Τεχνολογία συστημάτων λογισμικού και γεωπληροφορική: σύγκλιση, ολοκλήρωση και τάσεις

1. 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

2. 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

3. 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...

4. Λογισμικό: ένα τεχνικό έργο • Αντιληπτό μόνο από τα αποτελέσματά του και όχι πάντα με έναν μοναδικό τρόπο • Ανάπτυξη λογισμικού: Ανάγκες Συστατικά Λογισμικού

5. Τεχνολογία Λογισμικού ΔΙΚΤΥΑ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Μ-Μ INTERFACES ΤΥΠΙΚΕΣΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΕΡΓΩΝ (...κ.α.)

6. 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"

7. Σύλληψη της ιδέας Επεξεργασία της λύσης Κατασκευή Μετάβαση #1 #2 ... ... ... ... ... #Κ ... ... #Ν-1 #Ν ... ΓΕΝΙΚΕΣ ΚΥΚΛΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Απαιτήσεις Ανάλυση Σχεδίαση Υλοποίηση Έλεγχος ... ΕΡΓΑΣΙΕΣ Απαιτήσεις Ανάλυση Σχεδίαση Υλοποίηση Έλεγχος ΧΡΟΝΟΣ ... Τεχνολογία Λογισμικού

8. Σύγχρονα συστήματα λογισμικού • Πώς περιγράφεται με λίγες λέξεις ένα σύγχρονο σύστημα λογισμικού; • The networkisthe computerSun Microsystems

9. Σύγχρονα συστήματα λογισμικού • Τεχνικά χαρακτηριστικά • Δικτυακά • Κατανεμημένα • Ετερογενή • Λειτουργικά χαρακτηριστικά • Ολοκληρώσιμα • Πλήθος νέων πεδίων εφαρμογής

10. Σύγχρονα συστήματα λογισμικού • 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...)

11. Σύγχρονα συστήματα λογισμικού • 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

12. Σύγχρονα συστήματα λογισμικού • Ετερογενή • Οι κόμβοι των συστημάτων λογισμικού είναι ετερογενείς συσκευές (υλικό) • Πολλά διαφορετικά λειτουργικά περιβάλλοντα και "πλατφόρμες" λογισμικού

13. 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

14. 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

15. Ανάπτυξη λογισμικού: τάσεις • Στην υποδομή • Στις επικοινωνίες • Στη συνεργασία συστημάτων λογισμικού • Στην ασφάλεια

16. 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

17. Κυρίαρχες τάσεις • 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

18. Κυρίαρχες τάσεις • Ασφάλεια • Κρυπτογραφία • Αρχές πιστοποίησης • Υποδομές δημοσίων κλειδιών (PKI) • Βιομετρικά • Ολοκλήρωση με λειτουργικά συστήματα και δικτυακές υποδομές (IPv6)

19. 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

20. Εφαρμογές: κατάσταση και τάσεις

21. Εφαρμογές: κατάσταση και τάσεις

22. 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

23. 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

24. 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

25. Περιοχές εφαρμογών: ενημέρωση • Γεωγραφική πληροφορία (  ) • Προσαρμόσιμο (adaptive) περιεχόμενο • Πληροφορία θέσης (  ) • Δυναμικά καθοριζόμενο περιεχόμενο • Location-Based Services • Επιλεγόμενο περιεχόμενο • Ειδικές εφαρμογές διαχείρισης κινδύνων κ.ά.

26. Περιοχές εφαρμογών: εκπαίδευση • Γεωγραφική πληροφορία (  ) • Ισχυρό εργαλείο αναφοράς • Ενσωμάτωση ολοκληρωμένων εκπαιδευτικών πλαισίων και GIS • Πληροφορία θέσης (   ) • Νέα περιοχή:Location-Based TrainingΕκπαίδευση πεδίου με δυναμικά προσαρμοζόμενο εκπαιδευτικό περιεχόμενο και υπηρεσίες, με βάση την τρέχουσα θέση και το μοτίβο κίνησης του εκπαιδευόμενου

27. Συστήματα λογισμικού και γεωγραφική πληροφορία • 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

28. Συστήματα λογισμικού και γεωγραφική πληροφορία • Ολοκλήρωση ανομοιογενών συστημάτων • Επικοινωνία • Διαφορετικών συσκευών • Πάνω από σύγχρονα πρωτόκολλα χαμηλού επιπέδου (φυσικού, δικτύου) • Ικανοποιώντας απαιτήσεις αξιοπιστίας, ταχύτητας και ασφάλειας

29. Παραδείγματα • Επικοινωνία • Υπολογιστή • Υπολογιστή παλάμης • Κινητού τηλεφώνου • GPS • Κόμβου δημόσιου ασύρματου δικτύου • Δικτύου GSM • Πάνω από • Bluetooth, wifi, firewire, usb, ethernet, κλπ

30. Συστήματα λογισμικού και γεωγραφική πληροφορία • Διαλειτουργικότητα ανεξάρτητων εφαρμογών • Παροχή (+λήψη) υπηρεσιών σε (+από) τρίτα μέρη: web services • Σχεδίαση και χρήση τεχνικών συμβολαίων • Εγκαθίδρυση μοντέλων χρέωσης

31. Παραδείγματα • 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

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

33. Συστήματα λογισμικού και γεωγραφική πληροφορία • 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

34. 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

35. Παράδειγμα

36. Συστήματα λογισμικού και γεωγραφική πληροφορία • Πρότυπα και μοντέλα παροχής υπηρεσιών προστιθέμενης αξίας σε κατανεμημένα ετερογενή περιβάλλοντα • Φυσική σύνδεση • Αρχιτεκτονική εφαρμογής

37. Φυσική σύνδεση Web service provider Web service provider Clients Open data provider Open data provider Value added integrator

38. Αρχιτεκτονική λογισμικού Web service provider Web service provider Clients Open data provider Open data provider Value added integrator

39. 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

40. Παραδείγματα - εμπειρία • 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

41. Παραδείγματα - εμπειρία • 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

42. Παραδείγματα - εμπειρία • Πρότυπο πλαίσιο εκπαίδευσης ναυτικών επαγγελμάτων με βασισμένες-στη-θέση υπηρεσίες - LBT: Location-Based Training (Πρόταση σε ΠΕΠ καινοτομίας) • Αλλες περιοχές εφαρμογής • Γεωλογία • Αρχαιολογία • Περιβάλλον

43. Παραδείγματα - εμπειρία • 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)

44. Παραδείγματα - εμπειρία Routing web service Image processing Web service Clients GIS data provider LBS

45. 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

46. 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