Разработка архитектуры, алгоритмических методов создания и моделирования распределенных программных систем

• Автор: Бабкин, Эдуард Александрович
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 198 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. .

ГЛАВА 1.АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ АРХИТЕКТУРЫ ПРОГРАММНЫХ

СИСТЕМ ИМН1И1М1НМИНММММтИММИИННИМММИНМММММММИММ

1.1. Общие принципы архитектуры программных систем

У. У. У. Определение и характерные особенности программной архитектуры.

1.1.2. Декомпозиция на уровни распределенных программных систем

1.1.3. Специфика декомпозиции архитектуры информационных распределенных систем

1.2. Принципы реализации основных уровней.

1.2.1. Анализ основных направлений проектирования подсистемы пользовательского

интерфейса
1.2.2. Реализация распределенных приложений
1.2.3. Перспективные направления развития архитектуры распределенных систем
1.3. Выводы и определение задач работы
ГЛАВА 2.РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ АРХИТЕКТУРЫ
РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ.
2.1. Общая концепция архитектуры распределенной программной системы.
2.1.1. Структурная организация на основе системы программных агентов.
2.1.2. Программная реализация агентов и их классификация.
2.2. Архитектура отдельных подсистем
2.2.1. Принципы организации интерфейса пользователя
2.2.2. Инструментарий для интеграции АВП и ранее созданных программ
2.2.3. Обработка операций вводавывода и операций присвоения при использовании
препроцессорной обработки исходных кодов.
2.2.4. Использование АВП в составе агентной системы
2.2.5. Прикладные агенты.
2.3. Методы построения приложений в среде I
2.4. Основные результаты.
ГЛАВА ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ВАЖНЕЙШИХ
СИСТЕМНЫХ КОМПОНЕНТОВ..
3.1. Реализация эффективной платформы для многоагентных приложений на базе
системы .
3.2. Программн ая реализация препроцессора исходных текстов
3.2.1. Выбор базового языка программирования
3.2.2. Набор требований к препроцессоруУ
3.2.3. Метод построения препроцессора. Опыт разработки компиляторовУ
3.2.4. Описание уровней препроцессора и их функций
3.3. Реализация УУинтерфейса к агентной системе.
. 3.1. Задачи интерфейса и общая архитектура.
3.3.2. Реализация подсистемы сервера.
3.3.3. Реализация статического агента и возможности его использования.
3.4. Реализация прикладной агентной системы .
3.4.1. Задачи системы.
3.4.2. Модель диаюга и предлагаемая агентная архитектура
3.4.3. Графический интерфейс пользователей в системе .
3.5. Основные результаты.
ГЛАВА 4.ФОРМАЛЫШЕ МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ СТРУКТУРЫ И ПОВЕДЕНИЯ
АГЕНТНОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Общие принципы описания агентных систем.
4.2. Использование формализма сетей Петри для моделирования поведения агентной
системы
4.3. IМОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АГЕНТОВ В СИСТЕМЕ .
4.4. ИС1ЮЛЬЗОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ИНДИВИДУАЛЬНЫХ сущностей для анализа АГЕНТНЫХ СИСТЕМ.
4.5. Реализация имитационной системы для исследования распределенных
аг ентных АЛГОРИТМОВ.
4.5.1. Структура модели.
4.5.2. Динамика модели
4.5.3. Транспорт данных.
4.5.4. Топология сети.
4.5.5. Маршрутизация
4.5.6. Программная структура модели.
4.6. Основные результаты.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. . .
Полученные результаты.
ПРИЛОЖЕНИЯ
. Принципы повышения надежности передачи данных в системе .
. Акты о внедрении полученных результатов на производстве и в учебный процесс
ЛИТЕРАТУРА


Во введении дается общая характеристика работы, представляется характеристика применяемых методов, формулируются цели исследования, обосновывается актуальность задачи, раскрывается научная новизна и практическая ценность полученных результатов, определяются выносимые на защиту положения. Также во введении содержится аннотированный обзор глав диссертации. Первая глава содержит обзор отечественных и зарубежных литературных источников по проблемам архитектуры программных систем. Проводится анализ основных решений с указанием достоинств, недостатков и нерешенных проблем. В §1. Уровень взаимодействия функциональных модулей между собой и с внешней средой. Уровень интерфейса с пользователем. Именно от этих компонентов, предоставляемых возможностей, их надежности и качественного проектного решения зависит производительность и надежность системы в целом, а также простота в использовании и удобство для конечного пользователя. В архитектурных принципах построения этих уровней раскрываются определенные ранее термины распределенности, ограниченной независимости и самоорганизации. В этом же разделе определены главные подсистемы программной архитектуры информационных систем. В §1. Выявлены основные недостатки в существующих подходах, указаны перспективные направления исследований. В §1. Определены общие требования к архитектуре в целом и специальные требования к уровню пользовательского интерфейса. Вторая глава посвящена описанию разработанной теоретической концепции общей архитектуры распределенной программной системы на основе технологий мобильных агентов, а также методики создания конкретных уровней архитектуры. В §2. Приводится классификация типов агентов по их функциям в программе и методам реализации. В §2. Администратора Внешнего Представления и технологии интеграции логики существующего ПО и агентной системы. В §2. Internet. Кроме того, в этом разделе рассматриваются вопросы совместной работы разнородных агентных систем с использованием метаязыка XML. Третья глава описывает архитектуру, алгоритмы и детали реализации ПО, созданного автором в рамках исследований по теме диссертации. В §3. WIN сервера поддержки на базе системы D’Agents. Приводятся UML-диаграммы для многопоточных алгоритмов созданного сервера. В §3. Pascal. Он является системным инструментарием для разработки пользовательского интерфейса по методике, предложенной автором в §2. В разделе описываются и обосновываются выбранные для реализации алгоритмы синтаксического анализа, дается сжатое описание семантических структур и алгоритмов манипулирования ими. В заключение приводятся результаты анализа производительности препроцессора. В §3. WWW-интерфейс. Определяется его общая архитектура в контексте модифицированной автором агентной системы D’Agents и результатов §2. Дается детальное определение структуры и алгоритмов каркаса объектно-ориентированного сервера протокола HTTP на языке UML. WWW-броузер к агентной системе. В §3. MESSAGER. ПО для проведения коллективных сетевых конференций и определяются наиболее существенные недостатки. Дается описание модели диалога в системе MESSAGER и алгоритмов индивидуальных агентов на языке UML. Описываются детали конкретной реализации графического контейнера и интерфейсных элементов для этой системы. В §4. В §4. BRIC, который идейно основан на формализме сетей Петри. Обсуждаются границы применимости подобных языковых средств для описания реальных программных систем. MESSAGER (§3. BRIC. По построенной формальной модели в виде стохастической сети Петри проводится анализ структуры программы и ее динамики. Приводятся основные результаты моделирования в системе SimNet. В §4. Swarm как наиболее приемлемые для создания систем моделирования. В §4. NETWORK. С использованием элементов теории массового обслуживания проводится описание структуры модельной сети, ее отдельных элементов (маршрутизаторов, каналов передачи данных). Рассматриваются вопросы моделирования топологических свойств реальных сетей передачи данных. Заключение содержит перечень основных научных и практических результатов диссертационной работы. Приложения содержат ряд второстепенных результатов, полученных в ходе работ по теме диссертации и документы, подтверждающие использование полученных результатов на практике.