Middleware - WS 2006/07

Vorlesungsüberblick

Grundlagen der Objektorientierung, Grundlagen verteilter Systeme, Verteilte Objekte und CORBA, Komponentenmodelle, Web-Service Architekturen, Application Server, Enterprise Java Beans, .NET

Die Vorlesung ist eine Weiterentwicklung der frühereren Vorlesungen Objektorientierte Konzepte in Verteilten System und Betriebssystemen bzw. Object-Oriented Concepts in Distributed Systems.

Die Vorlesung kann entweder als 2-stündige Überblicksveranstaltung (nur Donnerstags-Termin, Inhalt mit [a] markiert) oder als 4-stündige Veranstaltung mit Übungen gehört werden (zusätzlicher Inhalt mit [a+b] markiert).

Zu Beginn der Vorlesung wird eine kurze Einführung in die Grundkonzepte objektorientierter Programmierung, in objektorientierte Analyse und Design, und in Design Patterns gegeben. Auch wenn hierbei zum Teil Inhalte aus Grundstudiumsveranstaltungen wiederholt werden, ergibt die Betrachtung der Themen aus der Perspektive "Software im Verteilten System" auch viele neue Gesichtspunkte. Daran anschließend erfolgt ein kurzer Überblick über die Grundkonzepte verteilter Systeme.[a]
Im Übungsteil erfolgt eine kurze Wiederholung von Java mit ergänzenden Informationen. Hierbei wird vor allem auf die Konzepte eingegangen, die im Rahmen der Lehrveranstaltung besonders benötigt werden und die im Rahmen von Algorithmik nicht im Mittelpunkt standen. [a+b]

Im zweiten Teil werden Middleware-Archiekturen für verteilte und nebenläufiger Systeme behandelt. Beispiele hierfür sind der CORBA-Standard (Common Object Request Broker Architecture) oder auch Java-RMI. CORBA ermöglicht den Aufbau verteilter Anwendungssysteme durch verteilte CORBA-Objekte, unabhängig von dem darunter liegenden Betriebssysstem [a].
Komponentenmodelle definieren einen Rahmen für die Strukturierung komplexer objektorientierter Anwendungen. Als Beispiel für verteilte Komponentenmodelle wird Jini vorgestellt. [a] Im Übungsteil wird zunächst der Aufbau von verteilten Anwendungen mit Hilfe von Java-RMI geübt. Daran anschließend soll auf der Basis von Jini eine verteilte Anwendung realisiert werden, die mit dynamischen Änderungen und Ausfällen im verteilten System problemlos umgehen kann.[a+b]
Im Mittelpunkt des dritten Teils der Vorlesung stehen Web-Anwendungen und die dafür erforderlichen Server-Technologien. Application-Server bilden eine betriebssystem-ähnliche Ausführungsumgebungen für Objekte auf der Server-Seite. Enterprise Java Beans ist ein Beispiel für eine sehr weit entwickelte Architektur hierfür. Microsoft's .NET ist sowohl eine Programmierumgebung für verteilte Anwendungen (ungefähr im Sinn eines verteilten Komponentenmodells) als auch eine Ausführungsumgebung für Objekte (im Sinn eines Application Servers). In der Vorlesung werden die hinter diesen Produkten stehenden Grundkonzepte analysiert und EJB und .NET kurz vorgestellt. Daneben wird ein Überblick über Entwicklungen und Standardisierungen in diesem Kontext (XML, SOAP, WSDL, UDDI, ...) gegeben [a].
In den Übungen soll ein Object Request Broker zu einem eigenen Application Servers ausgebaut werden. Ausserdem wird eine Einführung in C# (im Vergleich zu java) gegeben und eine einfache verteilte Anwendung in einer .NET-Umgebung realisert [a+b].

In den meisten verteilten Anwendungen stehen die Kommunikationspartner in einer Client-Server-Beziehung. Im Gegensatz dazu gibt es aber auch gleichberechtigte Kommunikation wenn kommunizierende Teilsysteme sowohl Dienstanbieter, als auch Dienstnutzer sein können: Peer-to-Peer-Systeme. Neben einem Überblick über die Grundkonzepte wird eine kurze Einführung in typische P2P-Systeme wie Napster oder Gnutelle gegeben, mit JXTA wird eine Java-basierte Infrastriktur für P2P-Systeme vorgestellt.

Ein Überblick über Design-Patterns für verteilte und nebenläufige Systeme rundet die Vorlesung ab.

Zum Abschluss stellen wir eigene Forschungsprojekte aus dem Bereich "Objektorientierte Betriebssysteme für Verteilte Systeme" vor.

Literatur