IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Программный комплекс «MD-Slag-Melt» обеспечивает реализацию комплексных компьютерных экспериментов для моделей многокомпонентных шлаковых расплавов с большим числом частиц (10⁴ – 10⁵ частиц). В рамках единой интегрированной среды распределенного программного комплекса реализуются компьютерное моделирование квантово-химическим, молекулярно-динамическим и статистико-геометрическим методом на основе комплексной модели многочастичной системы с сильным взаимодействием [1]. Основным методом исследования является метод молекулярной динамики, суть которого состоит в численном интегрировании уравнений движения по фазовым траекториям [2]. Задачи, которые решает данный программный комплекс, являются актуальными в области физической химии и технологии неорганических материалов, так как результаты проводимых в системе экспериментов используются при создании новых металлических материалов с заранее заданными свойствами [3].

На этапе анализа данного программного комплекса была выявлена проблема сильной связанности программных компонентов. Данная проблема сильно ухудшает масштабируемость системы, а также приводит к жесткой привязке к определенным технологиям, что мешает взаимодействию данной ИИС с другими информационными системами. В данной статье предложен альтернативный метод проектирования структуры «MD-Slag-Melt», позволяющий улучшить её масштабируемость, интероперабельность, а также обеспечит слабую связность её компонентов.

Основными компонентами архитектуры программного комплекса «MD-Slag-Melt» являются: сервер приложений, содержащий все реализованные математические модели, CORBA-оболочки приложений, сервер реляционной базы данных (PostgreSql), обеспечивающий хранение данных, web-серверApacheTomcat, обеспечивающий удаленный доступ к информационным ресурсам и вычислительным приложениям данного программного комплекса, web-клиент – пользовательский интерфейс, а также оболочка для выполнения распределенных вычислений [4]. Архитектура программного комплекса«MD-Slag-Melt» версии 10.0 представлена на рисунке 1.

Механизм взаимодействия программных компонентов данного программного комплекса - обмен документами XML. Динамическое управление приложениями осуществляется с помощью технологии CORBA.

Рис. 1. Структура программного комплекса «MD-Slag-Melt» версии 10.0

CORBA является хорошей технологией для реализации кроссплатформенного программного комплекса, но на сегодняшний день является устаревшей и обладающей рядом недостатков, таких как, сложность API, отсутствие поддержки с современным языком C#, проблемы переносимости кода с разных платформ, например, с Java.

Но основная проблема CORBA заключается в том, что она не позволяет подключаться к сторонним сервисам, если те не поддерживают технологию CORBA. А это сильно снижает масштабируемость программного комплекса, делая его монолитным. А такой подход уже давно не используется при проектировании программ.

В настоящее время при проектировании и реализации программных комплексов все чаще применяется сервисно-ориентированная архитектура (Service-Oriented Architecture - SOA). Это такая архитектура ИС, в которой система строится из набора гетерогенных слабосвязанных компонентов (сервисов).

Структура программного комплекса «MD-SLAG-MELT» спроектированная на основе сервисно-ориентированной архитектуры представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Структура программного комплекса «MD-Slag-Melt» на основе SOA

Универсальность протокола SOAP позволит без особых усилий интегрировать «MD-Slag-Melt» c другими информационными системами, то есть сделает её интероперабельной. Также не будет иметь значения, на каких языках программирования и с помощью, каких технологий будут написаны вычислительные приложения данного программного комплекса, что позволит с легкостью добавлять или заменять программные компоненты данной информационной системы. То есть улучшиться масштабируемость программного комплекса «MD-Slag-Melt». В структуре «MD-Slag-Melt» также будет присутствовать UDDI-реестр сервисов, который будет хранить все WDSL-описания веб-сервисов (вычислительных приложений) данного программного комплекса. Обработка http-запросов клиентов будет распределена между веб серверами: первый веб-сервер маршрутизации будет только обрабатывать входящие запросы, второй – будет принимать входящие параметры экспериментов от первого, формировать соответствующие SOAP-сообщения реестру сервисов, чтобы тот выдал WSDL-описание того веб-сервиса «MD-Slag-Melt», который запросил клиент. Также второй веб-сервер будем принимать SOAP-ответы веб-сервисов, формировать из них отчеты и передавать их веб-серверу маршрутизации, чтобы тот отправил результаты экспериментов обратно клиенту по сети Internet. Результаты экспериментов будут храниться в базе данных. Взаимодействие базы данных и веб-сервисов будет происходить при помощи объектно-реляционного отображения (ORM), что также увеличит эффективность их взаимодействия.

Список использованной литературы:

1. Воронова Л.И., Тетерин С.А. «Особенности разработки базы данных для информационно-исследовательской системы "Slag-Melt"» / Сб. научн. трудов аспирантов и соискателей Курганского Государственного университета, VI выпуск "Естественные, технические и экономические науки", Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2004, с.14-16

2. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Рыжов Н.А. «Молекулярно-динамическое моделирование конденсированных систем с сильным взаимодействием в программном комплексе с удаленным взаимодействием»

3. Воронова Л.И., Рыжов Н.А., Тетерин С.А., Середа Д.В. Использование XML для интеграции приложений и реляционных СУБД / Сб. научн. трудов «Математическое моделирование: естественно-научные, технические и гуманитарные приложения». СПб: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2004, с.117-119

4. Воронова Л.И., Григорьева М.А., Воронов В.И., Трунов А.С. Программный комплекс «MD-Slag-Melt» информационно исследовательской системы «Шлаковые расплавы» версии 10.0 /Москва: РГГУ, 201

Код для цитирования: Скопировать