Τεχνολογία συστημάτων λογισμικού και γεωπληροφορική:...

Τεχνολογία συστημάτων λογισμικού και γεωπληροφορική: σύγκλιση, ολοκλήρωση και τάσεις

Βασίλειος ΒεσκούκηςΔιπλωματούχος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Υπολογιστών ΕΜΠΔιδάκτωρ Μηχανικός ΕΜΠ

http://www.softlab.ece.ntua.gr/~bxb

Δρ.Βασίλειος ΒεσκούκηςΗλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Υπολογιστών ΕΜΠ

Ανάπτυξη λογισμικού

...Στόχευση κινούμενου στόχου από κινούμενο όχημα και με όπλο που μεταβάλλει συνεχώς τη συμπεριφορά του...

Β.Βεσκούκης, "Τεχνολογία Λογισμικού Ι", Βιβλίο Ελληνικού Ανοιχτού Πανεπιστημίου


Ενα "μόνιμο" πρόβλημα...

"Κρίση λογισμικού" (1968)

Δομημένος προγραμματισμός (’70)

Αντικειμενοστρεφής προγραμματισμός (’80-’90-σήμερα)

Η "κρίση λογισμικού" εντοπίστηκε το 1968 και σήμερα είναι ακόμη εδώ...


Λογισμικό: ένα τεχνικό έργο

Αντιληπτό μόνο από τα αποτελέσματά του και όχι πάντα με έναν μοναδικό τρόπο

Ανάπτυξη λογισμικού:

ΑνάγκεςΣυστατικά Λογισμικού


Τεχνολογία Λογισμικού

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ

ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

ΔΙΚΤΥΑΔΙΚΤΥΑ

ΤΥΠΙΚΕΣΜΕΘΟΔΟΙΤΥΠΙΚΕΣΜΕΘΟΔΟΙ

ΔΙΟΙΚΗΣΗΕΡΓΩΝ

ΔΙΟΙΚΗΣΗΕΡΓΩΝ

Μ-Μ INTERFACES

Μ-Μ INTERFACES (...κ.α.)(...κ.α.)


Τεχνολογία λογισμικού

Ασχολείται με τον καθορισμό Ενεργειών που γίνονται Προϊόντων που παράγονται Προτύπων περιγραφής των προϊόντων Μεθόδων ελέγχου, επαλήθευσης και

διασφάλισης ποιότητας

...ώστε να παράγεται λογισμικό "καλής ποιότητας"


Τεχνολογία Λογισμικού

#2#1 ... ... ... ... ... #Κ ... ... #Ν

Απαιτήσεις Ανάλυση Σχεδίαση Υλοποίηση Έλεγχος

Σύλληψη της ιδέας Επεξεργασία της λύσης Κατασκευή Μετάβαση

Απαιτήσεις Ανάλυση Σχεδίαση Υλοποίηση Έλεγχος

...

...

...

ΚΥΚΛΟΙ

ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ

ΧΡΟΝΟΣ

ΓΕΝΙΚΕΣ

ΦΑΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΙΕΣ

#Ν-1


Σύγχρονα συστήματα λογισμικού

Πώς περιγράφεται με λίγες λέξεις ένα σύγχρονο σύστημα λογισμικού;

The network is the computer

Sun Microsystems



Τεχνικά χαρακτηριστικά Δικτυακά Κατανεμημένα Ετερογενή

Λειτουργικά χαρακτηριστικά Ολοκληρώσιμα Πλήθος νέων πεδίων εφαρμογής



Δικτυακά Σήμερα δεν υπάρχουν αυτόνομα συστήματα Δίκτυα υψηλών ταχυτήτων πάνω από

οποιοδήποτε μέσο, διαθέσιμα σχεδόν παντού "Πόλεμος" προτύπων και τεχνολογιών σε

επίπεδο τεχνικό (και όχι μόνο...)



Κατανεμημένα Ένα σύστημα λογισμικού υλοποιείται ως ένα

σύνολο από υπηρεσίες οι οποίες στεγάζονται σε πολλά διαφορετικά υπολογιστικά συστήματα που επικοινωνούν με πραγματικές ή εικονικές δικτυακές συνδέσεις



Ετερογενή Οι κόμβοι των συστημάτων λογισμικού είναι

ετερογενείς συσκευές (υλικό) Πολλά διαφορετικά λειτουργικά περιβάλλοντα

και "πλατφόρμες" λογισμικού


Λειτουργικά χαρακτηριστικά

Ολοκληρώσιμα Μια εφαρμογή λογισμικού είναι ένα σύνολο

από υπηρεσίες που προσφέρουν διάφοροι παροχείς, σε ανομοιογενή περιβάλλοντα

Μια σύγχρονη εφαρμογή λογισμικού προσθέτει αξία σε άλλες υπάρχουσες υπηρεσίες ή/και δεδομένα


Λειτουργικά χαρακτηριστικά

Πλήθος πεδίων εφαρμογής Στην οικονομία, αλλά και Στην εκπαίδευση Στην ψυχαγωγία

Νέα πεδία εφαρμογής Με αφορμή νέες τεχνολογίες που δημιουργούν

νέες δυνατότητες (enabling technologies) Πολλά από αυτά τα νέα πεδία είναι σχετικά με

το γεωγραφικό χώρο και με τη θέση του χρήστη


Ανάπτυξη λογισμικού: τάσεις

Στην υποδομή

Στις επικοινωνίες

Στη συνεργασία συστημάτων λογισμικού

Στην ασφάλεια


Κυρίαρχες τάσεις

Υποδομή Internet (IPv4, IPv6, QoS, ενσύρματα και

ασύρματα δίκτυα υψηλών ταχυτήτων) Λειτουργικές πλατφόρμες λογισμικού

Windows: .net μη-Windows: Java, Linux, Open source

Συσκευές Κλασικοί ΗΥ, συσκευές χειρός κάθε είδους Συστήματα οικιακής ενημέρωσης και ψυχαγωγίας Οχήματα



Επικοινωνίες μεταξύ συστημάτων Σειριακές επικοινωνίες: RS232, USB, Firewire Ασύρματες επικοινωνίες (bluetooth, wifi) Διασύνδεση οποιωνδήποτε συσκευών Αξιοποίηση δορυφορικών υπηρεσιών

Συνεργασία σε επίπεδο εφαρμογής Ανοιχτά πρωτόκολλα ανταλλαγής δεδομένων:

XML και συναφή πρότυπα Δυνατότητα περιγραφής υπηρεσιών πάνω από

ανομοιογενή περιβάλλοντα: web services



Ασφάλεια Κρυπτογραφία Αρχές πιστοποίησης Υποδομές δημοσίων κλειδιών (PKI) Βιομετρικά Ολοκλήρωση με λειτουργικά συστήματα και

δικτυακές υποδομές (IPv6)


The network is the computer

Σήμερα ένα σύστημα λογισμικού μπορεί Να αποτελείται από επιμέρους ανομοιογενή

και κατανεμημένα υπο-συστήματα Να συνεργάζεται με άλλα ανομοιογενή και

κατανεμημένα συστήματα Να λαμβάνει και να παρέχει υπηρεσίες μέσω

ανοιχτών πρωτοκόλλων / προτύπων


Εφαρμογές: κατάσταση και τάσεις

ΚΑΤΑΝΕΜΗΜΕΝΕΣ ΑΝΟΜΟΙΟΓΕΝΕΙΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑ

ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ

ΕΠΙΧΕΙΡΕΙΝ

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ

ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

ΨΥΧΑΓΩΓΙΑ


Εφαρμογές: κατάσταση και τάσεις

ΚΑΤΑΝΕΜΗΜΕΝΕΣ ΑΝΟΜΟΙΟΓΕΝΕΙΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑ

ΧΡΗΣΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ

ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ

ΘΕΣΗΣ

ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ

ΕΠΙΧΕΙΡΕΙΝ

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ

ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

ΨΥΧΑΓΩΓΙΑ


Συστήματα λογισμικού και γεωγραφική πληροφορία

Ορατή και επίκαιρη η σημερινή δυναμική επικαιροποίησης και σύγκλισης

Της σύγχρονης επιστήμης του Τοπογράφου και ειδικότερα της γεωπληροφορικής

Της πληροφορικής και της Τεχνολογίας Λογισμικού ειδικότερα


Περιοχές εφαρμογών: επιχειρείν

Γεωγραφική πληροφορία ( ) Ενοποίηση GIS και κλασικών οικονομικών

εφαρμογών Πρόσθεση γεωγραφικής πληροφορίας σε νέα

δεδομένα από τη γέννησή τους Διάθεση οικονομικών / επιχειρηματικών

γεωγραφικών δεδομένων με ανοιχτά πρότυπα Νέες εφαρμογές: διαχείρισης, ανάλυσης,

πρόβλεψης και υποστήριξης επιχειρηματικών αποφάσεων, με αναφορά στη χωρική διάσταση


Περιοχές εφαρμογών : επιχειρείν

Πληροφορία θέσης ( ) Επίκαιρες εφαρμογές: δρομολόγησης,

χωροθέτησης, επίλυσης προβλημάτων βελτιστοποίησης στο χώρο

Ολοκλήρωση (integration) με υπάρχοντα συστήματα, ενσωμάτωση υπαρχουσών βάσεων χωρικών δεδομένων

Σε πραγματικό χρόνο και με δυνατότητες επιχειρησιακής χρήσης


Περιοχές εφαρμογών: ενημέρωση

Γεωγραφική πληροφορία ( ) Προσαρμόσιμο (adaptive) περιεχόμενο

Πληροφορία θέσης ( ) Δυναμικά καθοριζόμενο περιεχόμενο Location-Based Services Επιλεγόμενο περιεχόμενο Ειδικές εφαρμογές διαχείρισης κινδύνων κ.ά.


Περιοχές εφαρμογών: εκπαίδευση

Γεωγραφική πληροφορία ( ) Ισχυρό εργαλείο αναφοράς Ενσωμάτωση ολοκληρωμένων εκπαιδευτικών

πλαισίων και GIS

Πληροφορία θέσης ( ) Νέα περιοχή: Location-Based Training

Εκπαίδευση πεδίου με δυναμικά προσαρμοζόμενο εκπαιδευτικό περιεχόμενο και υπηρεσίες, με βάση την τρέχουσα θέση και το μοτίβο κίνησης του εκπαιδευόμενου



Κλασικά πεδία σύγκλισης Γεωγραφικές Δομές Δεδομένων Χωρικές Βάσεις Δεδομένων, GIS

Σύγχρονα πεδία σύγκλισης Ολοκλήρωση ανομοιογενών συστημάτων Διαλειτουργικότητα ανεξάρτητων εφαρμογών Ανοιχτά πρότυπα ανταλλαγής δεδομένων Πρότυπα και μοντέλα παροχής υπηρεσιών

προστιθέμενης αξίας



Ολοκλήρωση ανομοιογενών συστημάτων

Επικοινωνία Διαφορετικών συσκευών Πάνω από σύγχρονα πρωτόκολλα χαμηλού

επιπέδου (φυσικού, δικτύου) Ικανοποιώντας απαιτήσεις αξιοπιστίας,

ταχύτητας και ασφάλειας


Παραδείγματα

Επικοινωνία Υπολογιστή Υπολογιστή παλάμης Κινητού τηλεφώνου GPS Κόμβου δημόσιου ασύρματου δικτύου Δικτύου GSM

Πάνω από Bluetooth, wifi, firewire, usb, ethernet, κλπ



Διαλειτουργικότητα ανεξάρτητων εφαρμογών

Παροχή (+λήψη) υπηρεσιών σε (+από) τρίτα μέρη: web services

Σχεδίαση και χρήση τεχνικών συμβολαίων Εγκαθίδρυση μοντέλων χρέωσης



1. Αγορά δεδομένων Παροχή δεδομένων πολεοδομίας σε τρίτο

φορέα που τα χρησιμοποιεί για να λειτουργήσει εφαρμογή υπολογισμού κοινοχρήστων χωρίς ο ίδιος να διατηρεί ΒΔ με τα στοιχεία των διαμερισμάτων



2. Σύνθεση υπηρεσιών Αγορά δεδομένων οδικού δικτύου Αγορά υπηρεσιών υπολογισμού δρομολόγησης Παροχή ειδικών υπηρεσιών δρομολόγησης



Ανοιχτά πρότυπα ανταλλαγής δεδομένων Από την ιδιόκτητη αποθηκευμένη πληροφορία

σε ανοιχτά πρότυπα GML, SVG, AgXML, XSLT Αλλα πρότυπα κοινοτήτων ενδιαφέροντος

Δημιουργία προϋποθέσεων για λειτουργία νέων μοντέλων συνεργασίας πάνω από το web


Παράδειγμα

Σύστημα λογισμικού πραγματικού χρόνου για ενημέρωση οδηγών σχετικά με τη διαθεσιμότητα χώρων στάθμευσης

Αξιοποίηση χαρτογραφικών δεδομένων σε ανοιχτή μορφή

Ενημέρωση κατάστασης χώρων στάθμευσης σε πραγματικό χρόνο, από τρίτα μέρη και κατάλληλες διατάξεις αισθητήρων

Παροχή υπηρεσίας στην ομάδα-στόχο μέσω κατάλληλου λογισμικού


Παράδειγμα

Car computer

LBS operation center

Car GSMCommParking sensoring

system(s)

Car GPS&NAV

User management and accounting

Mobile operator (GSM network)

GIS



Πρότυπα και μοντέλα παροχής υπηρεσιών προστιθέμενης αξίας σε κατανεμημένα ετερογενή περιβάλλοντα

Φυσική σύνδεση Αρχιτεκτονική εφαρμογής


Φυσική σύνδεση

Internet

Open data provider

Open data provider

Web service provider


Value addedintegrator

Clients


Αρχιτεκτονική λογισμικού

Open data provider

Open data provider



Value addedintegrator

Clients


Παραδείγματα - εμπειρία

Επιχειρησιακό σύστημα αντιμετώπισης τεχνολογικών ατυχημάτων μεγάλης έκτασης (ΣΑΤΑΜΕ) Θριασίου πεδίου

Σύστημα αντιμετώπισης κινδύνων σύμφωνα με την οδηγία SEVESO

Εμπειρία Σχεδίαση Βάσης Δεδομένων του GIS Διασφάλιση ποιότητας λογισμικού



Επιχειρησιακό κέντρο πρόβλεψης και αντιμετώπισης ατμοσφαιρικής ρύπανσης και λήψης εκτάκτων μέτρων λεκανοπεδίου Αττικης (ΠΕΡΠΑ, ΥΠΕΧΩΔΕ)

Σύστημα πρόβλεψης ρύπων στη γεωγραφική περιοχή του λεκανοπεδίου με χρήση στατιστικών και αναλυτικών μοντέλων

Εμπειρία Προδιαγραφή λογισμικού Σχεδίαση Βάσης Δεδομένων του GIS Διασφάλιση ποιότητας λογισμικού



Επιχειρησιακό σύστημα σχεδιασμού και λήψης αποφάσεων για διαχείριση δασικών πυρκαγιών (ΕΠΑΝ, σε εξέλιξη)

Προσομοίωση δασικών πυρκαγιών, χωροθέτηση και δρομολόγηση μέσων καταστολής, αποτίμηση ρίσκου εκκένωσης

Εμπειρία Προδιαγραφή λογισμικού Σχεδίαση Βάσης Δεδομένων του GIS Διασφάλιση ποιότητας λογισμικού



Πρότυπο πλαίσιο εκπαίδευσης ναυτικών επαγγελμάτων με βασισμένες-στη-θέση υπηρεσίες - LBT: Location-Based Training (Πρόταση σε ΠΕΠ καινοτομίας)

Αλλες περιοχές εφαρμογής Γεωλογία Αρχαιολογία Περιβάλλον



Επίβλεψη διπλωματικής εργασίας "Πλαίσιο εργασίας ανάπτυξης κατανεμημένων

ετερογενών συστημάτων προσφοράς βασισμένων-στην-τοποθεσία υπηρεσιών και χρήση του για την δημιουργία ενός ολοκληρωμένου συστήματος"

Εργασία στο International Journal of E-Business Research, sp.issue on Web Services-Based E-Business Systems (Jan 2006)



Internet

GIS data provider

Image processingWeb service

Routing web service

LBS

Clients


Σύγκλιση τεχνολογίας λογισμικού και γεωπληροφορικής

Επίκαιρα πεδία εκπαιδευτικής και ερευνητικής δραστηριότητας

Ολοκλήρωση και διαλειτουργικότητα ανομοιογενών συστημάτων και εφαρμογών

Ανοιχτά πρότυπα γεωγραφικών δεδομένων Αρχιτεκτονικές λογισμικού, πρότυπα και

μοντέλα παροχής υπηρεσιών προστιθέμενης αξίας σε κατανεμημένα και ετερογενή περιβάλλοντα

Τεχνολογία συστημάτων λογισμικού και γεωπληροφορική: σύγκλιση, ολοκλήρωση και τάσεις

Βασίλειος ΒεσκούκηςΔιπλωματούχος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Υπολογιστών ΕΜΠΔιδάκτωρ Μηχανικός ΕΜΠ

http://www.softlab.ece.ntua.gr/~bxb

Τεχνολογία συστημάτων λογισμικού και γεωπληροφορική:...

Documents

Transcript of Τεχνολογία συστημάτων λογισμικού και γεωπληροφορική:...