Слайд 1Лекция 8
Системные среды САПР
Слайд 2Классификация ПО АС
Общесистемное ПО
Относят ОС используемых ЭВМ и вычислитель-ных
систем, а также сетевое ПО типовых телекоммуни-кационных услуг
Основа -
система управления проектными данными, или система PDM совместно с СУБД. В состав могут входить инструментальные средства разработки и сопровождения ПО, интеллектуальные средства поддержки принятия проектных и управленческих решений
Представлено программно-методическими комплексами и пакетами программ для выполнения проектных и бизнес - процедур
Системные среды
Прикладное ПО
Слайд 3Различают ОС
со встроенными сетевыми функциями
и
оболочки над локальными
ОС.
Слайд 4По другому признаку сетевые ОС подразделяют
на одноранговые и
функционально
несимметричные (ОС для систем клиент — сервер).
В несимметричных ОС
выделяют клиентскую и серверную части.
В случае использования несимметричной ОС в одноранговых сетях на компьютерах должны устанавливаться обе части ОС.
Слайд 5Основные функции сетевой ОС:
• управление каталогами и файлами;
• управление ресурсами;
•
коммуникационные функции;
• защита от несанкционированного доступа;
• обеспечение отказоустойчивости;
• управление сетью.
Слайд 6Управление каталогами и файлами является одной из первоочередных функций сетевой
ОС, обслуживаемых специальной сетевой файловой подсистемой. Пользователь получает от этой
подсистемы возможность обращаться к файлам, физически расположенным в сервере или в другой станции данных, применяя привычные для локальной работы языковые средства.
Слайд 7Управление ресурсами включает в себя функции запроса и предоставления ресурсов.
Управление удаленными ресурсами выполняется программами, называемыми сетевыми службами.
Слайд 8Коммуникационные функции обеспечивают
адресацию, буферизацию, маршрутизацию сообщений.
Слайд 9Защита от несанкционированного доступа возможна на любом из следующих уровней:
ограничение доступа в определенное время, и для определенных станций, и
заданное число раз;
ограничение совокупности доступных конкретному пользователю директорий;
ограничение для конкретного пользователя списка возможных действий (например, только чтение файлов);
пометка файлов символами типа “только чтение”, “скрытность при просмотре списка файлов”.
Слайд 10Отказоустойчивость
определяется наличием у серверов автономных источников питания, отображением или
дублированием информации в дисковых накопителях.
Слайд 11Отображение заключается в хранении двух копий данных на двух дисках,
подключенных к одному контроллеру, а дублирование означает подключение каждого из
этих двух дисков к разным контроллерам.
Слайд 12Сетевая ОС, реализующая дублирование дисков, обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости.
Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов.
Слайд 13Основные функции управления сетью реализуются в ПО, поддерживающем
протоколы управления,
такие как ICMP и SNMP в стеке TCP/IP или протокол
CMIP (Common Management Information Protocol)
в семиуровневой модели ISO.
Слайд 14Такое ПО представлено менеджерами и агентами.
Менеджер — прикладная программа,
выдающая сетевые команды.
Агенты
доводят эти команды до исполнительных
устройств,
сигнализируют о событиях в состоянии устройств,
следят за трафиком,
фиксируют аномалии,
помогают восстановлению информации после сбоев,
борются с вирусами,
и т. п.
Слайд 15В сетевых ОС обычно выделяют ядро, реализующее большинство из перечисленных
функций и
ряд дополнительных программ (служб), ориентированных на реализацию протоколов,
организацию распределенных вычислений и т. п.
Слайд 16К сетевому ПО относятся также драйверы сетевых плат, различные для
разных типов ЛВС (Ethernet, TR, AppleTalk и др.).
Слайд 17В настоящее время выбор среди ОС происходит преимущественно между тремя
основными операционными системами — UNIX, Windows NT, Novell Netware.
Слайд 18Областью применения ОС UNIX остаются крупные корпоративные сети со стеком
протоколов TCP/IP. Отличительные свойства UNIX — высокая надежность, возможность легкого
масштабирования сети.
Слайд 19Операционная система Windows NT предназначена для работы в сетях клиент
— сервер,
ориентирована преимущественно
на рабочие группы и средние по
своим масштабам сети.
ОС асимметрична — включает в себя серверную (Windows NT Server) и клиентскую (Windows NT Workstation) части.
Слайд 20Операционная система Novell Netware пока сохраняет свои позиции в небольших
сетях.
Состоит из серверной части и оболочек Shell, размещаемых в
клиентских узлах.
Слайд 21
Системы распределенных вычислений
Слайд 22При выполнении проектных процедур с использованием более чем одного узла
сети различают режимы удаленного узла и дистанционного управления.
Слайд 23В режиме удаленного узла основные процедуры приложения исполняются на терминальном
узле.
Связь с удаленным узлом используется для пересылки файлов.
В
большинстве случаев режим удаленного узла приводит к более заметной инерционности связи, чем режим дистанционного управления.
Слайд 24
Дистанционное управление обеспечивает передачу клавишных команд в прямом направлении и
экранных изображений (обычно лишь изменений в них) в сжатом виде
в обратном направлении, поэтому задержки меньше.
Слайд 25Системы распределенных вычислений основаны на режиме дистанционного управления, при котором
терминальный узел используется преимущественно для интерфейса с пользователем и передачи
команд управления, а основные процедуры приложения исполняются на удаленном узле (сервере).
Поэтому в сетях распределенных вычислений должны быть
выделены серверы приложений.
Слайд 26Программное обеспечение организации распределенных вычислений называют ПО промежуточного слоя (Middleware).
Современная организация распределенных вычислений в сетях Internet /Intranet основана на
создании и использовании программных средств, которые могут работать в различных аппаратно-программных средах.
Слайд 27Совокупность таких средств называют также многоплатформенной распределенной средой —
MFC
(Crossware).
Слайд 28Находят применение технологии распределенных вычислений RPC (Remote Procedure Call), ORB
(Object Request Broker), DCE (Distributed Computing Environment), мониторы транзакций ТРМ
(Transaction Processing Monitors) и др.
Слайд 29Средства RPC входят во многие системы сетевого ПО. Процедурная блокирующая
синхронная технология RPC предложена фирмой Sun Microsystems.
Вызов удаленных программ
подобен вызову функций в языке С.
При пересылках на основе транспортных протоколов TCP или UDP данные представляются в едином формате обмена. Синхронность и блокирование означают, что клиент, обратившись к серверу, для продолжения работы ждет ответа от сервера.
Слайд 30Для систем распределенных вычислений разработаны специальные языки, например для RPC
— язык IDL (Interface Definition Language), который позволяет пользователю оперировать
различными объектами безотносительно к их расположению в сети.
На этом языке описываются интерфейсы к распределенным по сети компонентам в виде списка выполняемых компонентами процедур, типов аргументов и результатов процедур.
Слайд 31С помощью компилятора языка IDL описание интерфейса преобразуется в программные
модули, называемые стабами.
Стаб на стороне клиента предназначен для упаковки
параметров процедуры и обращения к системному вызову «послать», который позволяет передать параметры серверу.
Стаб на стороне сервера распаковывает параметры и вызывает запрошенную процедуру.
После выполнения процедуры аналогичным образом стабы участвуют в передаче клиенту результатов процедуры.
Слайд 32Формат RPC-сообщения:
идентификатор сообщения;
тип сообщения (запрос или ответ);
идентификатор клиента;
идентификатор удаленной процедуры;
аргументы.
Слайд 33В идентификатор процедуры входят:
имя узла,
номер программы (часто номер означает
совокупность программ определенного назначения),
версия программы (версия — это идентификатор
копии программы, например, версия - это время создания копии, копии создаются для использования в многопользовательском режиме),
имя процедуры в программе.
Слайд 34Имя сервера указывается в аргументах сгенерированного стаба.
При компиляции стаба
это имя уже известно или благодаря широковещательной рассылке информации сервером,
или с помощью специальной программы — агента связывания.
Слайд 35ORB — технология объектно-ориентированного подхода, базирующаяся на спецификациях CORBA.
Спецификации
CORBA (Common Object Request Broker Architecture) устанавливают способы использования удаленных
объектов (серверных компонентов) в клиентских программах.
Взаимодействие клиента с сервером происходит с помощью программы-посредника (брокера) ORB.
Слайд 36В случае применения ORB (в отличие от RPC) хранить сведения
о расположении серверных объектов в узле-клиенте не нужно, достаточно знать
расположение в сети брокера ORB. Поэтому доступ пользователя к различным объектам (программам, данным, принтерам и т.п.) существенно упрощен. Брокер должен определять, в каком месте сети находится запрашиваемый ресурс, и инициализировать серверную программу. После этого клиент может направлять запрос в серверный узел, а после выполнения запроса сервер будет возвращать результаты пользователю.
Слайд 37Для описания интерфейсов распределенных объектов используют язык IDL, предложенный в
CORBA. Этот язык отличается от языка IDL технологии RPC, в
нем имеются средства описания интерфейсов, но нет средств описания операций.
Слайд 38При использовании ORB может увеличиться нагрузка на сеть, однако имеется
и ряд преимуществ:
обеспечивается взаимодействие разных платформ,
не требуется дублирования
прикладных программ во многих узлах,
упрощаются программирование сетевых приложений и поддержка мультимедиа.
Слайд 39В CORBA создан протокол IIОР (Internet Inter-ORB Protocol),
который обеспечивает
взаимодействие между брокерами разных производителей.
Слайд 40Мониторы транзакций отличаются от RPC наличием готовых процедур обработки транзакций
(в том числе отката транзакций),
что упрощает работу программистов.
Слайд 41Принимая запросы от клиентов и мультиплексируя их, монитор транзакций избавляет
от необходимости создавать для каждого клиента отдельное соединение с базой
данных.
Мониторы транзакций могут оптимально распределять нагрузку на серверы, выполнять автоматическое восстановление после сбоя и перезапуск системы.
Слайд 42Технология DCE разработана консорциумом
OSF (Open Software Foundation).
Она не
противопоставляется другим технологиям (RPC, ORB), а является средой для их
использования,
например, в одной из реализаций DCE пакет Encina есть монитор транзакций, а пакет Orbix ORB представляет собой технологию ORB.
Слайд 43В DCE возможна одно- или многоячеечная структура сети. Выделение ячеек
производится по функциональным, а не по территориальным признакам. В каждой
ячейке должен быть главный сервер данных и возможно несколько дополнительных серверов с копиями содержимого главного сервера, причем доступ к дополнительным серверам разрешен только для чтения.
Слайд 44Обновление данных осуществляется исключительно через главный сервер.
Ячейка может занимать
значительную территорию, главный сервер размещается вблизи от центра ячейки,
дополнительные
серверы — по периферии.
Слайд 45К функциям DCE относятся:
распределение вычислений по технологии RPC;
распараллеливание
вычислений (но программист сам проектирует параллельный процесс);
защита данных;
синхронизация
(согласование времени);
поддержка распределенной файловой системы.
Слайд 46Работая в DCE, пользователь дополнительно к своей прикладной программе пишет
IDL-файл, в котором указывает свое имя, требуемые операции и типы
данных.
Слайд 47IDL-компилятор на основе этого файла создает три модуля:
клиентский стаб
(С1),
серверный стаб (Sr),
головной файл (Hd).
Модуль С1 содержит
вызовы процедур, Sr—обращения к базе процедур,
Hd устанавливает связь между стабами.
Слайд 48
Определение нужного сервера в DCE происходит либо автоматически с помощью
ORB, либо возлагается на программиста, как в RPC.
