Практикум по разработке распределенных систем обработки информации

Федеральное государственное бюджетное  
образовательное учреждение высшего образования  
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  
(национальный исследовательский университет)»
Т.И. Вишневская, Т.Н. Романова
Практикум по разработке  
распределенных систем обработки  
информации
Учебно-методическое пособие

УДК	 004.41
ББК	 34.9
В55
Издание доступно в электронном виде по адресу 
https://bmstu.press/catalog/item/6371/
Факультет «Информатика и системы управления»
Кафедра «Программное обеспечение ЭВМ и информационные технологии»
Рекомендовано Научно-методическим советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия
	
Вишневская, Т. И.
В55
	 	
Практикум по разработке распределенных систем обработки информации : учебно-методическое пособие / Т
. И. Вишневская, Т
. Н. Романова. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 63, [5] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-5243-9
Представлены методические указания по организации самостоятельной  работы 
студентов при проведении учебной практики по разработке  распределенных систем 
обработки информации. Даны рекомендации по выбору и использованию методологии и технологии программной инженерии для разработки распределенных систем 
обработки информации. Сформулированы основные этапы учебной практики и требования к оформлению отчета по итогам практики.
Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 09.04.04 «Программная 
инженерия» в рамках дисциплины «Практикум по разработке распределенных систем 
обработки информации». 
УДК 004.41
ББК 34.9
ISBN 978-5-7038-5243-9
©	МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020
©	Оформление. Издательство 
	
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

ПРЕДИСЛОВИЕ
Предлагаемое учебно-методическое пособие предназначено для студентов 
1-го курса  МГТУ им. Н.Э. Баумана второго семестра магистратуры по направлению 09.04.04 «Программная инженерия», изучающих дисциплину «Практикум 
по разработке РСОИ» (распределенных систем обработки информации). 
Пособие выполнено в соответствии с государственными образовательными стандартами и рабочей программой дисциплины «Практикум по разработке 
РСОИ» по направлению «Программная инженерия».
Цель учебно-методического пособия — способствовать овладению  навыками 
программной реализации распределенных информационных систем.
Учебная практика «Практикум по разработке РСОИ» — это технологическая 
практика по получению профессиональных умений и опыта профессиональной деятельности по разработке РСОИ. Обязательным для освоения до проведения практики является учебный курс «Распределенные системы обработки информации».
Учебно-методическое пособие состоит из четырех разделов. В первом разделе сформулировано задание на учебную практику. Во втором подробно описаны 
все этапы практики и требования к оформлению отчета по итогам практики. 

В третьем сформулированы методические указания по  выбору и использованию 
методологий и технологий программной инженерии для  разработки РСОИ. 

В четвертом разделе приведен пример выполнения индивидуального задания на 
учебную практику по разработке распределенной системы «Информационный 
портал для обмена публикациями» с использованием перспективной сервисноориентированной архитектуры. 
После изучения материалов  учебно-методического пособия студенты смогут 
самостоятельно выполнить индивидуальное задание по дисциплине «Практикум 
по разработке РСОИ» и в рамках данной производственно-технологической деятельности овладеть следующими практическими навыками:
•
• выбора подходящей  технологической платформы для  разработки ПО;
•
• выбора правильных компромиссных решений при  проектировании 
архитектур сложных программных комплексов в соответствии с современными стилями;
•
• разработки требований к характеристикам качества программного 
продукта;
•
•  использования синхронных и асинхронных способов обмена информацией в распределенных информационных системах (РИС);
•
• использования приемов синхронизации данных в РИС;
	
3

•
• устранения противоречивых состояний в информационной системе 
(повторная попытка выполнения, отмена всей операции, распределенные 
транзакции);
•
• реализации авторизации, в том числе token-based авторизации;
•
• написания отказоустойчивых операций в распределенных системах;
•
• реализации процессов масштабирования системы с использованием 
сервисно-ориентированной архитектуры. 
Авторы выражают благодарность студентам  факультета «Информатика и 
системы управления» МГТУ им. Н.Э. Баумана Лавреновой Елизавете Алексеевне, Соломатиной Дарье Игоревне и Дружицкому Ивану Сергеевичу за помощь в 
разработке программного проекта по предложенной методике.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ 
«Практикум по разработке РСОИ» входит в Блок 2 «Практики (учебная)» 
образовательной программы магистратуры по направлению 09.04.04 «Программная инженерия» и проводится в течение 2-го семестра.
1.1. Цель и задачи практики
Цель учебной практики: овладение  навыками проектирования и программной реализации распределенных информационных систем.
Задачи практики: 
•
• закрепление на практике имеющихся и приобретение новых специализированных знаний, умений, навыков и компетенций по разработке РСОИ;
•
• анализ существующих проблем в выбранной предметной области и 
определение возможных путей  для их решения;
•
• анализ существующего программного обеспечения (ПО) предметной 
области. Обзор методов, алгоритмов и программного обеспечения, которые 
могут быть использованы для решения выявленных проблем предметной 
области и разработки нового ПО;
•
• анализ методов модификации и определение  новых функциональных 
возможностей ПО (в случае доработки существующего ПО), которые необходимо разработать в рамках поставленной индивидуальной задачи.
По результатам прохождения практики планируется формирование 
следующих собственных профессиональных  компетенций, предусмотренных основной профессиональной образовательной программой — самостоятельно разрабатываемым образовательным стандартом (СУОС) МГТУ 
 
им. Н.Э. Баумана по  направлению подготовки магистра 09.04.04. «Программная инженерия»:
•
• способность проектировать распределенные информационные системы, 
их компоненты и протоколы их взаимодействия;
•
• владение навыками программной реализации распределенных информационных систем.
1.2. Тема задания по практике
Совместно с руководителем учебной практики студент должен выбрать 
тему индивидуального задания по практике (примеры тем приведены в п. 2.1 
данного пособия). Затем написать техническое задание  (ТЗ) на разработку 
 
5

РСОИ согласно выбранной теме с учетом требований к системе, изложенных 
в п. 1.3. В соответствии с ТЗ должно быть выполнено  проектирование распределенной системы и ее реализация. По результатам проведенной работы 
студент должен предоставить отчет.
1.3. Основные требования к разрабатываемой РСОИ
Используя теоретический материал, изучаемый ранее в рамках дисциплины «Распределенные системы обработки информации», разработать 
РСОИ по выбранной теме. Система должна удовлетворять следующим общим 
требованиям:
•
• для построения системы использовать сервисно-ориентированную 
архитектуру (СОА);
•
• в основе построения микросервисов должны лежать универсальные 
технологии, выбор протоколов взаимодействия между сервисами необходимо обосновать;
•
• данные сервисов должны храниться в базе данных;
•
• система должна обеспечить сбор статистики о пользовательских операциях в соответствии с выделенной ролью для пользователя;
•
• используя современные технологии обеспечить отказоустойчивость 
разработанной системе;
•
• предусмотреть вход в систему как через интерфейс приложения, так и 
через популярные социальные сети;
•
• система должна легко разворачиваться на  нескольких серверах.

2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРАКТИКИ
Учебная практика по разработке РСОИ включает следующие этапы:
1) получение индивидуального задания на практику;
2) выполнение проектных и технологических операций;
3) оформление отчета по практике.
2.1. Индивидуальное задание на практику
После проведения организационных собраний по вопросам практики, где 
студенты знакомятся  с целями, задачами, содержанием и  формами проведения практики, студенты узнают фамилию своего руководителя практики. 
Затем студенты совместно с  руководителями выбирают тему  РСОИ и формулируют конкретные  задачи  индивидуального задания. 
Разработка распределенной системы возможна как индивидуально, так 
и небольшими группами. Если разрабатываемая система большая и сложная, то допускается коллективная разработка, но не более трех студентов в 
одной группе. 
Примеры тем индивидуальных заданий для «Практикума по РСОИ»:
•
• Система «Фотосток с автоматическим аннотированием изображений»;
•
• Система  удаленного мониторинга состояния транспортного средства;
•
• Система для адаптивного распределения заданий в облаке;
•
• Веб-портал краткосрочной аренды автомобиля с поминутной или почасовой оплатой для автовладельцев и клиентов;
•
• Распределенная система управления медицинской клиникой;
•
• Веб-сайт для управления планированием задач;
•
• Интернет-магазин электронных книг;
•
• Планировщик туристических и досуговых маршрутов по городам 
России;
•
• Портал для поиска музыки из фильмов;
•
• Портал для поиска и бронирования гостиниц;
•
• Информационная система для поиска и бронирования авиабилетов;
•
• Мобильное приложение для мониторинга сетей приборов учета;
•
• Сервис по бронированию отелей.
	
7