Технологии проектирования корпоративных интернет-систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 004.7

Технологии проектирования корпоративных интернет-систем

С.В. Зыков

ООО «Нефтегазовая компания «ИТЕРА»

Эволюция технологий производства программного обеспечения (ПО) для Интернет-среды, в целом, повторяет хорошо известные из экономических дисциплин стадии развития производительных сил и производственных отношений. Так, на этапе становления создание информационных Интернет-ресурсов было скорее дизайнерским искусством, чем технологией, и в этом отношении схоже с индивидуальным ручным производством. Прогресс в области проектирования корпоративных сайтов приводит к доминированию функционально-эргономических критериев над имиджево-дизайнерскими. При этом индивидуальные предприниматели, «кустари-одиночки», в силу законов специализации и кооперирования, объединяются в «мануфактуры», в которых явно присутствует разделение труда. Такие производственные отношения сохраняются преимущественно в компаниях, ориентированных на создание дизайна Интернет-ресурсов (арт-бюро, дизайн-студии и т.п.), где явно выделяются роли арт-директора, веб-дизайнера, HTML-верстальщика, веб-программиста и др. интернет программный сайт

На современном этапе развития технологические процессы, лежащие в основе проектирования крупных информационных систем (ИС), схожи с производством продукции по конвейерной схеме. Такой подход предполагает использование системы машин, работающих согласно регламенту технологического цикла. Аналогами стандартов при этом являются регламенты MSF (Microsoft), RUP (IBM), CDM (Oracle) и др., как правило, называемые «методологиями».

Несмотря на впечатляющий прогресс, позволяющий строить Интернет-ресурсы принципиально любой сложности (включая государственные, отраслевые и корпоративные порталы), этап научно-технической революции в рассматриваемой предметной области еще не наступил. Действительно, из трех перечисленных «методологий» только MSF (причем в весьма ограниченной степени) поддерживается научными основаниями. Как правило, к «методологиям», поддерживающим проектирование Интернет-систем, относят совокупности чисто инженерных решений (т.н. «лучшие практики»), созданные на прагматической основе эмпирических подходов. Конечно, такие «практики» поддержаны средствами разработки (CASE, RAD, CMS и других типов), однако, поскольку наука в данной отрасли еще не стала ведущим фактором производства, говорить о путях их совместного использования преждевременно.

Обобщенная постановка задачи

В этой связи, с учетом актуальности проблематики и объективных сложностей решения поставленной проблемы существующими «методологиями» и инструментальными средствами, возникает необходимость создания нового методологического подхода, унифицирующего, упорядочивающего и делающего более эффективным конвейерное производство программного обеспечения (ПО) рассматриваемого класса.

Важнейшими принципами построения такого подхода являются:

* поддержка всех этапов проектирования математическими моделями;

* интегрированное представление и манипулирование гетерогенными информационными ресурсами различной степени структурированности;

* взаимодействие с базисными элементами существующих «методологий» («лучшие практики», инструментальные средства и т.д.).

Конечно, подобная постановка задачи является весьма общей, и, вероятно, трудно реализуемой практически в силу чрезвычайной сложности.

Однако, при ограничении предметной области до Интернет-ПО корпоративного типа, а этапов проектирования и средства реализации - до разумно достаточного уровня (без достижения в ряде случаев исчерпывающей модельной детализации), решение поставленной проблемы, вероятно, имеет достаточно высокую научную ценность и практическую народнохозяйственную значимость.

Концептуальная схема подхода

Общая схема подхода, названного автором методологией интегрированного проектирования корпоративных программных комплексов (КПК) для глобальной среды вычислений, рассмотрена в [1].

Кратко, суть методологии сводится к следующему. В процессе проектирования КПК (рис.1) спецификации составляющих их ИС трансформируются

Рис. 1 Концептуальная схема методологии интегрированного проектирования порталов от понятий предметной области к сущностям математической модели представления контента, далее, посредством оригинального CASE-инструментария,- к системе семантических сетей и схеме объектно-реляционных хранилищ контента, управляемых абстрактной машиной и формальному описанию архитектурно-интерфейсных компонент результирующих КПК и портальной надстройки.

Выделяемые при этом уровни проектирования характеризуют применяемые на каждом этапе категории сущностей, связей, языков представления и манипулирования контентом, а также инструментальных средств.

Концептуальная схема методологии обеспечивает итеративную двунаправленную покомпонентную разработку открытых, взаимосвязанных, расширяемых комплексов ИС для глобальных сетей с возможностью контроля адекватности и целостности контента. Методы исследования, составляющие теоретический базис методологии, основаны на синтезе фундаментальных положений теорий конечных последовательностей [2], доменов Д.Скотта [3] и семантических сетей [4].

Конкретизация применения методологии

Поясним схему методологии на следующем примере. Пусть имеется корпоративное хранилище данных, содержащее ИС учета людских ресурсов (в т.ч. сотрудников и подразделений), документов (в т.ч. договоров), а также мультимедиа-объектов (включая фотоматериалы). При этом требуется найти всех сотрудников, имеющих (хотя бы один) незавершенный договор и опубликовать их список (с фотографиями) на корпоративном портале. Конкретизируем порядок применения методологии для решения задачи.

Прежде всего, строятся схемы классов - надстройки над хранилищами данных, содержащих описания форматов данных и метаданных в форме упорядоченных пар вида <атрибут, тип>. Для формирования производных классов используется критерий отбора объектов (элементов) базовых классов в форме предиката; иерархия классов реализуется отношением частичного порядка (ISA).

Далее, формируются схемы ролей пользователей для классов с учетом конечного списка функций этих пользователей (в т.ч. «автор», «редактор», «корректор», «менеджер контента», «выпускающий редактор»), а также с учетом возможных операций над объектами этих классов (в т.ч. «создание», «удаление», «коррекция», «чтение», «публикация»). Роли строятся в форме матрицы вида <имя_роли, операция>.

Затем определяется (иерархия) отношений для моделирования представления связей между объектами и строится шаблон страницы портала. Шаблон имеет вид упорядоченного списка классов объектов данных (возможно, с вложенностью) с указанием конкретизируемых элементов метаданных этих классов и присваиваемых им значений:

<…<имякласса, <имя_атрибута, значение>, …,<имя_атрибута, значение>>…>,

причем некоторые атрибуты могут получить значение «+», т.е. «не определено».

После этого, задаются критерии отбора элементов в классы шаблонов, для чего используются соотнесения в форме предикатов.

В продолжении процедуры выполняется запрос (встроенная процедура нижнего уровня) к хранилищу данных. Запрос моделируется логическим предикатом, в который включены используемые классы объектов данных. Предикат может содержать кванторы (например, «все», «некоторые», «ровно N», «по меньшей мере N», «не более N»), а также логические операции (включая «и», «или», «не») и причинные связки (такие как «является причиной», «является следствием»).

Наконец, формируется страница портала с явным вычислением значений ее элементов. При этом осуществляется контроль коррекции объектов пользователями в зависимости от их функциональных ролей и допустимых операций (с учетом иерархии отношений и ролей пользователей), а также от вида объектов данных. Критерии отбора элементов в страницы портала имеют вид соотнесений в форме предикатов.

Построение схем классов

Класс сложных («многомерных») объектов контента представляется n-арным отношением между объектами данных. При этом, класс объектов представляет собой семейство упорядоченных пар вида (атрибут, тип). Для определения принадлежности элемента к классу используется критерий в форме предиката, обеспечивающий необходимую степень конкретизации.

При работе бизнес-аналитика с инструментальным средством явный отбор объектов в класс производится им визуально, а неявный - построением запроса на предметно-ориентированном языке (в визуальном интерфейсе).

Согласно схеме методологии, означивание при публикации производится в два этапа: сначала - от класса к объекту шаблона а затем - к значению страницы портала. На первом этапе вычисляется значение объекта шаблона для страницы портала, причем функция означивания не обязательно включает все метаданные класса (в ряде случаев требуется проверка соответствия типов, т.е. их сводимости друг к другу по ISA-иерархии). На втором этапе вычисляется значения страницы портала.

Моделирование ролевых соотнесений

Совокупность ролей представляется в виде матрицы прав с элементами вида (роль_пользователя, операция_над_объектом). Каждый из элементов матрицы представляет собой ролевой предикат, конкретизируемый, в свою очередь, матрицей ролей, которая содержит ненулевые элементы только для пользователей, имеющих право выполнять ту или иную операцию над объектами конкретных классов.

Критерии отбора объектов в классы

Возможные условия отбора элементов в классы включают требования уникальности ключей-идентификаторов, принадлежности элементов соответствующим доменам типов, а также иные (специфические) ограничения (например, положительность значений размеров фотоизображений). Отбор элементов в производные классы требует дополнительных проверок по сравнению с элементами базовых классов.

Построение связей между классами

Построение производится при помощи отношений (классов специального вида, связывающих объекты - все или некоторые - исходных классов) с контрольными предикатами. При этом достаточно рассмотреть лишь описание связей для двух переменных - ключевых атрибутов исходных классов, а также определить только бинарные отношения между классами (более громоздкие отношения строятся по индукции). Заметим, что в случае совпадения ключевых атрибутов (например, в результате эквисоединения) эти атрибуты не дублируются при построении отношения. Бинарное отношение можно графически представить в форме функционального фрейма, содержащего два характеристических подфрейма вида (атрибут , значение), связанных функцией (предикатом), имя которой соответствует названию отношения.

Построение шаблона страницы портала

В общем случае шаблон представляет собой список классов. При первой конкретизации шаблона происходит (частичное) означивание метаданных.

Для проверки принадлежности объектов шаблонам используются достаточно сложные критерии, с участием как других переменных классов, используемых в шаблоне, так и переменных других классов предметной области. Кроме того, шаблоны для фотоизображения и шрифта предполагают наличие специализированных параметров - HTML-тегов - для оформления элементов контента (например, “FONT” для шрифта, “IMG” для изображения и др.) с целым рядом атрибутов.

Выполнение запроса к хранилищу данных

При означивании шаблона страницы портала предикат запроса к хранилищу данных требует определенности значений своих аргументов и их соответствия заявленным в шаблоне типам. Дополнительные ограничения реализуются при помощи кванторов вида [N], [>N], [<N] («ровно N», «по меньшей мере N», «не более N») и т.д.

Построение информационной страницы

На данном этапе повторные проверки ранее означенных метаданных класса в шаблоне не производятся. Кроме того, константы, означенные в шаблоне, не включаются в список параметров функции означивания страницы. Можно ввести дополнительные ограничения на переменные, конкретизирующие страницу портала.

Предложенные конкретизации математических моделей поддержаны новыми инструментальными средствами для предметно-ориентированного представления объектов данных при помощи семантических сетей (ConceptModeller) [5], а также для управления контентом на основе абстрактной машины (ИСУК) [6].

Перечисленное инструментальные средства при помощи стандартных интерфейсов и протоколов обмена данными (UML, XML и др.) интегрированы с традиционным CASE-инструментарием (Microsoft Visual Studio .NET, IBM Rational), что впервые обеспечивает не только взаимосвязь с отдельными «методологиями» проектирования ПО (MSF, RUP), но и возможность кросс-интеграции последних.

Современное состояние отрасли проектирования и реализации крупномасштабного Интернет-ПО сходно с «мануфактурным» производством, в котором, несмотря на масштабность проблем, наука еще не стала ведущим фактором производства. Для унификации разрозненных подходов к проектированию корпоративных программных комплексов предложена новая методология, поддерживающая все этапы проектирования ПО математическими моделями. Разработанная интегрированная методология позволяет организовать взаимодействие гетерогенных информационных ресурсов различной степени структурированности, а также комбинирование базисных элементов ранее созданных подходов к проектированию КПК. Взаимодействие с традиционным CASE-инструментарием на уровне данных, метаданных и стандартных интерфейсов впервые обеспечивает взаимосвязь с современными подходами к проектированию корпоративного Интернет-ПО (MSF и RUP), а также открывает возможность кросс-интеграции этих подходов.

Библиография

1. Зыков С.В. Проектирование Интернет-порталов. - М.:МФТИ, 2005.- 258 с.

2. Барендрегт Х. Ламбда-исчисление. Его синтаксис и семантика. /Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - 606 с.

3. Скотт Д.С. Области в денотационной семантике.- с.58-118 (в сб.: «Математическая логика в программировании») /Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 408 с.

4. Roussopulos N.D. A semantic network model of data bases, Toronto Univ., 1976

5. Zykov S.V. ConceptModeller: Implementing a Semantically-Based Toolkit for Enterprise Applications // Proceedings of the 1st International Conference of Young Scientists on Computer Science and Engineering (CSE-2006) - Lviv, Ukraine, October 2006.- Lviv: Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2006.- pp.23-26.

6. Зыков С.В. Реализация системы управления корпоративным контентом // Приборы и системы, №10, 2006.- с.5-12

Размещено на Allbest.ru