Применение некоторых аспектов концепции взаимодействия открытых интерфейсов в процессе разработки технических средств

Власов Илья Вячеславович,

Кутявин Сергей Валерьевич,

Гаврилов Александр Александрович,

Горлачев Максим Николаевич.

г. Курск.

Some aspects from the concept of interaction open interfaces in the development process of technical means

I.V. Vlasov, S.V. Kutyavin, A.A. Gavrilov, M.N. Gorlachev,

Kursk.

Представлены некоторые аспекты, принятие во внимание которых способствует более эффективному процессу создания технических средств мониторинга.

Ключевые слова: интерфейс, интероперабельность.

Presents some aspects, the consideration of which contributes to a more effective process of technical means of monitoring.

Keywords: interface, interoperability.

Рассматривая область создания и разработки автоматизированных комплексов обработки телекоммуникационных данных цифровых потоков от различных систем связи, необходимо понимать процесс разработки, как связь отдельных функциональных сущностей, работающих параллельно или последовательно на разных этапах синтезируемого технологического процесса. Процесс синтеза автоматизированных комплексов своей целью имеет воспроизведение функционала конкретной телекоммуникационной технологии в виде сущности отражающей основные аспекты технологии путем реализации алгоритма работы в виде совокупности подсистем на разных технологических этапах. Взаимодействие подсистем между этапами технологического процесса осуществляется посредством заранее определенных интерфейсов[1]. При этом, указанное взаимодействие обеспечивают следующие виды интерфейсов: языковые, программные, аппаратные, пользовательские и т.д. Другими словами, интерфейс – это подсистема или часть системы, для работы которой определяются правила взаимодействия с другими подсистемами и способы преобразования типов данных для выполнения правил согласования. В случае, когда подобная подсистема взаимодействия отсутствует или не внедрен соответствующий набор правил, возникают проблемы коммутации с другими подсистемами. Понятие интерфейса, как самостоятельного объекта сформировалось в связи со сборкой или объединением разных подсистем в монолитную систему подобную системе разработанной в соответствии с принципами построения ЭВМ.

Возможность модификации системы путем закладывания потенциала для возможной последующей адаптации функционала к изменившимся условиям может рассматриваться в рамках проработки концепции взаимодействия открытых интерфейсов.

Концепция взаимодействия открытых интерфейсов – это формализованный набор рекомендаций, которые стоит учитывать при синтезе системы работающей с телекоммуникационной информацией, как сущности с возможностью адаптации путем модификации соответствующих подсистем.

С развитием микроэлектроники и языков программирования интерфейсы нашли свое место в объектно-ориентированном программировании, а реализация некоторых аппаратно-реализуемых подсистем стала возможной в виде реализации программно-синтезируемых подсистем.

Новое толкование интерфейса объектов дано в работе П. Вегнера, который сформулировал парадигму перехода от алгоритмов вычислений к взаимодействию объектов. Суть этой парадигмы заключалась в том, что вычисление и взаимодействие объектов рассматривались как две ортогональные концепции. Взаимодействие – это некоторое действие (action), но не вычисление, а сообщение – не алгоритм, а действие, ответ на которое зависит от последовательности операций (Op), влияющих на состоянии разделенной (shared state, ss) памяти локальной программы (рисунок 1). Операции интерфейса (Op1 и Op2) относятся к классу неалгоритмических и обеспечивают взаимодействие объектов через сообщения.

Рис. 1. Интерфейс взаимодействия через операции интерфейса.

Развитие вычислительных платформ, их оформление и объединение в локальные и глобальные сети привело к модификации термина «интерфейс» как перечня правил и совокупности сообщений от удаленной системы, расположенной в разных узлах сущности. Также с внедрением и развитием сетей в соответствии со стандартной семиуровневой моделью открытых систем OSI (Open Systems Interconnection) была принята к рассмотрению возможность, в рамках реализации данной модели, организовать связи между подсистемами по горизонтали и вертикали. Открытые системы предоставляют любым приложениям разного рода услуги: управление удаленными объектами, обслуживание очередей, запросов и интерфейсов.

Доступ к услугам осуществляется с помощью механизмов: вызова удаленных процедур RPC (Remote Procedure Call) в системах ОNС SUN, OSF DSE; связывания распределенных объектов и документов в системе DCOM; языка описания интерфейса IDL (Interface Definition Language) и брокера объектных запросов – ORB (Object Request Broker) в системе CОRBA[2]; вызова RMI (Remote Methods Invocation) в системе JAVA; интерфейс в среде клиента и сервера.

Реализация интерфейса для связи между подсистемой-клиентом и подсистемой-сервером (stub для клиента и skeleton для сервера) широко используются в системах, построенных по технологиям CORBA, DCOM, LAVA и др. Они предоставляют всевозможные сервисы разработки и выполнения приложений в распределенной среде с организацией взаимодействия.

Подсистема, обеспечивающая взаимодействие интерфейсов оформилась в сервис подключения – подсистему-брокера. Брокер обеспечивает интероперабельность компонентов и объектов при переходе из одной среды другую. Под интероперабельностью следует понимать способность совместного, согласованного взаимодействия разнородных компонентов системы для решения определенной задачи.

Концепция взаимодействия открытых интерфейсов формализует уже имеющиеся подходы к разработке технических средств. Так, например, при разработке приложения стоит учитывать в перспективе возможность реализации автоматизации работы с GUI-интерфейсом. Также актуальным становится применение технологий тестирования для ускорения стадии отладки, оставляя подключенными необходимые модули исполняемого файла после финального релиза.

Клиент-серверные базы данных[3], в случае необходимости работы с разрабатываемым приложением, могут позволить обеспечить достаточный уровень унификации путем описания методов взаимодействия с набором данных в сопроводительной документации, инкапсуляции их в виде соответствующих dll-файлов с описанием прототипов подключения, примером чего явилось появление технологии Entity FrameWork.

Механизмы сетевого взаимодействия с помощью сокетов – могут позволить приложению оставаться актуальным продолжительное время в случае реализации системы вывода диагностической информации для организации централизованного места ее получения и обработки. Но сложностью данного подхода является необходимость создания и описания протокола взаимодействия, в случае если уже созданные протоколы неприменимы.

Перечень возможностей для реализации аспектов концепции далеко не полный, что объясняется постоянным развитием технологий и методов разработки прикладного ПО. Внедрение вышеуказанных аспектов Концепции в процессе разработки, позволит эффективнее использовать разрабатываемые комплексы, заложить потенциал для адаптации определенного уровня в случае каких-либо изменений в условиях работы системы, тем самым – снизить издержки на проработку технического задания, для новых версий в последующем, оставляя конечному потребителю возможность маневра и адаптации (в соответствии с уровнем унификации) для того чтобы программный продукт более продолжительный период оставался актуальным в изменившихся условиях функционирования.

Литература

1.                  Информационные технологии – Процессы жизненного цикла программного обеспечения ISO/IEC 12207 – 1995

2.                  Эммерих В. Конструирование распределенных объектов. Методы и средства программирования интероперабельных объектов в архитектурах OMG/Corba, Microsoft COM и Jawa RMI М.: Мир, 2012. – 510с.

3.                  Павлов В. Аспектно-ориентированное программирование. Технология клиент-сервер 2014, №3–4. – С. 3–12

Поступила в редакцию 25.04.2016 г.