunucudaki veri miktarı ve yükü ne olursa olsun, bu işlem operatörlerin işini etkilemeyecektir.

Büyük Ölçekli Bulut IoT Platformu

Telekom ve bulut hizmet sağlayıcıları IaaS/PaaS/SaaS modellerinde IoT hizmetleri sunmaktadır. Bu durumlarda binlerce kullanıcının sahip olduğu milyonlarca cihazdan bahsediyoruz. Bu kadar büyük bir altyapıyı sürdürmek, çoğu iki gruba ayrılabilen yüzlerce AggreGate sunucusu gerektirir:

• Kullanıcıların ve cihazlarının kaydını depolayan, operatörlerin ve cihazların bağlantılarını alt seviye sunuculara yönlendiren ve ayrıca alt seviye sunucuların katılımıyla daha sonraki bilgi analizi için verileri toplayan sunucular
• Cihazları izleyen ve yöneten, ayrıca verileri alan, depolayan ve işleyen sunucular

Kullanıcı ve cihaz yönetimi sunucuları, yeni depolama ve analitik sunucularının kurulmasından ve izlenmesinden sorumlu olan bulut yönetim sistemi ile etkileşimden de sorumludur.

Veri depolama ve işleme sunucuları, şablon sunuculardan alınan kaynakları (alarmlar, modeller, iş akışları, panolar, vb.) kullanır ve bunlar da bu kaynakların ana kopyalarını depolar.

Katmanlı IoT Altyapısı

AggreGate'in dağıtık altyapısı sayesinde herhangi bir çözüm, farklı seviyelerde birçok sunucuyu içerebilir. Bazıları IoT ağ geçitleri üzerinde çalışabilir, veri toplayabilir, diğerleri - bilgileri depolamak ve işlemek için ve geri kalanı - üst düzey toplama ve dağıtılmış bilgi işlem gerçekleştirmek için.

Sensörler ve aktüatörler gibi saha ekipmanı, aracılar aracılığıyla, ağ geçitleri aracılığıyla veya ikisinin bir kombinasyonu aracılığıyla sunuculara doğrudan bağlanabilir.

Akıllı şehir yönetimi

Bu, büyük bir bina grubunun karmaşık otomasyonu için AggreGate tabanlı katmanlı mimariye bir örnektir:

• Seviye 1: fiziksel ekipman (ağ yönlendiricileri, kontrolörler, endüstriyel ekipman vb.)
• Seviye 2: yönetim sunucuları (ağ izleme sunucuları, erişim kontrol sunucuları, bina otomasyon sunucuları ve diğerleri)
• 3. seviye: sunucu kontrol merkezleri oluşturma (tüm ikinci katman sunuculardan bilgi toplayan bina başına bir sunucu)
• Seviye 4: şehir bölge sunucuları (daha düşük seviyeli uyarılar, gerçek zamanlı izleme, Hizmet Masası sistemleriyle entegrasyon için son hedef)
• Seviye 5: genel merkez sunucuları (bölge sunucularının kontrolü, raporların toplanması ve sentezi, bildirimler)

Yukarıdaki sunuculardan herhangi biri, çok düğümlü bir yük devretme kümesi olabilir.

Çok segmentli ağ yönetimi

AggreGate Network Manager, AggreGate platformu üzerine kurulmuştur ve dağıtılmış bir mimari için tipik bir kullanım durumudur. Büyük segmentli şirket ağları ve telekom operatörleri, yönlendirme kısıtlamaları, güvenlik politikaları veya uzak ağ segmentlerine bağlantılardaki bant genişliği kısıtlamaları nedeniyle tek bir merkezden izlenemez.

Bu nedenle, dağıtılmış bir izleme sistemi genellikle aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• Birincil veya merkezi tüm ağ bölümlerinden bilgi toplayan bir sunucu
• İkincil sunucular veya araştırma sunucuları izole segmentlerdeki yoklama cihazları
• İhtisas günde milyarlarca NetFlow olayını işleyen trafik analizi sunucuları gibi sunucular

İkincil ve özel sunucular, veri modellerinin bir kısmını kontrol merkezine göstererek birincil sunucuya bilgi sağlayıcılardır. Bu olabilir:

• Yapılandırmanın merkezi bir sunucudan tam olarak kontrol edilmesini sağlayan araştırma sunucusunun bağlam ağacının tüm içeriği. Bu durumda, araştırma sunucusu, ağ bölümleme sorununun üstesinden gelmek için yalnızca bir proxy olarak kullanılır.
• İnceleme sunucusu tarafından oluşturulan uyarılar. Bu durumda iş yerlerinin %99'u uzak olabilir ve merkezi sunucunun operatörü ikincil sunuculardan anında bildirim alır.
• Kritik cihazların durumu veya özetlenmiş raporlar hakkında gerçek zamanlı bilgiler gibi araştırma sunucularından özel veri kümeleri. İlgili tüm işler ikincil sunucuda yapılacak ve yük dengelemeye izin verilecektir.

Yüksek performanslı olay yönetimi

AggreGate platformunun merkezi olay yönetimi gibi belirli kullanım durumları, önemli sayıda olayın alınmasını, işlenmesini ve yapılandırılmış bir biçimde kalıcı olarak saklanmasını gerektirir. Bazen akışlar saniyede milyonlarca olay hacmine ulaşabilir ve farklı kaynaklardan alınabilir.

Bu gibi durumlarda, bir AggreGate sunucusu tüm olay akışıyla başa çıkamaz. Dağıtılmış bir mimari, olay işlemenin düzenlenmesine yardımcı olacaktır:

• Olayları oluşturan ve bu olayları işleyen nesnelere birkaç yerel sunucu kurulur. Birkaç kaynak (sonda) bir işleme sunucusuna bağlanabilir.
• Özel bir depolama sunucusu veya çok sunuculu büyük veri depolama kümesi, her yerel işleme sunucusuna bağlıdır. Küme düğümlerinin sayısı, olayların oluşturulma hızına bağlı olarak değişebilir.
• Tüm şirket içi depolama sunucuları, ön filtreleme, veri tekilleştirme, bağıntı (yerel olarak eklenmiş yoklamalar için geçerli kuralları kullanarak), zenginleştirme ve olay depolaması gerçekleştirir.
• Yerel depolama sunucuları, merkezi bir toplama sunucusuna bağlanır. Toplama sunucusu, sistem genelinde önemli olayları ilişkilendirmekten sorumludur.
• Merkezi sunucu operatörleri tüm olay veritabanına göz atabilirken, canlı veri bulma görevleri depolama sunucuları arasında dağıtılır. Böylece tüm olaylar için bir veri tabanına dayalı merkezi raporlama ve uyarılar oluşturmak mümkündür.

Dijital işletme

AggreGate, dijital kuruluş için bir koordinasyon platformu görevi görebilir. AggreGate sunucularının her biri, uzak nesnelerin izlenmesi ve yönetilmesinden iş zekası veya örneğin olay yönetimi gibi üst düzey hizmetlere kadar çeşitli işlevleri yerine getirebilir.

Dijital bir kuruluştaki tüm sunucular, dağıtılmış bir altyapı aracılığıyla birbirine bağlanır. Alt düzey sunucular, tek bir veri modelinin bazı bağlamlarına üst düzey sunuculara erişim sağlayarak, tüm kuruluş için durumsal bir merkez oluşturmanıza olanak tanır.

Şu anda, ticari amaçlar için geliştirilen tüm IS, küresel ve / veya yerel alan ağlarının kullanımını ima eden dağıtılmış bir mimariye sahiptir.

Tarihsel olarak, dosya sunucusu mimarisi, mantığı basit olduğundan ve halihazırda kullanımda olan IS'leri böyle bir mimariye aktarmak en kolay olduğundan, yaygınlaşan ilk mimariydi. Daha sonra mantıksal devamı olarak yorumlanabilecek bir sunucu-istemci mimarisine dönüştürülmüştür. Küresel İNTERNET ağında kullanılan modern sistemler, temel olarak dağıtılmış nesnelerin mimarisiyle ilgilidir (bkz. III‑15 )

IS'nin aşağıdaki bileşenlerden oluştuğu düşünülebilir (Şekil III-16)

III.03.2. a Dosya sunucusu uygulamaları.

Tarihsel olarak ilk dağıtılmış mimaridir (Şekil III-17). Çok basit bir şekilde düzenlenmiştir: sunucuda yalnızca veri vardır ve diğer her şey istemci makineye aittir. Yerel ağlar oldukça ucuz olduğundan ve böyle bir mimari ile uygulama yazılımının özerk olması nedeniyle, bugün böyle bir mimari sıklıkla kullanılmaktadır. Bunun, sunucu üzerinde yalnızca veri dosyalarının bulunduğu istemci-sunucu mimarisinin bir varyantı olduğunu söyleyebiliriz. Farklı kişisel bilgisayarlar yalnızca ortak bir veri deposu aracılığıyla etkileşime girer, bu nedenle bir bilgisayar için yazılan programların böyle bir mimariye uyarlanması en kolay olanıdır.

Artıları:

Dosya sunucusu mimarisinin artıları:

Organizasyon kolaylığı;

Veritabanının bütünlüğünü ve güvenilirliğini sürdürmesi için gerekli gereksinimlerle çelişmez.

Ağ tıkanıklığı;

Bir isteğe öngörülemeyen yanıt.

Bu dezavantajlar, veritabanına yapılan herhangi bir talebin ağ üzerinden önemli miktarda bilgi transferine yol açması ile açıklanmaktadır. Örneğin, tablolardan bir veya birkaç satır seçmek için, tüm tablo istemci makineye indirilir ve VTYS zaten orada seçer. Önemli ağ trafiği, özellikle veritabanına uzaktan erişim organizasyonu ile doludur.

III.03.2. b İstemci-sunucu uygulamaları.

Bu durumda, sunucu ve istemci arasında bir sorumluluk dağılımı vardır. Nasıl ayrıldıklarına bağlı olarak şişman ve zayıf müşteri.

İnce istemci modelinde tüm uygulama işleri ve veri yönetimi sunucu üzerinde yapılır. Bu sistemlerdeki kullanıcı arabirimi bir kişisel bilgisayara "geçer" ve yazılım uygulamasının kendisi bir sunucunun işlevlerini yerine getirir, yani. tüm uygulama süreçlerini çalıştırır ve verileri yönetir. İnce istemci modeli, istemcilerin bilgisayarlar veya iş istasyonları olduğu durumlarda da uygulanabilir. Ağ cihazları, internet tarayıcısını ve sistem içinde uygulanan kullanıcı arayüzünü çalıştırır.

Ana dezavantaj ince istemci modelleri - yüksek sunucu ve ağ yükü. Tüm hesaplamalar sunucu üzerinde yapılır ve bu, istemci ile sunucu arasında önemli ağ trafiğine yol açabilir. Modern bilgisayarlarda yeterli bilgi işlem gücü vardır, ancak bankanın modelinde / ince istemcisinde pratik olarak kullanılmaz.

Buna karşılık, kalın istemci modeli yerel makinelerin işlem gücünü kullanır: uygulamanın kendisi istemci bilgisayara yerleştirilir. Bu tür mimariye bir örnek, ATM'nin istemci ve sunucunun müşteri hesapları veritabanına hizmet veren merkezi bilgisayar olduğu ATM sistemleridir.

III.03.2. c İki ve üç katmanlı istemci-sunucu mimarisi.

Yukarıda tartışılan tüm mimariler iki katmanlıdır. İstemci düzeyi ile sunucu düzeyi arasında ayrım yaparlar. Açıkçası, IC üç mantıksal seviyeden oluşur:

· Kullanıcı seviyesi;

Uygulama seviyesi:

· Veri katmanı.

Bu nedenle, yalnızca iki katmanın dahil olduğu iki katmanlı bir modelde, ince istemci modeli seçilirse ölçeklenebilirlik ve performans sorunları, kalın istemci modeli seçilirse sistem yönetimi sorunları vardır. İkisinin sunucu olduğu üç seviyeden oluşan bir model uygularsak bu problemlerden kaçınılabilir (Şekil III-21).

Veri sunucusu

Aslında uygulama sunucusu ve veri sunucusu aynı makine üzerinde yer alabilir, ancak birbirlerinin işlevlerini yerine getiremezler. Üç katmanlı modelin iyi yanı, uygulama yürütme ve veri yönetimini mantıksal olarak ayırmasıdır.

Tablo III-5 Farklı mimari tiplerinin uygulanması

Mimari	uygulama
İki katmanlı ince istemci	1 Uygulama yürütme ve veri yönetimini ayırmanın tavsiye edilmediği eski sistemler. 2 Az veri yönetimi ile yoğun uygulamalar hesaplayın. 3 Büyük miktarda veriye ancak az hesaplamaya sahip uygulamalar.
İki katmanlı kalın istemci	1 Kullanıcının yoğun veri işlemeye ihtiyaç duyduğu uygulamalar, yani veri görselleştirme. 2 İyi yönetilen bir sistem ortamına uygulanan nispeten sabit bir dizi kullanıcı işlevine sahip uygulamalar.
Üç katmanlı sunucu-istemci	1 Hücreli ve binlerce istemcili büyük uygulamalar 2 Veri ve işleme yöntemlerinin sık sık değiştiği uygulamalar. 3 Birden çok kaynaktan gelen verileri entegre eden uygulamalar.

Bu model birçok uygulama türü için uygundur, ancak hizmetleri nerede sağlayacağına karar vermesi, ölçeklenebilirlik için destek sağlaması ve yeni müşterilerle bağlantı kurmak için araçlar geliştirmesi gereken IS geliştiricilerini sınırlar.

III.03.2. d Dağıtılmış nesne mimarisi.

Daha genel bir yaklaşım, nesnelerin ana bileşenleri olduğu dağıtılmış bir nesne mimarisi tarafından sağlanır. Arayüzleri aracılığıyla bir dizi hizmet sağlarlar. Diğer nesneler, istemci ve sunucu arasında ayrım yapmadan istek gönderir. Nesneler, ağdaki farklı bilgisayarlarda bulunabilir ve farklı aygıtları bağlamanıza ve donanım aygıtları arasındaki iletişimi sürdürmenize olanak tanıyan sistem veriyoluna benzer şekilde ara katman yazılımı aracılığıyla etkileşime girebilir.

…

ODBC Sürücü Yöneticisi

sürücü 1

Sürücü K

DB 1

DB K

SQL ile çalışmak

…

ODBC mimarisi bileşenleri içerir:

1. Uygulama (örn. IS). Görevleri yerine getirir: veri kaynağına bağlantı ister, veri kaynağına SQL sorguları gönderir, SQL sorguları için depolama alanını ve biçimini tanımlar, hataları işler ve bunlar hakkında kullanıcıyı bilgilendirir, işlemleri gerçekleştirir veya geri alır, veri kaynağına bağlantı ister. veri kaynağı.

2. Aygıt Yöneticisi. Uygulamaların talebi üzerine sürücüleri yükler, tüm uygulamalar için tek bir arabirim sunar ve ODBC yönetici arabirimi aynıdır ve uygulamanın hangi DBMS ile etkileşime gireceğinden bağımsız olarak aynıdır. Microsoft tarafından sağlanan Sürücü Yöneticisi, dinamik yüklenebilir bir DLL'dir.

3. Sürücü, DBMS'ye bağlıdır. ODBC sürücüsü, ODBC işlevlerini uygulayan ve bir veri kaynağıyla etkileşime giren dinamik bir bağlantı kitaplığıdır (DLL). Sürücü, bir VTYS'ye özgü bir işlev için bir talebi işleyen (bu, VTYS'ye göre sorguları değiştirebilir) ve sonucu uygulamaya döndüren bir programdır. ODBC teknolojisini destekleyen her DBMS, uygulama geliştiricilerine bu VTYS için bir sürücü sağlamalıdır.

4. Veri kaynağı, kullanıcı tarafından belirtilen kontrol bilgilerini, veri kaynağı hakkındaki bilgileri içerir ve belirli bir VTYS'ye erişmek için kullanılır. Bu durumda, işletim sistemi ve ağ platformunun araçları kullanılır.

dinamik model

Bu model, UML dilinde en az 5 diyagram kullanılarak temsil edilen birçok yönü varsayar, bkz. s. 2.04.2- 2.04.5.

Yönetim yönünü düşünün. Yönetişim modeli, yapısal modelleri tamamlar.

Sistemin yapısı nasıl tanımlanırsa tanımlansın, bir dizi yapısal birimden (fonksiyonlar veya nesneler) oluşur. Bir bütün olarak çalışabilmeleri için kontrol edilmeleri gerekir ve statik diyagramlarda kontrol bilgisi yoktur. Kontrol modelleri, sistemler arasındaki kontrol akışını tasarlar.

Yazılım sistemlerinde iki ana kontrol türü vardır.

1. Merkezi yönetim.

2. Olay tabanlı yönetim.

Merkezi yönetim şunlar olabilir:

· Hiyerarşik- "arama-dönüş" ilkesi temelinde (eğitim programları çoğunlukla bu şekilde çalışır)

· Sevk Modeli Paralel sistemler için kullanılır.

İÇİNDE sevk memuru modelleri sistemin bileşenlerinden birinin bir sevk memuru olduğu varsayılır. Hem sistemlerin başlatılmasını ve kapatılmasını hem de sistemdeki diğer süreçlerin koordinasyonunu yönetir. Süreçler birbirine paralel olarak çalışabilir. İşlem, halihazırda çalışmakta olan bir program, alt sistem veya yordam anlamına gelir. Bu model, kontrol programının bazı durum değişkenlerine bağlı olarak (operatör aracılığıyla) bireysel alt sistemleri çağırdığı sıralı sistemlerde de uygulanabilir. durum).

Olay yönetimi yönetimden sorumlu herhangi bir alt programın bulunmadığını varsayar. Kontrol, harici olaylar tarafından gerçekleştirilir: bir fare düğmesine basmak, bir klavyeye basmak, sensör okumalarını değiştirmek, zamanlayıcı okumalarını değiştirmek vb. Her harici olay kodlanır ve olay kuyruğuna yerleştirilir. Kuyruktaki bir olaya tepki verilirse, bu olaya tepkiyi gerçekleştiren prosedür (alt program) çağrılır. Sistemin tepki verdiği olaylar, diğer alt sistemlerde veya sistemin dış ortamında meydana gelebilir.

Bu tür bir yönetime bir örnek, Windows'taki uygulamaların organizasyonudur.

Daha önce açıklanan yapısal modellerin tümü, merkezi yönetim veya olaya dayalı yönetim kullanılarak uygulanabilir.

Kullanıcı arayüzü

Bir arayüz modeli geliştirirken, sadece tasarlanan yazılımın görevleri değil, aynı zamanda beynin bilgi algısı ile ilgili özellikleri de dikkate alınmalıdır.

III.03.4. a Bilginin algılanması ve işlenmesi ile ilişkili bir kişinin psikofiziksel özellikleri.

Beynin geleneksel olarak algı işlemcisi olarak adlandırılabilecek kısmı, sürekli olarak, bilincin katılımı olmadan, gelen bilgileri işler, geçmiş deneyimlerle karşılaştırır ve depolar.

Görsel bir görüntü dikkatimizi çektiğinde, ilgimizi çeken bilgi kısa süreli belleğe ulaşır. Dikkatimizi çekmediyse, depodaki bilgiler kaybolur ve yerini aşağıdaki bölümler alır.

Zamanın her anında, dikkat odağı bir noktada sabitlenebilir, bu nedenle birkaç durumu aynı anda izlemek gerekirse, odak bir izlenen nesneden diğerine geçer. Aynı zamanda dikkat dağılır ve bazı detaylar gözden kaçabilir. Algının büyük ölçüde motivasyona dayalı olması da önemlidir.

Bir çerçeveyi değiştirirken, beyin bir süreliğine bloke olur: en önemli ayrıntıları vurgulayarak yeni bir resimde ustalaşır. Bu, kullanıcıdan hızlı bir yanıt almanız gerekiyorsa, resimleri aniden değiştirmemeniz gerektiği anlamına gelir.

Kısa süreli bellek, bir kişinin bilgi işleme sistemindeki darboğazdır. Kapasitesi 7 ± 2 bağlantısız nesnedir. Talep edilmeyen bilgiler içinde 30 saniyeden fazla saklanmaz. Bizim için önemli olan herhangi bir bilgiyi unutmamak için, genellikle kısa süreli bellekteki bilgileri güncelleyerek kendimize tekrarlarız. Bu nedenle, arayüzleri tasarlarken, ezici çoğunluğun, örneğin beşten fazla basamak içeren sayıları başka bir ekranda hatırlamayı ve girmeyi zor bulduğu akılda tutulmalıdır.

Uzun süreli belleğin kapasitesi ve saklama süresi sınırsız olmasına rağmen bilgiye erişim kolay değildir. Uzun süreli bellekten bilgi çıkarma mekanizması doğada ilişkiseldir. Bilginin ezberlenmesini iyileştirmek için, hafızanın halihazırda depoladığı ve elde edilmesini kolaylaştıran verilere bağlıdır. Uzun süreli belleğe erişim zor olduğu için, kullanıcının bilgiyi hatırlamasını değil, tanıyacağını düşünmesi tavsiye edilir.

III.03.4. b Arayüzleri değerlendirmek için temel kriterler

Önde gelen yazılım geliştirme firmaları tarafından yürütülen çok sayıda anket ve anket, kullanıcıların bir arayüze değer verdiğini göstermiştir:

1) öğrenme ve ezberleme kolaylığı - özellikle ustalaşma süresini ve bilgi ve hafızayı koruma süresini tahmin edin;

2) fare tarafından girilen veya seçilen komut ve ayarların sayısı ile belirlenen, sistemi kullanırken sonuçlara ulaşma hızı;

3) sistemin çalışmasından öznel memnuniyet (kullanım kolaylığı, yorgunluk, vb.).

Ayrıca, sürekli aynı paketle çalışan profesyonel kullanıcılar için, ikinci ve üçüncü kriterler hızla ilk sıraya gelir ve profesyonel olmayan kullanıcılar için periyodik olarak yazılımla çalışan ve nispeten basit görevleri gerçekleştiren - birinci ve üçüncü.

Bu açıdan bakıldığında ücretsiz navigasyonlu arayüzler günümüzde profesyonel kullanıcılar için en iyi özelliklere, profesyonel olmayan kullanıcılar için ise direkt manipülasyon arayüzlerine sahiptir. Diğer her şey eşit olmak üzere, dosyaları kopyalarken çoğu profesyonelin Far gibi kabukları, profesyonel olmayanların ise Windows sürükle ve bırak yöntemini kullandığı uzun zamandır fark edilmiştir.

III.03.4. c Kullanıcı arabirimi türleri

Aşağıdaki kullanıcı arabirimi türleri ayırt edilir:

İlkel

Ücretsiz navigasyon

Doğrudan manipülasyon.

Arayüz ilkel

İlkel kullanıcı ile etkileşimi organize eden ve konsol modunda kullanılan arayüze denir. Verilerin sağladığı sıralı süreçten tek sapma, birden çok veri kümesi arasında döngü yapmaktır.

Menü arayüzü.

İlkel arayüzün aksine, kullanıcının program tarafından görüntülenen özel bir listeden bir işlem seçmesini sağlar. Bu arayüzler, eylemlerin sırası kullanıcılar tarafından belirlenen birçok çalışma senaryosunun uygulanmasını içerir. Menülerin ağaç benzeri organizasyonu, iki seviyeli menülerden daha fazla öğe bulmanın zor olduğunu gösteriyor.