Κατανεμημένα Πληροφοριακά Συστήματα και Διαχείρισή τους

Abstract

Το βιβλίο αναλύει σε βάθος σημαντικές πτυχές των σύγχρονων κατανεμημένων πληροφοριακών συστημάτων. Αρχικά λαμβάνει χώρα μια γενικότερη επισκόπηση των Κατανεμημένων Συστημάτων (ΚΣ), αναλύονται τα προβλήματα και οι προκλήσεις που αντιμετωπίζουν, τα βασικά χαρακτηριστικά τους και η σχέση τους με τα Πληροφοριακά Συστήματα (ΠΣ). Εξηγούνται οι βασικές αρχές σχεδίασης των ΚΣ και η αρχιτεκτονική που αυτά ακολουθούν. Παρουσιάζονται η επικοινωνία μεταξύ απομακρυσμένων διεργασιών, η απομακρυσμένη εκτέλεση εντολών και ο δικτυακός προγραμματισμός στα ΚΣ. Διερευνώνται, δε, οι διεργασίες και η σχέση τους με τα νήματα, τα οποία παρουσιάζονται ως προς τη χρήση τους, την κατασκευή τους, την επικοινωνία και τον συγχρονισμό τους. Στη συνέχεια, εξετάζονται τρεις σημαντικές υπηρεσίες λειτουργίας των ΚΣ, η υπηρεσία ονομάτων, η υπηρεσία ευρετηρίου και η υπηρεσία εντοπισμού πόρων. Κατόπιν εξετάζονται οι υπηρεσίες συγχρονισμού μεταξύ των επικοινωνούντων υποσυστημάτων στα ΚΣ, η ασύγχρονη επικοινωνία μέσω μηνυμάτων και η μέτρηση του φυσικού ή λογικού χρόνου σε αυτά, όπως και οι καταστάσεις ενός ΚΣ σε έναν κατανεμημένο υπολογισμό. Ο αμοιβαίος αποκλεισμός είναι ένα άλλο σημαντικό ζήτημα που πραγματεύεται το βιβλίο, καθώς και η εκλογή ενός υπολογιστικού κόμβου ως αρχηγού. Επίσης, αναλύεται διεξοδικά η ασφάλεια στα ΚΣ, η οποία αφορά τα δίκτυα, τους εξυπηρετητές, τους τερματικούς σταθμούς, το συστημικό λογισμικό και το λογισμικό εφαρμογών. Παρουσιάζονται εκτενώς θέματα που αφορούν τις κατανεμημένες εφαρμογές, με έμφαση στις απαιτήσεις που αυτές πρέπει να ικανοποιούν, και τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη και την εκτέλεσή τους, συμπεριλαμβανομένων των κατανεμημένων βάσεων δεδομένων και αρχείων, και των ρόλων των χρηστών. Περαιτέρω, γίνεται παρουσίαση της πανταχού παρούσας υπολογιστικής μέσα από τρεις βασικές τεχνολογίες: την κινητή υπολογιστική, την υπολογιστική νέφους και το blockchain. Συμπληρωματικά προς αυτές τις τεχνολογίες παρουσιάζονται και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων και οι Έξυπνες πόλεις. <br/>Τέλος, εξετάζεται η διαχείριση των ΚΣ, βασισμένη στις έννοιες της πολιτικής και του πεδίου διαχείρισης, καθώς και η αρχιτεκτονική αυτής. Το βιβλίο ολοκληρώνεται με μια εργαστηριακή άσκηση για έναν πολυνηματικό εξυπηρετητή εφαρμογών και τη βήμα προς βήμα εκτέλεσή της.

The book analyzes in depth important aspects of modern distributed information systems. Initially, a general overview of Distributed Systems (DS) takes place, and the problems and challenges they face, their main characteristics and their relationship with Information Systems (IS) are analyzed. The basic design principles of DSs and the architecture which they follow are explained. Communication between remote processes, remote command execution, and network programming in DS are introduced. Processes are examined as well as their relationship to threads, which are presented in terms of their use, construction, communication, and synchronization. Then three important services of the DS are examined, the Name Service, the Directory Service and the Resource Locator Service. Synchronization services between communicating entities in DSs, asynchronous message communication and measurement of physical or logical time in them, as well as the states of a DS in a distributed computation are then considered. Mutual exclusion is another serious topic that the book deals with, as well as the election of a computing node as the leader. Security in DS is examined, which concerns networks, servers, terminals, system software, and application software. Topics related to distributed applications are presented extensively, with an emphasis on the requirements that they must meet, the tools used to develop and run them, including distributed databases and files, and user roles. Then we address ubiquitous computing through three key technologies: mobile computing, cloud computing, and blockchain. In addition, the Internet of Things and the Smart Cities are featured. Then, the management of DSs is examined, based on the concepts of management domains and policies, as well as its architecture. Finally, a lab project concerning a multithreaded application server is presented.