Исследование методов и программных средств построения распределенных информационных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Лвин Маунг Со

  • Лвин Маунг Со
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2013, Москва
  • Специальность ВАК РФ05.13.11
  • Количество страниц 156
Лвин Маунг Со. Исследование методов и программных средств построения распределенных информационных систем: дис. кандидат технических наук: 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей. Москва. 2013. 156 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лвин Маунг Со

Введение.

1. Архитектура распределенных информационных систем (РИС).

1.1. Характеристики РИС.

1.1.1. Отказоустойчивость.

1.1.2. Открытость.

1.1.3. Прозрачность.

1.1.4. Масштабируемость.

1.1.5. Безопасность.

1.2. Архитектуры программного обеспечения распределённых информационных систем.

1.2.1. Базовая модель «клиент-сервер».

1.2.2. Сервис-ориентированная архитектура (БОА).

1.3. \¥еЬ-сервис.

Выводы по 1-й главе.

2. Распределенные базы данных (РБД).

2.1. Основные принципы, правила построения и функционирования РБД.

2.2. Проблемы при проектировании распределенных баз данных

2.3. Проектирования распределенных баз данных.

2.3.1. Нисходящие проектирование.

2.3.2. Восходящее проектирование.

2.4. Фрагментация данных.

2.5. Репликация данных.

2.6. Управление распределенными транзакциями.

Выводы по 2-й главе.

3. Проектирование информационных систем на основе БОА.

3.1.Сервис-ориентированное моделирование и анализ.

3.1.1. Идентификация сервиса.

3.1.2. Классификация сервисов.

3.1.3. Анализ подсистем.

3.1.4. Спецификация компонентов.

3.1.5. Размещение сервисов.

3.1.6. Реализация сервиса.

3.2. Слои БОА -приложений.

3.4. Проектирование РИС «Му еГлЬгагу» на основе БОА.

3.4.1. Разделение подсистем.

3.4.2. Проектирование РБД.

3.4.3. Проектирование сервисов.

3.4.4. Реализация сервисов.

3.4.5. Интеграция и обеспечение безопасности сервисов.

Выводы по 3-й главе.

4. Описание информационной системы «Му еОЬгагу».

4.1. Использованные технологии.

4.1.1. Asp.net МУС 3.

4.1.2. ADO.NET Entity Framework.

4.1.3. Windows Communication Foundation (WCF).

4.2. Структура информационной системы «Му eLibrary».

4.2.1. Подсистема « Science category».

4.2.2. Подсистема «Social-Science category».

4.2.3. Подсистема «User Admin».

4.2.4. Подсистема «Му eLibrary Web portal».

Модель информационного поиска.

4.3. Реализация Web-сервисов.

4.3.1. Создание контрактов.

4.3.2. Выбор подходящей привязки.

4.3.3. Определение конечных точек.

4.3.4. Размещение сервисов.

4.4. Реализация Web-приложение «Му eLibrary portal».

4.4.1. Создание моделей.

4.4.2. Создание котроллеров.

4.4.3. Создание Представлений (Views).

4.4.4. Подготовка к взаимодействию с Web- сервисами.

4.5. Преимущества РИС «Му eLibrary».

Выводы по 4-й главе.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», 05.13.11 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование методов и программных средств построения распределенных информационных систем»

Информационные системы играют сегодня все более важную роль в большинстве организаций. Во многих отраслях промышленности компании в значительной степени зависят от их информационных систем. В начале большинство информационных систем были разработаны для решения конкретных задач или поддержки определенной функции. Но сегодня типичное предприятие использует большое количество информационных систем. Эти системы, как правило, интегрированы таким образом, чтобы они могли работать вместе. В результате растет потребность в интеграции разнородных информационных систем. Проблемы разработки эффективных систем обработки информации актуальны уже несколько десятилетий. С самого начала создания подобных систем специалисты в области информационных технологий пытаются разработать, с одной стороны, эффективные средства интеграции функциональных и структурных компонентов, а, с другой, - простые способы управления каждым из них в отдельности.

Прослеживая историческое развитие систем обработки информации, можно видеть, что они прошли путь от монолитных систем мейнфреймового типа, к двух- и трехуровневым архитектурам "клиент-сервер". Далее приобретают популярность многослойные вертикальные структуры; т. е. налицо тенденция все более узкой специализации и распределения отдельных компонентов систем. В последнее время активно обсуждаются вопросы организации распределенных систем с использованием глобальных сетей и \veb-технологий, но лишь с появлением ряда стандартов в области организации управления сервисами стало возможным говорить о новом направлении -сервис-ориентированной архитектуре (ЭОА). Задача исследование подходов к построение распределенных информационных систем стала актуальной для разработчиков и архитекторов программного обеспечения.

Целью работы является исследование методов построения распределенных информационных систем на основе распределенных баз данных. Для достижения данной цели в работе были поставлены следующие научные задачи:

• изучение основных характеристик распределенных информационных систем;

• рассмотрение проблем построения распределенных информационных систем и предложение путей их решения;

• выявление проблем построения распределенных баз данных и предложение путей их решения;

• разработка распределенной информационной системы для поиска учебной литературы на основе предложенных принципов.

Объектом исследования являются распределенные информационные системы с распределенной базой данных. Предметом исследования являются процессы построения распределенных информационных систем на основе сервис-ориентированной архитектуры.

Достоверность научных результатов подтверждена теоретическими выкладками, данными разработанной системы поиска учебной литературы, а также сравнением полученных результатов с результатами, приведенными в научной литературе.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1. Предложена методика проектирования распределенных информационных систем, основанных на распределенных базах данных, что позволяет своевременный и беспрепятственный доступ к информации.

2. Исследованы методы фрагментации данных для распределенных баз данных и сформулированы условия их корректности.

3. Предложена технология реализации распределенных информационных систем с распределенной базой данных на основе сервис - ориентированной архитектуры.

4. На основе предложенной методики разработана и реализована информационная система поиска литературы.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы проектирования информационных систем на основе БОА, методы проектирования РБД, методы фрагментации и репликации данных.

Практическая значимость исследования определяется тем, что применение разработанного автором подхода к построению распределенных информационных систем позволяет уменьшить сложность интеграции разнородных ИС в организации, где необходимо повысить гибкость корпоративной инфраструктуры, снизить затраты на разработку приложений и увеличить скорость реагирования на меняющиеся требования бизнеса.

Материалы также могут быть использованы в учебном процессе вузов при изучении дисциплин: «Распределенные информационные системы», «Сервис-ориентированная архитектура».

Реализация результатов. Разработанные подход, методы и программные средства к построению распределенных информационных систем были реализованы в рамках тестовой системы поиска учебной литературы, обеспечивающей удобный доступ через \¥еЬ-интерфейс к каталогу полнотекстовых документов и мультимедийных ресурсов, полнотекстовому поиску и поиску по атрибутам документов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на 17-ой, 18-ой научных конференциях аспирантов и студентов «Радиотехника, электроника, энергетика» в МЭИ (ТУ) (г. Москва, 2000 - 2004 г.), на международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» ИНФОРИНО—2012 в НИУ «МЭИ».

Рассмотрим структуру диссертационной работы подробнее.

В первой главе «Архитектура распределенных информационных систем (РИС)» рассмотрены их основные характеристики. В главе также рассмотрены проблемы построения распределенных информационных систем и описаны основные виды современной архитектуры: клиент / сервер (двухуровневой и трехуровневой), и сервис -ориентированной архитектуры (80А). В конце главы представлена технология \\>еЬ-сервисов.

Во второй главе «Распределенные базы данных (РБД)» дана их краткая характеристика. В главе изучены фундаментальные принципы распределенных баз данных. Далее в главе рассмотрены методы проектирования РБД. В конце второй главы рассмотрены методики фрагментации и репликации данных в РБД.

В третьей главе «Проектирование информационных систем на основе БОА» рассмотрен процесс сервис-ориентированного моделирования и построения. архитектуры. В главе также рассмотрены принципы взаимодействия ,\УеЬ-сервисов в рамках БОА. В конце главы предложена методика создания распределенных информационных систем на основе технологии сервис-ориентированной архитектуры с применением распределенной базы данных, исходящая из концепции жизненного цикла.

В четвёртой главе «Описание информационной системы « Му еЫЬгагу» описана реализация РИС « Му еЫЬгагу». Выполненная реализация предназначена для научно-технических библиотек. В конце главы приведены преимущества и недостатки РИС «Му еЫЬгагу».

Похожие диссертационные работы по специальности «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», 05.13.11 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Лвин Маунг Со

Выводы по 4-й главе

• Рассмотрены технологии .NET для построения распределенных информационных систем: ASP.NET; ADO.NET Entity Framework и Windows Communication Foundation (WCF).

• Описана структура информационной системы «Му eLibrary». Система «Му eLibrary» представляет собой распределенную информационную систему. Она состоит из взаимодействующих подсистем, распределённых в локальной сети. Каждая подсистема функционирует, как собственная информационная система. Она обеспечивает удобный доступ через web-интерфейс к каталогу полнотекстовых документов и мультимедийных ресурсов, позволяет осуществить полнотекстовый поиск и поиск по атрибутам. Для администратора библиотеки предусмотрены средства для редактирования информационных ресурсов.

Заключение

• Проанализированы и систематизированы характеристики распределенных информационных систем и на этой основе сформулированы требования к их разработке.

• Описаны технологии создания распределенных информационных систем, проанализированы их преимущества и недостатки, области применения и проблемы создания.

• Рассмотрены и систематизированы характеристики распределенных баз данных, как основу для создания распределенных информационных систем. Проведен сравнительный анализ методов их проектирования, выявлены их преимущества и недостатки, условия применения.

• Формулированы условия корректности процессов фрагментации и репликации на основе теории реляционных баз данных.

• Предложена архитектура и методика создания распределенных информационных систем. Проанализированы возможности для адаптации созданной системы при изменении внешней среды.

• С применением предложенной методики спроектирована распределенная информационная система поиска литературы, применение сервис-ориентированной архитектуры совместно с распределенными базами данных обеспечат своевременное и беспрепятственное получение информации.

• Реализована распределенная информационная система для поиска учебной литературы. Реализация выполнена в среде Microsoft Visual Studio 2010 с помощью следующих технологий: ASP.NET MVC 3, ADO.NET Entity Framework, Windows Communication Foundations .

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лвин Маунг Со, 2013 год

1. Таненбаум Э., Ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. СПб.: Питер, 2003 845 с.

2. Josuttis N.M. SOA in Practice: The Art of Distributed System Design (Theory in Practice). O'Reilly Media. 2007 759 p.

3. Дейт К. Введение в системы баз данных, 8-е издание, Пер. с англ. — М.: Издательский дом "Вильяме", 2005. 1328 с.

4. Гладцын В. А., Кринкин К. В., Яновский В. В. Сервис-ориентированная архитектура. Стандарты, алгоритмы, протоколы: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТ11", 2004 -108 с.

5. М. Tamer Ozsu, Patrick Valduriez. Principles of Distributed Database Systems. Springer, 3rd Edition. 2011 864 p.

6. Бураков П.В. , Петров В.Ю. Введение в системы баз данных: Учеб. пособие. Санкт-Петербург. 2010 128 с.

7. G Coulouris, Jean Dollimore, Tim Kindberg. Distributed Systems: Concepts and Design. Addison Wesley, 3rd Edition. 2000 800 p.

8. Jie Wu. Distributed System Design. CRC-Press. 1998 465 p.

9. Arthur M. Langer. Analysis and Design of Information Systems. Springer, 3rd Edition. 2010 432 p.

10. Ю.Валерий Коржов. Многоуровневые системы клиент-сервер. Сети №06, 1997.

11. Karl Eugen Kurbel. The Making of Information Systems: Software Engineering and Management in a Globalized World. Springer. 2008 -592 p.

12. Thomas ErI. Service-Oriented Architecture (SOA): Concepts, Technology, and Design. Prentice Hall. 2005 792 p.

13. Владимир Беленкович, Тимофей Горшков. Логическая структура понятия сервисов в рамках SOA. Сетевой журнал №4.2005.

14. Thomas ErI. SOA with .NET. Prentice Hall. 2010 600 p.

15. Michael Rosen,Boris Lublinsky, Kevin T. Smith, Marc J. Balcer. Applied SOA: Service-Oriented Architecture and Design Strategies. Wiley. 2008 696 p.

16. Gustavo Alonso, Fabio Casati, Harumi Kuno, Vijay Machiraju. Web Services: Concepts, Architectures and Applications (Data-Centric Systems and Applications). Springer. 2010 374 p.

17. Robert Daigneau. Service Design Patterns: Fundamental Design Solutions for SOAP/WSDL and RESTful Web Services. Addison-Wesley Professional. 2011 -352 p.

18. Даниил Фейгин. Концепция SOA. Открытые системы №06, 2004.

19. Eric Newcomer. .Understanding Web Services: XML, WSDL, SOAP, and UDDI. Addison-Wesley Professional. 2002 368 p.

20. Алексей Федоров .Технологии для Web-сервисов. КомпьютерПресс №6.2002.

21. Thomas Erl. Service-Oriented Architecture: A Field Guide to Integrating XML and Web Services. Prentice Hall. 2004 560 p.

22. Adam Freeman. Pro ASP.NET MVC 3 Framework. Apress, 3rd Edition. 2011 -852 p.

23. Scott Millett. Professional ASP.NET Design Patterns. Wrox. 2010 720 P

24. Scott Klein. Pro Entity Framework 4.0 (Expert's Voice in .NET). Apress. 2010-280 p.

25. Julia Lerman, Rowan Miller. Programming Entity Framework: DbCon-text. O'Reilly Media. 2012 258 p.

26. Nishith Pathak. Pro WCF 4: Practical Microsoft SOA Implementation. Apress; 2nd Edition. 2011 472 p.

27. Mike Liu. Pro WCF 4: WCF 4.0 Multi-tier Services Development with LINQ to Entities. Packt Publishing. 2010 348 p.

28. Андреев И. Использование протокола SOAP в распределенных приложениях , RSDN Magazine. — 2003. —№ 1. —С. 5-8.

29. Черняк JI. Soa шаг за горизонт II, Открытые системы. —2003. — № 9. — С. 24-26.

30. Fielding R. Т. Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures , Ph. D. Dissertation. — Irvine: University Of California, 2000.

31. Hong Zhu. Software Design Methodology: From Principles to Architectural Styles. Butterworth-Heinemann; 1st Edition. 2005 368 c.

32. Dimitris N. Chorafas. Enterprise Architecture and New Generation Information Systems. CRC Press; 1st Edition. 2001 384 p.

33. Kenneth P. Birman. Reliable Distributed Systems: Technologies, Web Services, and Applications. Springer, lrd Edition. 2010 704 p.

34. Jon Barwise, Jerry Seligman. Information Flow: The Logic of Distributed Systems. Cambridge University Press, lrd Edition. 2008 292 p.

35. Stephen D. Burd. Systems Architecture. Course Technology, 6rd Edition. 2010-656 p.

36. A. Olivé. Conceptual Modeling of Information Systems. Springer, lrd Edition. 2010-480 p.

37. Paulo Veríssimo, Luís Rodrigues. Distributed Systems for System Architects. Springer, 1st Edition. 2001 648 p.

38. Christian Cachin, Rachid Guerraoui, Luís Rodrigues. Introduction to Reliable and Secure Distributed Programming, Springer 2rd Edition. 2011 -339 p.

39. Peter Rob, Carlos Coronel. Database Systems: Design, Implementation, and Management. Course Technology. 8th Edition. 2007 728 p.

40. James Larson. Database Directions: From Relational to Distributed, Multimedia and Object-Oriented Database Systems. Prentice Hall. 1995 -299 p.

41. Abdelsalam A. Helal, Abdelsalam A. Heddaya, Bharat B. Bhargava.

42. Replication Techniques in Distributed Systems. Springer. 1996 172 p.

43. Su joy Paul. Pro SQL Server 2008 Replication. Apress, 1st Edition. 2009 -936 p.

44. Ross Mistry. Microsoft SQL Server 2008 Management and Administration. Sams Publishing, 1st Edition. 2008 912 p.

45. Mannino Michael. Database design, application development, and administration. ediyu. 2011 794 p.

46. Clare Churcher. Beginning Database Design: From Novice to Professional. Apress, 2nd Edition. 2007 300 p.

47. Julia Lerman. Programming Entity Framework: Building Data Centric Apps with the ADO.NET Entity Framework. O'Reilly Media, 2nd Edition. 2010-920 p.

48. Glenn Johnson. MCTS Self-Paced Training Kit (Exam 70-516): Accessing Data with Microsoft .NET Framework 4. Microsoft Press. 2011 672 p.

49. Terry Halpin. Information Modeling and Relational Databases. Morgan Kaufmann, 2nd Edition. 2008 976 p.

50. Richard W. Scamell, Narayan S. Umanath. Data Modeling and Database Design. Course Technology, 1st Edition. 2007 720 p.

51. Douglas Barry. Web Services, Service-Oriented Architectures, and Cloud Computing. Morgan Kaufmann, 2nd Edition. 2003 245 p.

52. Daniel Larson. Developing Service-Oriented AJAX Applications on the Microsoft® Platform. Microsoft Press. 2008 320 p.

53. Eric A. Marks. Service-Oriented Architecture (SOA) Governance for the Services Driven Enterprise. Wiley, 1st Edition. 2008 320 p.

54. Mauricio Duran, Jeffrey Hasan. Expert Service-Oriented Architecture in C# 2005. Apress, 2nd Edition. 2006 272 p.

55. Ian Graham. Requirements Modelling and Specification for Service Oriented Architecture. Wiley, 1st Edition. 2008 320 p.

56. M. Papazoglou. Web Services: Principles and Technology. Prentice Hall, 1st Edition. 2007 784 p.

57. James Snell, Doug Tidwell, Pavel Kulchenko. Programming Web Services With SOAP. O'Reilly Media, 1st Edition. 2001 264 p.

58. Glenn Hostetler, Sandor Hasznos, Christine Heron. Web Service and SOA Technologies. Practicing Safe Techs, 1st Edition. 2009 208 p.

59. Корнеев И.К., Машурцев В.А. Информационные технологии в управлении. М.: ИНФРА-М, 2001. — 158 с.

60. Конноллн, Томас, Бегг, Карелии. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е издание. : Пер. с англ. — М. : Издательский дом "Вильяме", 2003. — 1440 с.

61. Наталья Дубова. SOA: подходы к реализации. Открытые системы №06, 2004.

62. Леонид Черняк. Загадка SOA. Открытые системы №07, 2007.

63. Сервис-ориентированная архитектура. http://citforum.ru/internet/webservice/soa/

64. SOA и web-сервисы для новичков. http://www.ibm.com/developerworks/ru/webservices/newto/websvc.html

65. Armand Wilson. Distributed Transactions and Two-phase commit. SAP White Paper, 2003- 39 p.

66. Chhanda Ray. Distributed Database Systems. Pearson Education, 2009-324 p.

67. Маран M.M, Лвин Маунг Co. Распределенная информационная система поиска литературы. «Программные средства и системы» № 1(97), 2012, с. 111-114.

68. Маран М.М, Лвин Маунг Со. Исследование методов создания распределенных информационных систем. Труды международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» ИНФОРИНО—2012. М.: Издательский дом «МЭИ», 2012. - С. 75-78.

69. Лвин Маунг Со. Решение проблем параллелизма данных в распределенных информационных системах с помощью ADO.NET

70. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Восемнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов; Тезисы докладов. В 4 т. Т.2. - М.: НИУ «МЭИ», 2012. -С. 52.

71. Лвин Маунг Со. Фрагментация данных в распределенной информационной системе «еЫЬгагу». Труды 19-й МНТК «Информационные средства и технологии», 2012, том 2, с. 289-294.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.