Αρχιτεκτονικές λογισμικού για παροχή δικτυακής υπηρεσίας επίλυσης υπολογιστικών προβλημάτων

Abstract

Η ανάπτυξη λογισμικού αποτελεί έναν από τους πιο έντονα αναπτυσσόμενους τεχνολογικούς τομείς του 21ου αιώνα, με την καθιέρωση του Cloud και τη σταδιακή απομάκρυνση από τα παραδοσιακά τοπικά προγράμματα να επιφέρουν ραγδαίες αλλαγές στον επιχειρηματικό κόσμο. Σε αυτό το πλαίσιο, οι μοντέρνες εφαρμογές γίνονται ολοένα και περισσότερο πολύπλοκες και απαιτητικές ως προς την κατανάλωση υπολογιστικών πόρων. Προκειμένου οι διάφορες εταιρείες να μπορέσουν να συμβαδίσουν με τον καταιγιστικό ρυθμό που τα υπάρχοντα δεδομένα μεταβάλλονται και νέα δεδομένα κάνουν την εμφάνισή τους, καθίσταται επιτακτική η ανάγκη αποδοτικής, ασφαλούς και αξιόπιστης διαχείρισης ενός όγκου πληροφοριών σημαντικά μεγαλύτερου συγκριτικά με το παρελθόν. Μία από τις λύσεις που διατίθενται στην αγορά εργασίας για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων σε ένα λογισμικό σύστημα είναι η χρήση ενός διαμεσολαβητή μηνυμάτων, ευρέως γνωστό ως message broker, ο οποίος αναλαμβάνει εξ ολοκλήρου την λήψη και δρομολόγηση των δεδομένων μέχρις ότου να γίνει η απαραίτητη διευθέτηση τους από το λογισμικό, οπότε και επιστρέφει το αποτέλεσμα πίσω στον τελικό χρήστη. Στόχο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η κατασκευή και διερεύνηση ενός solver υπολογιστικών προβλημάτων ο οποίος αξιοποιεί τον παγκοσμίως διαδεδομένο message broker RabbitMQ για τη διαχείριση των εισερχόμενων αιτημάτων προς επίλυση και υπακούει στις θεμελιώδεις αρχές του Software-as-a-Service μοντέλου. Χρησιμοποιώντας τη βιβλιοθήκη ORTools της Google, επιχειρείται η επίλυση μίας σειράς προβλημάτων που υπάγονται στον κλάδο της Επιχειρησιακής Έρευνας, τόσο με την απευθείας επικοινωνία του πελάτη και του διακομιστή όσο και με τη διαμεσολάβηση της RabbitMQ μεταξύ τους, ενώ ακόμη επιδιώκεται η σύγκριση διαφορετικών αρχιτεκτονικών υλοποίησης μίας τέτοιας υπολογιστικής πλατφόρμας. Επιπλέον, μελετάται η επίδραση της παρουσίας message broker τόσο στην ορθότητα των αποτελεσμάτων όσο και στην ανθεκτικότητα κατά την αντιμετώπιση μεγάλου και ιδιαίτερα απαιτητικού όγκου προβλημάτων, αναδεικνύοντας παράλληλα τα πλεονεκτήματα που προσδίδει η χρήση ενός message broker σε ένα σύνθετο και υπολογιστικά ακριβό software προϊόν. Τέλος, επισημαίνονται κάποιες ιδέες οι οποίες σε θεωρητικό επίπεδο διασφαλίζουν τη βελτίωση της απόδοσης και της κλιμακωσιμότητας της κατασκευασμένης υπηρεσίας προκειμένου να μπορεί να ανταπεξέλθει στις απαιτήσεις του πραγματικού κόσμου.