КИС. Корпоративные информационные системы
 Скачать 1.72 Mb.
|
11.1 История создания OMG и стандарта CORBAВ 1989 г. несколько компаний, поставщиков и потребителей компьютерных технологий, устав от неразберихи в промышленных приложениях, образовали OMG. Цель новой некоммерческой организации звучала в лучших традициях философских утопий: "Объединить мир". Переходя от философии к реальной жизни, это означает: объединить, путем создания средств интеграции приложений, мир прикладных программ, с их комплексами и системами, прежде всего в области автоматизации различных отраслей промышленности. В названии группы уже был скрыт ключ к решению поставленной задачи: OMG определяет Object Management (Объектное Управление) как создание программного обеспечения, которое через понятие объекта моделирует реальный мир. Объектная технология - великолепное средство разработки промежуточного ПО. Ее главное достоинство, способность расширять функциональность и добавлять новые компоненты в систему без изменения существующей структуры, позволяет легко строить гибкие, самоуправляемые, масштабируемые распределенные системы. С другой стороны, именно с развитием объектных методов возникла необходимость конструирования промежуточного ПО нового типа - не раз навсегда установленного моста между компонентами, а универсальной среды их взаимодействия. OMG с самого начала объявила себя демократической организацией, а выработанные стандарты - бесплатными и открытыми для дополнений и изменений. Члены OMG разработали необыкновенно интересную процедуру создания новых стандартов, основанную на понятии Request For Proposal (RFP - запрос на разработку). RFP выпускается специальным комитетом OMG - Task Force и представляет собой адресованный членам OMG подробный запрос на развитие какого - либо конкретного стандарта. Task Force формирует запросы на основании информации, поступающей как от членов OMG, так и от независимых компаний и частных лиц. Запрос на RFP должен быть обоснован реальными потребностями существующих или разрабатываемых продуктов. Через 3 недели после публикации проекта нового RFP (это время дается членам ОMG на обдумывание задачи) происходит обсуждение запроса и определяется график выпуска нового стандарта. После создания новых спецификаций члены OMG голосуют за принятие нового стандарта и включение его в структуру CORBA. Обычно процесс разработки нового стандарта занимает около года. Сейчас актуальны, например: RFP о компонентной модели CORBA - спецификации для интерфейсов и механизмов распределенной компонентной модели, основанной на CORBA, которые способны взаимодействовать с другими компонентными технологиями; RFP о специальном языке сценариев для облегчения работы с компонентами CORBA; RFP для управления документами медицинского страхования и бухгалтерских расчетов в медицине, передаваемыми по сети. Очевидно, что при таком подходе темпы развития CORBA стремительно растут, ведь чем больше компаний используют CORBA совместимые продукты, тем больше выпускается RFP и тем быстрее развивается стандарт. Сегодня в OMG входят более 800 компаний, среди которых: Acer, Cisco, HP, American Airlines, Hitachi, IBM, Siemens, Microsoft Sun, Sybase, Boeing, EDS, Ericsson, Netscape, Nokia, Ford Motor, Oracle и ряд других. Большинство крупных компаний, имеющих отношение к информационным технологиям, входят в OMG. Корпорация Microsoft долго не присоединялась к OMG - развивала собственный стандарт, COM/DCOM. Сегодня битва OMG - Microsoft на поле промежуточного ПО завершилась, наконец, мирными переговорами. Разработаны специальные средства, которые позволяют приложениям, поддерживающим один стандарт, взаимодействовать с приложениями из другого лагеря. DCOM присущи все недостатки стандарта, разрабатываемого одной компанией: он сконцентрирован на Windows и Microsoft не портируется на другие платформы; кроме того, DCOM проигрывает и по некоторым другим позициям. OMG работает в тесном контакте с другими центрами стандартизации: ISO, Open Group (X/Open), WWW консорциум, ANSI, IEEE и многими другими. Как утверждает президент OMG Вильям Хоффман, в 1997 г. CORBA стал неотъемлемой частью жизни распределенных объектных компьютерных систем. Окончательная ли это победа? Будем осторожны. Ведь в данном случае говорить о полной интеграции приложений можно только если их "общение" столь же естественно, как телефонный разговор. До этого еще далеко. Первый итоговый документ OMG был опубликован в 1991 г., это OMA (Оbject Management Architecture) Guide - путеводитель по архитектуре объектного управления, описывающий ядро CORBA. В 1992 г. вышел его переработанный вариант, а в 1994 г. появился CORBA 2.0. Именно с этого момента стало очевидно, что стандарт скорее жив, чем мертв и сейчас он в превосходной форме. Стандарт CORBA состоит из 4 основных частей: Object Request Broker - брокер объектных запросов; Object Services - объектные сервисы; Common Facilities - общие средства; Application и Domain Interfaces - прикладные и отраслевые интерфейсы. Обобщенная Архитектура построения Брокеров Объектных Запросов разработана для поддержки интеграции самых разнообразных объектных систем. Спецификация CORBA устанавливает принципы создания Брокеров Объектных Запросов, которые и допускают такую интеграцию. Запрос посылается от клиента к серверу. Клиент это приложение, или нечто другое, выполняющее операцию над объектом, а реализация объекта - это код и данные, которые на самом деле выполняют эту операцию. ORB способен выполнить все действия, необходимые для нахождения реализации указанного объекта, подготовке этой реализации к обработке запроса и передаче данных, относящихся к запросу. Интерфейс, предоставляемый клиенту абсолютно не зависит от местоположения реализации объекта, языка программирования, на котором он написан или каких-либо других аспектов, не влияющих на определение интерфейса для данного объекта. При определении конкретной архитектуры Брокер Объектных Запросов вовсе необязательно должен быть реализован как один компонент, но каждая реализация должна реализовывать три категории операций: Операции, которые одинаковы для всех реализаций ORB-а. Операции, специфичные для конкретного объектного типа. Операции, специфичные для отдельных видов реализаций объектов. Различные реализации ORB-а могут поддерживать различные виды реализаций, а различные адаптеры объектов могут обеспечивать различные наборы сервисов для клиента и реализаций. Ядро Брокера Объектных Запросов обеспечивает основные механизмы для манипуляций объектами и выполнения запросов. Спецификация CORBA предназначается для поддержки различных механизмов реализации объектов, поэтому структура ядра не определяется. Вместо этого задается набор интерфейсных функций, которые должны присутствовать в каждой реализации ORB-а и тем самым маскируют отличия между различными реализациями Брокеров Объектных Запросов. Объекты Система объектов обеспечивает клиента набором сервисов. Клиент способен запросить некоторый сервис. Объект - это нечто, что обеспечивает один или более сервисов, которые клиент может запросить. Пример Брокеров Объектных Запросов Доступно широкое множество способов реализации конкретных ORB-ов. Далее будут приведены примеры таких реализаций. Следует иметь ввиду, что конкретный ORB может быть реализован сразу несколькими способами. ORB, включаемый в клиентское и серверное приложение Если имеется подходящий механизм коммуникаций, то возможна реализация ORB-а в виде набора подпрограмм как со стороны клиента, так и со стороны реализации объекта. Вызовы методов могут транслироваться в работу со средствами взаимодействия процессов (Inter Process Communication - IPC). ORB, выполненный в виде сервера С целью обеспечения централизованного сбора и управления всевозможной информацией, ORB может быть реализован в виде отдельного приложения. Взаимодействующие приложения устанавливают контакт с ORB-ом посредством нормальных механизмов IPC. ORB как часть системы Для повышения надежности, защиты данных и достижения лучшей производительности ORB может быть реализован как часть операционной системы. При этом ссылки на объект могут быть сделаны постоянными, таким образом, уменьшая время, необходимое для обработки каждого запроса. При реализации ORB-а как части операционной системы возможны всевозможные виды оптимизации, такие как избежание кодирования и декодирования данных, если клиент и сервер находятся на одной и той же машине. ORB, основанный на библиотеках Если код объекта занимает небольшой объем и не требует никаких дополнительных средств, то он может быть выполнен в виде библиотеки. При этом все заглушки на самом деле будут являться настоящими методами. При этом предполагается, что имея доступ к данным реализации, клиент не разрушит эти данные. Реализации объектов Реализация объекта обеспечивает само понятие объекта, обычно задавая данные для конкретного экземпляра объекта и код для выполнения методов объекта. Часто реализация будет использовать другие объекты или вспомогательные программы для обеспечения функционирования объектов. В некоторых случаях выполнение операции над объектом влечет некие побочные действия не над объектами. Конкретный ORB может поддерживать широкий набор объектных реализаций: отдельные серверы, библиотеки, объектно-ориентированные системы управления базами данных и др. С помощью использования дополнительных Адаптеров Объектов теоретически можно поддерживать любую реализацию объекта. Адаптеры объектов Адаптер объектов - это первичный путь для обеспечения сервиса конкретной реализацией объекта. Предполагается, что имеется несколько адаптеров объектов, каждый из которых обеспечивает доступ к объектам определенного вида. Сервисы, которые обеспечиваются ORB-ом посредством адаптеров объектов часто включают: генерацию и интерпретацию ссылок на объекты, вызов методов, активацию и деактивацию реализаций объектов, а также регистрацию конкретных реализаций и отображение объектных ссылок и реализаций. Информация, которая находится в каждом из хранилищ может быть произвольно изменена в любой момент времени с помощью методов, обеспечиваемых реализацией ORB-а. Однако, неосторожное изменение, сделанное во время работы может привести нарушить целостность информации, находящейся в каждом из хранилищ и сделать невозможным дальнейшее функционирование ORB-а. Скелет реализации Для конкретного отображения и, возможно, используемого адаптера объектов определяется свой порядок вызова методов каждого объекта. Этот интерфейс в общем случае является интерфейсов обратных вызовов. При необходимости ORB вызывает требуемые процедуры. Динамическая обработка запросов Также доступен интерфейс для динамической обработки поступающих запросов. В этом случае реализация объекта взаимодействует с заданным интерфейсом по аналогии с интерфейсом динамических вызовов. Подпрограммы динамической отработки запросов могут вызываться как с помощью интерфейса динамических вызовов, так и с помощью процедур-заглушек, каждый метод дает одинаковый результат. Запросы Клиент запрашивает сервисы инициированием запросов. Запрос - это событие, то есть действие, происходящее в конкретный момент. С запросом связана информация, состоящая из операции, объекта, у которого запрашивается сервис, нуля или более действительных параметров вызова и необязательный контекст запроса. Форма запроса - это описание или шаблон, который может быть выполнен произвольное количество раз. Форма запроса определяется отображением для конкретного языка программирования. Альтернативной формой запроса является использования Интерфейса Динамических Вызовов, который позволяет создать запрос, добавить аргументы и выполнить запрос. Под значением понимается допустимый параметр запроса. Значение которое определяет объект, называется ссылкой на объект, связанной с конкретным экземпляром объекта. Выполнение запроса вызывает выполнение соответствующего сервиса. После завершения запроса клиенту возвращается результат запроса (если он есть). В случае ненормального завершения запроса клиенту возвращается исключение. Исключение может содержать специфические параметры, специфические для данного типа исключений. Параметры Параметр характеризуется режимом передачи и своим типом. Режим определяет, должно ли передаваться значение параметра от клиента к серверу (in), от сервера к клиенту (out) или в обоих направлениях (inout). Возвращаемое значение. Если есть возвращаемое значение, то оно рассматривается как параметр типа out. Исключения. Исключение свидетельствует о том, что операция не была успешно выполнена. Исключение может содержать дополнительную информацию, специфичную для конкретного исключения. Контекст. Контекст запроса обеспечивает передачу дополнительной, специфичной для операции информации, которая может повлиять на выполнение запроса. Параметры запросов определяются их позицией. Параметры могут быть входные, выходные и входные и выходные одновременно. Как результат запрос может возвратить одно значение, как, впрочем, и любые выходные параметры. В случае возникновения исключения значение всех выходных параметров не определено. Интерфейсы Интерфейс - это описание множества возможных операций, которые клиент может выполнять над объектом. Объект удовлетворяет интерфейсу, если он может быть указан как конечным объектом для каждого потенциального запроса, описанного в интерфейсе. Типу интерфейса удовлетворяют только объектные типы. Интерфейс ORB-а Интерфейс ORB-а является функциям, вызываемым непосредственно у Брокера Объектных Запросов и идентичным для всех ORB-ов, не зависящим от конкретного объекта либо адаптера объектов. Но так как большинство действий с объектами выполняется посредством адаптеров объектов, существует всего несколько общих операций, которые могут быть выполнены над каждым объектом. Эти операции могут вызываться как клиентом, так и реализацией объекта. 11.3 IDL (Interface Definition Language - язык определения интерфейсов) Язык описания интерфейсов (IDL), используемый OMG определяет типы объектов посредством спецификации их интерфейсов. Интерфейс состоит из множества именованных операций и их параметров. Язык описания интерфейсов рассматривается как средство, с помощью которого реализация объекта сообщает своим потенциальным клиентам о том, какие операции доступны и каким образом их следует вызывать. Можно оттранслировать описание на языке IDL в исходный код на конкретном языке программирования. Отображение IDL в языки программирования Различные объектно-ориентированные или объектно-неориентированные языки программирования могут получать доступ к объектам различным образом. Для объектно-ориентированных языков допускается отображение объектов, доступных ORB-у в объекты в смысле этих языков программирования. Даже для объектно-неориентированных языков декорирование настоящего представления ссылок на объекты будет полезным. Конкретное отображение IDL для языка программирования должно быть идентичным для всех реализаций ORB-ов. Отображение для языка программирования включает в себя определение специфичных для языка программирования типов данных и описания процедур доступа к объектам посредством ORB-а. Оно также включает в себя интерфейс для доступа клиента к заглушке, что может не требоваться для объектно-ориентированных языков, интерфейс динамических вызовов, скелет реализации, описание адаптеров объектов и прямой интерфейс к ORB-у. Отображение для языка также определяет порядок взаимодействия между вызовом метода и потоками (тредами - threads) как со стороны клиента, так и со стороны реализации. Обычно обеспечивается синхронный вызов, в котором подпрограмма вызова возвращает управление при завершении выполнения запроса. Допускается определение дополнительных средств, для определения порядка передачи управления и синхронизации клиентского кода с вызовом метода объекта. Типы данных Типом называется некий предикат (математическая функция с одним аргументом возвращающее значение логического типа истина/ложь), который определен на множестве всевозможных значений. Значения удовлетворяют этому типу, если результат предиката - истина. Такие значения называются членами типа. Объектным типом называется тип, членами которого являются объекты, удовлетворяющие данному типу. Определены следующие основные (базовые) типы данных: 16 и 32 разрядные знаковые и беззнаковые целые типы; 32 и 64 разрядные типы с плавающей точкой в соответствии с IEEE; Символьный тип в соответствии с ISO Latin-1 (8859.1); Логический тип с множеством значений истина и ложь; 8 разрядный тип, который гарантированно не подвергается никаким изменениям при передаче между различными системами; Перечислимые типы, состоящие из последовательности идентификаторов; Строковый тип, состоящий из последовательности символов переменной длины, длина строки доступна во время выполнения программы; Тип "any", который может принимать значения всех базовых и составных типов. Также могут быть определены составные типы: структура, состоящая из упорядоченных пар (имя, значение); объединение, состоящее из дискриминатора и значения типа, связанного с дискриминатором; последовательность, которая является массивом переменной длины значений одного типа, длина последовательности доступна во время выполнения; массив фиксированной длины, элементами которого являются значения одного типа; тип интерфейс, который определяет множество операций, которое должен поддерживать экземпляр этого типа. Параметры, представленные в запросе должны удовлетворять одному из перечисленных типов, за исключением типа интерфейс, как показано на рисунке 2-1. Синтаксис Общего Представления Данных - CDR CDR - это способ представления всех типов данных, определенных в OMG IDL в виде последовательности восьмиразрядных величин, далее называемых байтами. Поток байт представляет из себя некоторую абстракцию обычно соответствующую буферу данных, который передается между процессами или машинами с помощью средств IPC или сетевого транспорта. Далее считается, что поток байт или просто поток - это последовательность переменной (но конечной) длины величин, состоящих из 8 бит (байт) с четко определенным заголовком. Байты в потоке нумеруются от 0 до n-1, где n - это длина потока. Индекс каждого байта используется для вычисления границ выравнивания, как это описано далее. Протокол GIOP определяет два вида потоков - сообщение и инкапсуляция. Сообщение - это основная единица обмена информацией в протоколе GIOP. Инкапсуляция - это поток, внутри которого любая структура данных, имеющаяся в OMG IDL может быть декодирована независимо от остального контекста сообщения. Инкапсуляция позволяет осуществлять предварительное кодирование сложных типов данных (таких как TypeCode) или обрабатывать части сообщений без требования полного его декодирования. Кодирование базовых типов Все базовые типы могут быть закодированы как набор байт. При этом допускается использование как представления, в котором первым в поток помещается наиболее значимый или наименее значимый байт. Заголовок сообщения включает в себя флаг, который определяет порядок при кодировании базовых типов в сообщении. Порядок байт внутри любой инкапсуляции может отличаться от порядка байт в сообщении или другой инкапсуляции, внутри которой эта инкапсуляция находится. Изменение порядка байт в случае необходимости возлагается на получателя сообщения. Для того, чтобы сделать возможным помещение и извлечение значений базовых типов в поток и из потока с помощью подпрограмм, предназначенных для работы именно с этими типами данных, все базовые типы данных при помещении в поток должны быть выровнены на свою естественную границу, то есть на число байт, которое нацело делится на число байт, необходимых для представления этого типа. Таким образом значение, имеющее размер n должно кодироваться с позиции m*n, где m - это целое число. В CDR n может принимать значения 1, 2, 4 или 8. Если необходимо, то выровненному значению предшествует область минимально возможного размера, необходимого для выравнивания. Значение байтов внутри этой области не определено. Выравнивание определяется относительно начала потока. Первый байт в сообщении или инкапсуляции имеет индекс 0. Кодирование составных типов Выравнивание составных типов не налагает никаких дополнительных требований, кроме тех, которые применяются при кодировании их элементов. Элементы структуры кодируются в том порядке, в котором они определены в описании на IDL. Каждый элемент кодируется образом, соответствующим его типу. Объединение кодируется значением дискриминатора и членом объединения, соответствующим данному значению. Массив кодируется как последовательность его элементов. Так как длина массива фиксирована, она не кодируется. Если массив имеет несколько измерений, то первый индекс изменяется наиболее медленно, а последний - наиболее быстро. Последовательность элементов кодируется как величина типа unsigned long, за которым следуют элементы последовательности. Это значение определяет количество элементов. Каждый элемент кодируется в соответствии со своим типом. Строка кодируется как величина типа unsigned long, содержащее длину строки, и отдельными символами - элементами строки. Длина строки и ее представление в виде списка символов включают завершающий нулевой символ, что дает возможность использования стандартных функций библиотеки языка C (например, strcpy) для декодирования сообщения. Значение перечислимого типа кодируется в виде величины типа unsigned long, соответствующей данному значению. Первому в порядке перечисления в определении на IDL значению соответствует 0, второму - 1 и так далее. Кодирование инкапсуляции Первый байт инкапсуляции кодирует порядок байт внутри нее - значение типа 0 означает кодирования по принципу первым - старший байт, 1 - младший. Далее идут данные. Флаг порядка байт не включается в данные, но он включается в инкапсуляцию. Все значения внутри инкапсуляции выравниваются относительно ее начала, первый байт (с индексом 0) соответственно занимает флаг порядка байт. Если инкапсуляция кодируется как последовательность величин типа octet (байтов), то ей предшествует значение типа unsigned long, содержащее общий размер инкапсуляции. Никакого выравнивания для инкапсуляции не предполагается, но такой способ кодирования всегда гарантирует 4-байтное выравнивание для первого байта инкапсуляции. Кодирование псевдообъектов Спецификация CORBA определяет несколько псевдообъектов, которые не являются ни базовыми ни составными типами и кодируются специальным образом. Ввиду особой специфичности данного кодирования и оно здесь не рассматривается. Операции Операция представляет сервис, выполнение которого может быть запрошено. Операция определяется идентификатором операции. Операция описывается некоторой сигнатурой, которая задает параметры запроса и возвращаемое значение. В частности сигнатура состоит из: спецификации параметров, требуемых для выполнения операции спецификации возвращаемого значения спецификации исключения, которые могут возникнуть во время выполнения операции и типов данных, которые соответствуют этим исключениям спецификации дополнительной контекстной информации, которая может повлиять на выполнение запроса индикации семантики, которую клиент должен учитывать при выполнении операции. Хранилище описаний Хранилище описаний представляет из себя сервис, который обеспечивается постоянным объектом, доступном из программы. Во время выполнения программы он дает доступ к информации, аналогичной той, что сохраняется в IDL описании объекта. Эта информация может быть использована для выполнения запроса - таким образом программа, которая не предусматривала использование объекта какого-либо типа, определить доступные у этого типа методы, типы его параметров и осуществить вызов. |