Введение к работе
Актуальность темы. Распределенная обработка данных явилась гстественным следующим шагом в эволюции средств обработки данных, как следствие повсеместного распространения компьютеров, гоединенных в локальные и глобальные сети.
Существующие тенденции развития в области распределенной эбработки позволяют предположить, что поиск наилучших средств разработки прикладных систем в этой области может лежать на путях применения объектно-ориентированных методов.
Большие возможности объектно-ориентированного подхода, подтверждением плодотворности которых служит широкое распространение соответствующих идей и методов в современных языках программирования, операционных системах, базах данных и т.п., желательно использовать и при построении параллельных и распределенных систем, что с учетом расширения производства и применения многопроцессорной вычислительной техники и распространения сетей ЭВМ становится все более актуальным.
Иллюстрацией сказанному может служить упоминание таких параллельных объектно-ориентированных языков программирования, как DOWL, ABCL/i. ConcurrentSmalltalk, Concurrent C++, C00L++ и множества других. Из распределенных объектно-ориентированных ОС стоит упомянуть Hydra, Argus, Clouds, COOL, а также некоторые другие проекты, сходные по назначению: AppWare, OLE, Tallgent и г. д.
Потребности в объектно-ориентированных технологиях в гетерогенных вычислительных средах привели к созданию в 1990 году консорциума OMG (Object Management Group), Одним из результатов его деятельности явилась выработка стандарта C0RBA, вводящего в практику новый программный элемент ORB (Object Request Broker) -посредник объектных запросов, через который объекты взаимодействуют друг с-другом. При этом они могут не заботиться о местоположении партнера. Это отслеживают программы ORB.
Разработанный автором комплекс C.dls, включающий в себя реализованное с помощью стандартного препроцессора расширение языка Си (C++), библиотеки поддержки параллельного и распределенного программирования, а также сетевое программное обеспечение.
- 4 -тоже предназначен для создания распределенных приложений в неоднородных вычислительных средах, но предполагает несколько иную технологию их разработки.
Возможность работы з гетерогенной среде обусловлена относительной легкостью переноса средств C.dls на различные типы ЭВМ и ОС. Это объясняется использованием стандартных трансляторов для расширения языка С (C++), фактически присутствующих на всех платформах, и реализацией управляющих функций и сетевого программного обеспечения в виде библиотек, которые, за малым исключением, переносятся в новое окружение обычной перетрансляцией.
В части программирования распределенных приложений, C.dls. базирующийся на объектно-ориентированной модели с удаленным вызовом операций, предоставляет развитые средства обращения к непосредственному исполнителю заказываемой работы. Интерфейс с возможным посредником - транспортировщиком обращения разработчику приложения не виден, и удаленный вызов в этом смысле не отличается от локального.
Во многих других объектно-ориентированных языках для достижения таких же возможностей приходится явно программировать обращение к целевым объектам через объекты-посредники, которые и скрывают за собой специфику сетевой работы от разработчика приложения.
Цель работы. С помощью описываемых средств комплекса C.dls предполагается решение следующих задач:
реальное распараллеливание вычислений по разным ЭВМ или по различным процессорам в многопроцессорных ЭВМ с целью повышения надежности и ускорения вычислений;
введение элементов систем реального времени, под которым понимается гарантированное получение и выдача в линии связи результатов вычислений в заданное время;
- построение сетевого программного обеспечения, которое позволяло бы распределенной системе продолжить свою работу при выходе из строя отдельных узлов сети или связей между ними;
автоматическое восстановление в необходимых случаях прежнего состояния распределенной системы при восстановлении работоспособности отдельных узлов и/или связей между ними;
минимизация расходов на адаптацию работающих на отдельных ЭВМ программ к их совместному использованию в сети.
Методы исследований. Программно-математические средства комплекса C.dis разрабатываются на основе анализа требований к автоматизированным многомашинным комплексам баллистического центра. В работе используются средства и методы теории программирования, математической логики, объектно-ориентированного анализа и проектирования.
Научная новизна. Спроектированы и реализованы в рамках комплекса C.dis новые обобщенные средства синхронизации взаимодействующих процессов, объединяющие в себе достоинства таких известных средств как условные критические области, мониторы, рандеву.
Предложен нестандартный подход к. построению сетевого программного обеспечения на основе рекурсивного использования базового сетевого обеспечения удаленного вызова.
Разработана оригинальная методика тиражирования удаленных вызовов, предоставляющая дополнительные возможности по увеличению надежности функционирования распределенных систем.
Практическая ценность. Полученные автором результаты использовались для разработки в среде ОС Xenix двух распределенных прикладных систем из состава информационно - управляющего обеспечения баллистического центра ИПМ:
приема траєкторних измерений в темпе их поступления;
выдачи расчетных форм в реальном времени в Центр управления полетами.
Указанные подсистемы находятся в эксплуатации с марта 1992 года.
Апробация. Основные результаты диссертации докладывались на X Всесоюзной школе-семинаре по вычислительным сетям (Тбилиси, 1985 г.); на IV Всесоюзной конференции "Вычислительные сети коммутации пакетов" (Рига, 1985); на научных семинарах в ИПМ им. М. В. Келдыша.
Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в работах [1-5].
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Содержит 100 страниц основного текста. Список литературы включает 34 названия.
