По курсу «Информационные технологии»

Контрольная работа

По курсу «Информационные технологии»

На тему: Виртуальные организации

 

 

Волгоград 2012

Оглавление

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

1. СУЩНОСТЬ ВИРТУАЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ…………………………..6

1.1 Интероперабельность………………………………………………………...6

2. ОПИСАНИЕ АРХИТЕКТУРЫ ВИРТУАЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ………9

2.1 Фабрикаты: Интерфейсы локального управления………………………...10

2.2 Связь: Лёгкое и безопасное общение………………………………………11

2.3 Ресурс: Разделение отдельных ресурсов…………………………………...13

2.4 Кооперация: Согласование множества ресурсов………………………….15

2.5 Приложения………………………………………………………………….18

3. ВЫВОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ………………………………………………19

4. ЛИТЕРАТУРА ………………………………………………………………..22

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Основной проблемой широко распространённых технологий глобальных компьютерных сетей является невозможность универсально и эффективно использовать удалённые вычислительные ресурсы. Изначально так называемые "Internet-технологии" ориентировались на доступ к данным (файлам, базам данных), а не к вычислительным мощностям. Для преодоления ограничений и недоработок существующих решений была предложена новая технология, получившая название Grid.

Раньше для сложных и ресурсоёмких вычислительных задач использовали суперкомпьютеры, но теперь стало понятно, что эффективным и значительно более дешёвым решением является объединение в вычислительный комплекс большого числа персональных компьютеров. Мощности современных процессоров вполне достаточно для решения элементарных шагов большинства задач, а объединение нескольких десятков таких процессоров позволяет быстро и эффективно решать многие поставленные задачи, не прибегая к помощи мэйнфреймов и супер компьютеров.

Особый интерес такая технология представляет для организаций и учреждений, уже имеющим в своём распоряжении большой парк персональных компьютеров. Объединение их в вычислительный комплекс позволяет эффективно использовать простаивающие мощности и повысить производительность труда конечных пользователей. Также объединение географически удалённых компьютеров позволяет создавать виртуальные организации (Virtual Organization - VO), примерами которых могут служить группы разработчиков, экспертные системы, online базы данных и т.д., предоставляющих сервис по всему миру. Идея виртуальной организации - географическая распределённость при информационной интеграции. В данном случае под распределением ресурсов понимается не только обмен файлами, а прямой доступ к вычислительным мощностям, программному обеспечению, данным, периферийному оборудованию.

ВО чрезвычайно разнообразны по своей цели, масштабу, размеру, продолжительности существования, структуре, общественному и социологическому статусу. Тем не менее, можно выявить широкий набор общих для всех ВО требований и потребностей, в частности, для возможности разделения необходимо обеспечить:

• чрезвычайно гибкие отношения в широком диапазоне возможных сетевых решений: от схемы “клиент – сервер” до схемы “одноранговая сеть”;

• сложный и высокоуровневый контроль за тем, как используются разделяемые ресурсы, включая средства мелкоструктурного контроля доступа, делегирование и применение локальных и глобальных политик;

• возможности разделения разнообразных ресурсов: от программ, файлов и данных до компьютеров, датчиков и сетей;

• разнообразные по критериям производительности и стоимости пользовательские режимы, предусматривающие решение проблем обеспечения качества обслуживания, планирования, совместной загрузки и учёта использования ресурсов.

На настоящий момент ВО-технологии включают в себя решения для распределения вычислений и данных между многими вычислительными системами, протоколы и сервисы для обмена данными, программами и доступа к компьютерным ресурсам. Все эти решения основаны на многоуровневых политиках доступа и поддерживают мониторинг и контроль над использованием предоставляемых услуг. ВО не следует рассматривать как абсолютно новую и не совместимую с существующими технологию, напротив, ВО может успешно использоваться как дополнение к уже существующим протоколам и сервисам для предоставления и получения более качественных услуг в рамках чёткой стандартной модели.

Концепции и технологии ВО сначала разрабатывались для обеспечения возможности разделения ресурсов внутри распределенных по всему миру объединений научно-технических коллективов. При этом приложения включали совместную визуализацию больших наборов научных данных (объединение опыта), распределённый компьютинг для проведения вычислений, связанных с анализом данных (объединение компьютерных мощностей и систем хранения), и комплексацию научных измерительных устройств с удалёнными компьютерами и архивами (расширение функциональных возможностей, а также доступности).

Предполагается, что аналогичные приложения окажутся важны и в сфере коммерческой деятельности, сначала для научных и инженерных расчётов (где уже можно говорить об успешных результатах), а затем и для коммерческих распределённых прикладных систем, включая интегрированные корпоративные приложения и системы, поддерживающие бизнес партнёрство (В2В) через интернет.

 

Интероперабельность

 

ВО должна позволить в корне отличным группам, организациям и/или отдельным пользователям контролируемо разделять ресурсы, так чтобы они могли сотрудничать при достижении некой общей цели. То есть для обеспечения эффективной деятельности ВО необходимо иметь возможность устанавливать отношения разделения между любыми потенциальными участниками. Таким образом, центральной проблемой, требующей разрешения, оказывается интероперабельность (взаимодействие различных программных и аппаратных средств – interoperability). В контексте рассмотрения сетевых технологий интероперабельность означает общность протоколов. Поэтому рассматриваемая система, прежде всего, является архитектурой протоколов, определяющих базовые механизмы, посредством которых пользователи и ресурсы ВО договариваются, устанавливают, управляют и используют отношения разделения. Основанная на стандартах открытая архитектура способствует расширяемости, интероперабельности, мобильности и совместному использованию общих программ; стандартные протоколы облегчают определение стандартных служб, которые обеспечивают усовершенствование возможностей. Необходимо также разработать, так называемые Интерфейсы Прикладного Программирования (Application Programming Interfaces – API) и Инструментарий Разработки Программного обеспечения (Software Development Kits – SDK). Вместе, эта технология и архитектура составляют то, что часто называется как промежуточное программное обеспечение (службы, необходимые для поддержки общего набора приложений в распределённой сетевой среде – “middleware”).

Почему интероперабельность является столь фундаментальной системной возможностью? Дело состоит в том, что мы должны гарантировать формирование отношений разделения между произвольными группами, вступление новых участников динамично и через различные платформы, языки и программные среды. В таком контексте механизмы приносят мало пользы, если они не определены и не реализованы так, чтобы их интероперабельность не лимитировалась границами организаций, политиками управления и типами ресурсов. Без интероперабельности ВО приложения и участники вынуждены устанавливать двусторонние договорённости о разделении, поскольку нет гарантии, что механизмы, используемые между любыми двумя группами могут быть расширены для любых других групп. Без такой гарантии динамичное создание ВО вовсе невозможно, а количество типов ВО, которые могут быть сформированы, строго ограничено. Точно также как Web революционизировала разделение информации, предоставив для целей информационного обмена универсальный протокол и синтаксис (HTTP и HTML), необходимы стандартные протоколы для повсеместного разделения ресурсов.

Почему протоколы крайне необходимы для интероперабельности? Определение протокола устанавливает, как для реализации заданной дисциплины работы элементы одной распределённой системы взаимодействуют с элементами другой, и структуру информации, передаваемой во время этого взаимодействия. Такая нацеленность на внешние факторы (на взаимодействия), а не на внутренние (на программное обеспечение, характеристики ресурсов) имеет важные прагматические достоинства. ВО имеют тенденцию к постоянному изменению, поэтому механизмы, используемые для обнаружения ресурсов, установления идентичности, определения права доступа и инициализации разделения должны быть гибкими и лёгкими настолько, чтобы договорённости о разделении ресурсов можно было бы быстро устанавливать и изменять. Поскольку ВО дополняют, а не заменяют существующие организации, механизмы разделения не могут требовать существенных изменений в локальных политиках управления и должны позволять отдельным институтам поддерживать предельно жёсткий контроль их собственных ресурсов. Поскольку протоколы определяют взаимодействия между компонентами, а не их реализацию, локальное управление сохраняется.

Почему важны службы? Служба определяется исключительно протоколом, посредством которого она общается, и дисциплиной, которую она реализует. Определение стандартных служб – для доступа к вычислительным ресурсам, доступа к данным, обнаружения ресурсов, совместного планирования, репликации данных и так далее – позволяет нам усовершенствовать службы, предлагаемые участникам ВО, а также абстрагироваться от специфических деталей ресурсов, которые помешали бы разработке ВО приложений.

Почему мы также обсуждаем здесь возможности API и SDK? Конечно, есть нечто более значимое для ВО чем интероперабельность, протоколы и службы. Разработчики должны иметь возможность создавать изощрённые приложения в сложной и динамичной исполнительной среде. Пользователи должны иметь возможность работать с этими приложениями. Работоспособность приложений, их исправность, стоимость разработки и сопровождения – всё это чрезвычайно важные факторы. Стандартные абстракции, API’s и SDK’s помогают ускорить разработку программ приложений, обеспечивают совместное использование общих программ и улучшают переносимость приложений. API’s и SDK’s являются дополнением, а не альтернативой протоколам. Без стандартных протоколов интероперабельность может быть достигнута на уровне API только путём использования всюду единой реализации приложения, что невыполнимо во многих заинтересованных ВО, или на основе знания каждой реализацией деталей каждой другой реализации.

 

Приложения

 

Последний уровень обсуждаемой грид-архитектуры - уровень Приложений (Applications layer) - содержит пользовательские программные приложения, которые применяются в среде ВО. Приложения конструируются в терминах обращений к службам, определённым на любом уровне архитектуры. На каждом уровне чётко определены протоколы, которые обеспечивают доступ к нескольким полезным службам: управлению ресурсами, доступа к данным, обнаружения ресурсов и так далее. Также на каждом уровне для интерфейсов API's может быть установлено, какая реализация (идеально, обеспеченная инструментариями SDK's от сторонних фирм) протокола обмена информацией посылает соответствующим службам сообщения для выполнения желаемых действий.

Необходимо подчеркнуть, что "Приложения” на практике обращаются к очень сложным средам и библиотекам высокого уровня и могут обеспечивать функции, которые непосредственно не отражаются в конкретном протоколе, но могут объединять операции протокола с обращениями к дополнительным API's, а также осуществлять локальную реализацию функций.

 

 

ВЫВОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

 

Представленная перспектива грид и ВО, разумеется, не является единственно приемлемой. Ниже мы кратко рассмотрим (с критическими репликами) несколько альтернативных перспектив (указаны курсивом).

Грид - это следующая генерация Интернет. Грид не является альтернативой интернет: это скорее всего набор дополнительных протоколов и служб, построенных на базе протоколов и служб интернет, для поддержки разработки и использования приложений в крупномасштабной среде обработке данных и вычислений. Любой ресурс, который "является частью грид", также, по определению, "является частью Сети".

Грид - это источник свободных квантов времени для вычислений. Грид-компьютинг не предполагает неограниченный доступ к ресурсам. Грид-компьютинг - это, прежде всего, управляемое разделение ресурсов. Владельцы ресурсов, как правило, будут стремиться применять такие политики, которые ограничивают доступ в соответствии с принадлежностью к той или группе участников ВО, их кредитоспособностью и т.д. Поэтому учёт использования ресурсов важен, а в грид-архитектуре должно быть предусмотрено встраивание ресурсов и протоколов, обеспечивающих ведение информации о загрузке и стоимости ресурсов, а также соответствующую обработку этой информации, когда принимается решение о предоставлении (или нет) конкретного ресурса.

Грид требует распределённой операционной системы. С этой точки зрения программное обеспечение грид должно предусматривать такие службы операционной системы, инсталлируемые на каждой используемой в ВО системе, которые обеспечивают для грид, те же возможности, какие предоставляет операционная система отдельного компьютера: а именно, прозрачность в отношении размещения, именования, безопасности и т.д. Другими словами, с этой точки зрения программное обеспечение грид рассматривается как средство создания некой виртуальной машины. Тем не менее, мы считаем, что такой взгляд противоречит нашим основным целям: широкому распространению и интероперабельности. Мы убеждены, что подходящая модель - это просто набор интернет-протоколов, который обеспечивает широкий спектр ортогональных служб, направленных на уникальные проблемы, возникающие в сетевой среде. Высокая степень физической и административной гетерогенности, имеющей место в среде грид, означает, что традиционная прозрачность недостижима; с другой стороны, это открывает возможность достижения соглашения о стандартных протоколах. Архитектура, предлагаемая в данной работе, преднамеренно открыта, а не зафиксирована: она определяет компактный и минимальный набор протоколов, который должен понимать ресурс, для того, чтобы быть включённым в грид; вне этого набора он воспринимается только для обеспечения инфраструктуры, внутри которой может быть задано много способов его использования.

Грид требует новых моделей программирования. Программирование в грид-среде порождает проблемы, которые не встречаются при использовании последовательных или параллельных компьютеров, например такие, как множество административных доменов, новые виды отказов и большие разбросы в производительности. Тем не менее, мы убеждены, что эти проблемы не главные и что базовая модель программирования при этом фундаментально не изменяется. Так в одних рабочих контекстах абстракция и инкапсуляция могут уменьшить сложность и повысить надёжность. А в других случаях желательно разрешить возможность конструирования широкого разнообразия высокоуровневых абстракций и не сосредотачиваться на частном подходе. Так, например, разработчику, который верит, что универсальная модель распределённой разделяемой памяти поможет упростить создание грид-приложения, следует реализовать эту модель в терминах грид-протоколов, расширив или заменив эти протоколы, если они действительно неадекватны поставленной цели. Аналогично, разработчику, который полагает, что все грид-ресурсы должны представляться пользователям в виде объектов, потребуется просто создать "объектно-ориентированный API" в терминах грид-протоколов.

Грид делает ненужными высокопроизводительные компьютеры. Сотни, тысячи и даже миллионы процессоров, которые могут быть объединены внутри ВО, представляют собой источник исключительной вычислительной мощности, если их удаётся использовать в некой удобной форме. Это вовсе не означает, что традиционные высокопроизводительные компьютеры устарели. Для решения многих проблем необходимы сильно связанные компьютерные конфигурации с низкими временами ожидания и высокой пропускной способностью; грид-компьютинг может значительно увеличить, а не уменьшить спрос на такие системы, облегчая доступ к ним.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Бережнов Г.В. Виртуальная организация. Неравновесный принцип управления развитием предприятия. Российское предпринимательство.// Журнал, 2003. - №12
2. Вютрих Х. А., Филипп А. Ф. Виртуализация как возможный путь развития управления//Проблемы теории и практики управления, N5, 1999.
3. Гольдштейн Г.Я. Стратегический инновационный менеджмент: тенденции, технологии, практика. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002
4. Пономарев И.П. Виртуальная организация: предпосылки возникновения новой организационной формы. Менеджмент в России и за рубежом// Журнал, 2001. - №5
5. Санкова Л. HR-менеджмент в виртуальных организациях: проблемы и перспективы. Управление персоналом.// Журнал, 2007. - №5
6. Сердюк В.А. Сердюк В.А. Сетевые и виртуальные организации: состояние и перспективы развития // Менеджмент в России и за рубежом. 2004. №2.

Контрольная работа

по курсу «Информационные технологии»