Institute of Information Science - University of Miskolc

This page is read only. You can view the source, but not change it. Ask your administrator if you think this is wrong.
===== Informatikai Rendszerek =====
Az alábbiakban bemutatjuk, hogy alapvetően milyen módszerekkel lehet informatikai rendszer-komponenseket fejleszteni. Az informatikai rendszerek és egyes komponenseik abban különböznek a hagyományos alkalmazásoktól, hogy elvárjuk tőlük, hogy **szolgáltatásként közel állandó rendelkezésre állással működjenek**. Viszont ahhoz hogy, egy alkalmazás/szoftver szolgáltatásként tudjon működni, rögtön felveti a következő kérdéseket:

  * hogyan lehet a komponens életciklusát vezérelni? 
  * hogyan tud gazdálkodni a környezete erőforrásaival?
  * honnan/hogyan kaphatja meg a futásához szükséges konfigurációs informáicót?
  * hogyan tud kommunikálni a környezetével?


===== Natív fejlesztési módszer =====

{{tanszek:oktatas:informatikai_rendszerek_epitese:nativ_fejlesztes.png|}}

Bár ez a legrégebbi módszer, mégis sok tekintetben ma is alkalmazzák. Például beágyazazott rendszerekben. A forráskódot egy adott CPU és operációs rendszer kombinációra fordítjuk le: pl. (amd64/Ubuntu). Lehetőség nyílik a futtatandó kód finomhangolására, sebességének vagy méretének optimalizálásra. A komponensek folyamatos futtatásának követelménye komoly fejlesztői felkészülést kíván.

  * c/c++/d fordítók: msvc, gcc, clang, dlang
  * pointerek, referenciák, heap/stack memória kezelés
  * a lefoglalt memória felszabadítása a fejlesztő feladata
  * nagy kihívást lehet: API hívásokat operációs rendszer szinten ismerni kell
  * a különböző komponensek integrációja körülményes: a szerilaizációt egyedileg kell implementálni

=== Nincs beépített erőforrás kezelés ===

  * az erőforrás gazdálkodás a fejlesztő feladata

=== Nincs széles körben használt függőségkezelés ===

  * a felhasznált függőségek (mások által fejlesztett komponensek) szabványos kezelése nem egységes

=== RELEASE/DEBUG módú fordítási módszer lassítja a fejlesztést ===

  * előfordulhat, hogy másik fordítóval a program működése eltér (hibás, lassabb)

=== Az alkalmazás életciklusát (indítását, leállítását, monitorozását) az operációs rendszer kezeli ===

=== Speciális alkalmazási területei ===

  * maximális tranzakciósebességre van szükség
  * IOT eszközök: nem áll rendelkezésre elegendő memória a futtatáshoz vagy FPGA megoldások szükségesek

=== Hibák ===

  * Nincs szabványos kivételkezelés
  * A fejlesztőnek kell kezelni a hibákat, a lekezeletlen problémák rendszerösszeomláshoz vezetnek
  * Nagyon körülményes a hibák felkutatása (memória dump, speciális log-ok)
  * Nagyon könnyű hibázni – nem inicializált adat struktúrák





===== Virtuális gépes fejlesztési módszer =====

{{tanszek:oktatas:informatikai_rendszerek_epitese:vm_fejlesztes.png|}}

A Java VM bevezetése (1997-) óta terjedt el. Egy virtuális processzort és a hozzá tartozó úgynevezett Byte Kódot, saját gépi kódú utasításkészletet definiál. A forráskódot nem közvetlenül a CPU-ra fordítja le, hanem a virtuális gép saját byte kódjára, amit futtatáskor a gazda rendszer gépi kódjára alakít át. Az virtuális gép általában c/c++ nyelven írt natív alkalmazás, ami általában több plattformon is működik.

=== Fontosabb virtuális gép implementációk ===

  * Java Virtual Machine
  * NodeJS, chromium
  * Common Language Runtime (CLR): .net rendszer
  * Zend Engine: php
  * Adobe Flash Player: swf futtatás
  * HHVM: php alapú VM a facebook fejlesztésében
  * ABAP: SAP virtuális gépe
  * Python: VM
  * LLVM: ez nem a klasszikus VM, hanem a forrást egy u.n. llvm byte kódra fordítja, majd ez fordul le natív kóddá. "LLVM is designed around a language-independent intermediate representation that serves as a portable, high-level assembly language that can be optimized with a variety of transformations over multiple passes."

=== Just in Time (JIT) fordítás ===

A virtuális gép képes az alkalmazások kódját folyamatosan optimalizálni, a byte kód átalakítás dinamikus.

=== Memóriakezelés ===

  * Pointerek használata tiltott (általában)
  * Szemétgyüjtési algoritmus felel a nem használt memória felszabadításáért 

=== Beépített erőforrás kezelés ===

  * az erőforrás gazdálkodás a fejlesztő feladata
  * a VM rendelkezik erőforráskezelő lehetőségekkel

=== Beépített, széleskörben használt függőségkezelés ===

  * a felhasznált függőségek (mások által fejlesztett komponensek) szabványos kezelése egységes (pl. Maven)

=== RELEASE/DEBUG módú fordítási módszer nem értelmezett ===

  * a fejlesztés a korábbi DEBUG módhoz hasonló, a nyomkövetésnél az optimalizáció rejtve marad 

=== Az alkalmazás életciklusát (indítását, leállítását, monitorozását) a virtuális gép kezeli ===

=== Komponensek fejlesztése ===

  * együttműködő komponensek fejlesztéséhez ideális, mivel a VM-en futó alkalmazások TCP/IP segítségével könnyen kommunikálhatnak egymással
  * a hálózati objektumokat önelemzés segítségével könnyen lehet használni, illetve módosítani. (Java reflection)





===== Middleware fejlesztési módszer =====

{{tanszek:oktatas:informatikai_rendszerek_epitese:jee_fejlesztes.png|}}

Alkalmazás kiszolgálós fejlesztési módszer. Eredetileg a Sun Microsystems adta ki 1999-ben akkor még J2EE néven. A szabványos specifikáció jelenleg a 8-as verziónál tart (2017): https://javaee.github.io/javaee-spec/

  * Jellemzően Java nyelven implementált Middleware-t alkalmaz. [[https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_application_servers| Ismertebb (26) Java middleware]]
  * Fontosabb Glashfish, Websphere, Weblogic, JBoss, Wildfly
  * Az alkalmazások teljes életciklusát a middleware kezeli.

**Web Container**: webes komponensek életciklusának kezelése.

**Servlet**: Olyan Java osztály ami Http kérések szabványos feldolgozásáért és válaszaiért felel. Eredetileg a dinamikus Web tartalmak létrehozásáért felel. A generált tartalom HTML, de újabban JSON. Tartalmaz URL mapping-et is. 1996-ban mutatták be először, mint koncepciót!

  * Automatikusan generálható servleteket is létre lehet hozni a a JSP techniológia segítségével, ahol a HTML kód tartalmazhat Java kódokat is.
  * **HTTP kérések**: GET, POST, PUT, DELETE, OPTIONS  

**Java servlet API**: 
  * [[https://en.wikipedia.org/wiki/Java_API_for_RESTful_Web_Services|Java API for RESTful Web Services (JAX-RS 2.0)]]
  * [[https://en.wikipedia.org/wiki/Java_API_for_XML_Web_Services|Java API for XML Web Services (JAX-WS)]]

Mintapélda:

<code java>
        
  public class MyServlet extends HttpServlet{  
    
	public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) throws ServletException, IOException  
		{  
		res.setContentType("text/html");
		PrintWriter pw=res.getWriter();  
		  
		pw.println("<html><body>");  
		pw.println("Hello from servlet");  
		pw.println("</body></html>");  
		  
		pw.close();  
		}
	} 
</code>

A metaadatok kezelése az első változatokban XML leírókkal történt. Ezekben lehetett megadni, hogy egy osztály hogyan viselkedjen: URL mapping, futó példányok száma, stb.
 


===== ESB - Enterprise Service Bus =====

{{tanszek:oktatas:informatikai_rendszerek_epitese:esb.png|ESB}}

Szolgáltatás BUSZ: Szolgáltatás Orientált Architektúra (SOA). Lazán összekapcsolt komponenseken (szolgáltatások) alapul. A hálózatoknál ismert BUSZ fogalom analógiája.

Legfontosabb funkciók:

  * Üzenet továbbítás - Message Routing a szolgáltatások között
  * Szolgáltatás felderítés
  * Különböző protokollok konverziójának támogatása
  * Validáció - séma validáció
  * Szolgáltatások verziókezelése
  * Monitoring szolgáltatások
  * Üzleti folyamatok menedzselése

Előnyök:

  * könnyen skálázható használat - lokális szolgáltatástól a teljes vállalti elérésig
  * az integráció implementálása (kódolás) helyett, konfigurációk kialakítása
  * lazán kapcsoltság miatt könnyen lehet szolgáltatásokat indítani, leállítani

Hátrányok:

  * lassú kommunikáció
  * központosítás miatt, hiba esetén teljes leállás lehet
  * nagy komplexitás a konfigurációban

Ismertebb implementációk:

  * Azure Service Bus, Microsoft Biztalk Server, Mule ESB, Oracle ESB, IBM Websphere ESB, JBOSS ESB