Ohjelmistoarkkitehtuurit harjoitustyö 2010 Versio 1.0 2010-09-20 1 Johdanto Harjoitustyön aiheena on suunnitella yleinen lenttokenttäopasjärjestelmä ja lentokentän matkatavaroidenhallintajärjestelmä suuren lentokentän tarpeisiin. Jokainen yksittäinen harjoitustyöryhmä suunnittelee näistä toisen, ja lisäksi jokaisella ryhmällä on yhteistyöryhmä, joka suunnittelee toisen. Ryhmät toimivat itsenäisesti, mutta kommunikoivat tarpeen vaatiessa keskenään, jotta laajemmat, kumpaakin järjestelmää koskevat ominaisuudet ovat toimivia, eivätkä ole ristiriidassa keskenään. Painopisteet Suunnittelun lisäksi painopisteenä on arkkitehtuurien arviointi, ja siitä erityisesti ATAMmenetelmä. Jokainen harjoitustyökokonaisuus (ryhmä+yhteistyöryhmä) käydään läpi ATAM:lla yhtenä kokonaisuutena. Tarkoitus on, että ATAM-sessiossa arvioidaan mahdollisimman valmis arkkitehtuuri, mutta toisaalta arkkitehtuuria on vielä mahdollista parantaa ATAM-sessiossa löytyneiden riskien ja puutteiden perusteella. Työtä tehdessä ja suunnitellessa kannattaa pitää mielessä ensimmäisillä luennoilla (ja harjoituksissa) käytyä asiaa ohjelmistoarkkitehtuurin määritelmästä. (Esim. kalvo 5 Johdantoluentojen kalvosetistä kaksi.) Yleistä työn tekemistä edistävää informaatiota Tässä harjoitustyöohjeessa ei käydä läpi lentokenttäympäristöä erityisen tarkasti, sen sijaan yleistä informaatiota lentokentistä ja niiden järjestelmistä löydät mm. seuraavilta verkkosivuilta (lisäksi tarvittaessa googlea, omaa kokemusta, maalaisjärkeä, yms. saa, ja pitääkin käyttää harjoitustyötä tehdessä): http://www.howstuffworks.com/baggage-handling.htm http://www.mitre.org/work/tech_papers/tech_papers_01/cheng_integration/cheng_inte gration.pdf http://www.rfid-weblog.com/50226711/rfid_for_airline_baggage_tracking.php (Denver Airport Failure: http://www.cds.caltech.edu/conferences/1997/vecs/tutorial/eamples/cases/failures.ht m) Tämän dokumentin rakenne Suunniteltaville järjestelmille löytyy tarkempia vaatimuksia omista luvuistaan. Yleistä ympäristöä tarkennetaan tarpeen mukaan, mutta yleisesti ottaen järkevät perustellut ratkaisut ovat hyväksyttäviä. Luvut 1-3 ovat yhteisiä kummallekin harjoitustyölle, luku 4 taas käsittelee enimmäkseen yleistä lenttokenttäjärjestelmä ja luku 5 vastaavasti matkatavaroidenhallintajärjestelmää. Tutustu silti koko harjoitustyöohjeeseen, jotta saat kattavan yleiskuvan koko kohdejärjestelmästä.
Matkatavaroiden haku Gate Gold card members lounge SHOPSHOPSHOP TaFree Food & Drinks Tulli Turvatarkastus Check-in, matkatavarat Lentokenttä (Saapuminen) Elektroniset infopisteet Kuva 1: Yleiskuva lentokentästä kulkusuuntineen
Kuva 2: Yleiskuva matkatavaroiden kuljetuksesta
1.1 Harjoitustyön käytännön järjestelyt ja aikataulu Ryhmäsi aiheen ja yhteistyöryhmänne saat tarkistettua verkkosivuilta/idle:stä. Ottakaa yhteyttä yhteistyöryhmäänne mieluiten mahdollisimman nopeasti, vaikkapa alkuvaiheessa vain todetaksenne, että kommunikaatioyhteydet pelaavat. Mahdollisissa kommunikaatioyms. ongelmissa ottakaa yhteyttä assariinne. Harjoitustyön tekeminen koostuu kahdesta isommasta vaiheesta: 1. Suunnittelu Välipalautus Lopullinen palautus 2. ATAM ATAM-arviointitilaisuuteen valmistautuminen (esitykset yms.) ATAM-tilaisuus ATAM-raportin palautus Korjatun suunnittelun palautus (i.e. reagointi ATAM-löydöksiin) Aikataulu: Ti 21.9 Harjoitustyön esittely luennolla Vko 42 (18.-22.10.) Välipalautus (Vko 41/43 käy poikkeustapauksissa) (Välipalautus oltava suoritettuna pe 22.10. Dokumentti palautettava vähintään edeltävänä arkipäivänä klo 9.00 mennessä ennen ohjauspalaveria. Esim. palaveri pe 12.10 => dokumentti palautettuna viimeistään to 11.10 ja ma 15.10 => dokumentti pe 12.10.) Ma 8.11 Suunnitteludokumentin palautus klo 16.00 mennessä Ke 10.11. klo 16 mennessä ATAM-arviointimateriaalin palauttaminen omalle assarille Vko 46 (15.-19.11.) ATAM-sessiot. (myös vko 45) Ma 29.11. klo 16 mennessä ATAM-arviointidokumenttien palautus Ma 13.12. klo 16 Korjatun/kommentoidun suunnitteludokumentin palautus Huom! Päivämäärät ovat viimeisiä mahdollisia päiviä, dokumentit yms. saa, ja on suositeltavaa palauttaa ajoissa. Jos kaikki on muuten valmiina, niin kurssin puolesta voimme järjestää teille ATAM-session jo aiemminkin. Kannattaa siis aloittaa ajoissa jotta ehditte panostaa suunnitteluun. Vaikka työtä ei toteutakaan ohjelmallisesti, toteutuksen tulisi olla mahdollista palautetun dokumentin avulla. Työssä siis voi (ja kannattaakin) mennä suhteellisen syvälle komponentteihin, kun yleinen arkkitehtuuri on kasassa. Näin pystytte todistamaan, että arkkitehtuuri toteuttaa vaatimukset. (vrt, vastaus kysymykseen toteuttaako järjestelmänne ominaisuuden X? 'tämä komponentti toteuttaa sen' vs. 'ominaisuus toteutetaan tässä komponentissa näin ja näin näiden luokkien avulla, ja se tarvitsee näitä viestejä')
2 Yleisiä vaatimuksia Käyttäkää annettua pohjaa (annettu muodossa doc / odt, palautus pdf). Tarkistakaa, että sivunumerointi löytyy. Nykyisen teknologian lisäksi järjestelmät voivat hyödyntää huomisen teknologiaa. Eli teknologiaa jonka voidaan ajatella olevan muutaman vuoden päästä käytettävisssä. (esimerkiksi sähköinen paperi) Kuvitukseen (luokkakaaviot, sekvenssikaaviot, etc) tulee kiinnittää huomiota. Rajapintoihin kiinnitettävä huomiota 2.1 Järjestelmien kommunikointi keskenään Harjoitustyön kannalta voidaan olettaa, että lentokenttäjärjestelmän yleistä arkkitehtuuria ja muita osia suunnitellaan samaan aikaan harjoitustyönä tehtävien järjestelmien kanssa. Harjoitustyön kannalta tämä tarkoittaa sitä, että pääsette vielä itse määrittelemään tarvitsemaanne informaatiovälitystä teidän järjestelmänne ja yleisen järjestelmän välillä. Toimittajien kesken on sovittu alustavasti, että järjestelmät keskustelevat keskenään viestipohjaisesti JMS-tyyppisin viestein (http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/wmbhelp/v7r0m0/inde.jsp? topic=/com.ibm.etools.mft.doc/ac24863_.htm ) (JMS = Java Message Service, yleistä infoa esim. http://download.oracle.com/javaee/1.3/jms/tutorial/1_3_1-fcs/doc/basics.html http://www.oracle.com/technetwork/java/inde-jsp-142945.html ) Viestisysteemin ei tarvitse olla täysin JMS:n mukainen (eikä kaikkia sen ominaisuuksia tarvitse hyödyntää), mutta siitä saa pohjan järjestelmien väliseen kommunikointiin.tarvittaessa voitte käyttää myös jotain muuta tapaa kommunikoida teidän ja yhteistyöryhmänne kesken, jos vain pääsette mahdollisista muista mekanismeista sopuun, ja osaatte esittää näiden käytölle tarpeeksi hyvät perustelut dokumentissanne. Opasjärjestelmä Matkalaukunhallintajärjestelmä Muita järjestelmiä Lentokenttäjärjestelmien yhteinen viestiväylä Kuva 3: Järjestelmätason arkkitehtuuri 3 ATAM ATAM ja arkkitehtuurien arvionti yleisesti käydään läpi luennoilla, kurssin kirjassa ja harjoituksissa. Harjoitustyön ATAM-arviointisessiossa käydään läpi ja arvioidaan yksi kokonainen lentokenttäkokonaisuus, eli osio suoritetaan yhdessä yhteistyöryhmänne
kanssa. ATAMin käytännön järjestelyistä tulee tarkemmat ohjeet myöhemmin. 4 Yleinen lentokenttäopas Lentokenttäopas on hieman futuristinen opastusjärjestelmä matkustajille. Järjestelmän tehtävänä on mm. auttaa matkustajaa löytämään ajoissa perille ja siinä sivussa kertoa paljonko shoppailuaikaa heillä on ja löytyykö heitä kiinnostavia tarjouksia. Tämän järjestelmän laajennusmahdollisuuksina voidaan pitää suurinpiirtein kaikkia matkustajaa ja lentokentän sujuvuutta auttavia toiminnallisuuksia. Lentokenttäopas toimii ainakin sekä erillisillä päätteillä (joita aiotaan ripotella avokätisesti ympäri asemarakennusta) että weppikäyttöliittymällä jossa oma profiili mobiililaitteille. Weppikäyttöliittymän yleinen osio on avoin kaikkialta, mutta varaudutaan, että osa tiedoista ja valinnoista on mahdollista nähdä vain kun laite on kytkettynä lentokentän Wlaniin. Matkalipussa on RFID josta päätteet voivat helposti tunnistaa käyttäjän. Tulevaisuuden suunnitelmissa myös on, että matkalippu voisi olla kaksiosainen taitettu e-paperi (tyyppiä joka säilyttää tiedot jotka siihen on piirretty kunnes siihen piirretään jotain muuta), jonka sisäsivulla löytyy aina matkustajan perustiedot, lento, lähtöaika ja portti. Kannessa oleva osio voidaan päivittää päätteillä tarpeen mukaan. Näin käyttäjä voisi hakea esimerkiksi kartan haluamaansa kohteeseen päätteeltä ja ottaa sen mukaan. Käytettäessä omaa tai lentokentältä lainattua/vuokrattua opasta päästään hyödyntämään karttatoiminnallisuutta enemmänkin. Opas osaa opastaa mm. check-in paikkaan, lyhimpään turvatarkastusjonoon, kertoa säännöt ja opastaa ajankäytön kanssa. Esimerkkiskenaarioita: Maija Matkaajalla on lentomatka Pekingiin. Hänen vielä kotona ollessaan, hänelle kerrotaan, että kentälle odotetaan pientä ruuhkaa hänen saapumisaikaansa ja suositellaan saapumisajan varhentamista vartilla. Tiedoitus voi tulla Maijan preferensseistä riippuen joko e-maililla tai tekstiviestinä. Lisäksi tiedoitus näkyy Maijan kirjautuessa lentokenttäjärjestelmään, josta Maija voi halutessaan vielä tarkistaa uuden aikataulunsa. Petri Pallontallaaja on tullut ulos koneesta lentokentälle. Petri näkee kännykästään siitä missä hänen laukkunsa tällä hetkellä on ja kuinka kauan kestää että se tulee noudettavaksi hihnalle. Petrillä on kiire kokoukseen, joten hän valitsee kännykästään laukun toimitettavaksi suoraan hotellille (lisämaksullinen palvelu). Ville kirjautuu järjestelmään määränpäässä ollessaan ja ostaa matkamuistojen määrästä johtuen lisäkapasiteettiä paluulennolle. Erkki on ehtinyt lentokentälle myöhässä, ja tajuaa olevansa vielä terminaalin väärässä päässä, kun häntä jo kuulutetaan koneeseen. Koska Erkki on kirjautunut lentokenttäopas järjestelmään, niin samalla hänen puhelimensa hälyttää, ja hän saa järjestelmän kautta pyynnön tulla lähtöportille ja linkin karttaan josta näkyy lyhin reitti perille. Halutessaan hän voi vastata pyyntöön ja klikata esimerkiksi Ok, olen tulossa -nappia. Tällöin lentokenttähenkilökunta tietää, että Erkki on saanut ilmoituksen ja on tulossa. Karin lento Kööpenhaminaan on teknisistä syistä peruttu 20 minuuttia ennen koneen lähtöaikaa. Koska Kari on kirjautunut lentokenttäopas järjestelmään, niin hän saa tiedon peruutuksesta puhelimeensa samaan aikaan kuin siitä kuulutetaan lentokentällä. Karilla näkee halutessaan lentokenttäoppaasta kartan hänen lentoyhtiönsä tiskille jossa hän voi fyysisesti henkilökunnan avustuksella setviä aikatauluaan ja tulevia lentoja, tai
vaihtoehtoisesti yksinkertaisissa tapauksissa hän voi suoraan lentokenttäopasjärjestelmästä vaihtaa lentonsa seuraavaan vastaavaan samalta lentoyhtiöltä ja välttää näin ruuhkat lentoyhtiön tiskillä. = pakollinen, o = optionaalinen Vaatimus Kuvaus Perusvaatimus Portti-ilmoitus lähtöaikailmoitukset kartta kartta-kohteet tarjoukset Matkatavaroiden toimitus Aikataulu Check-in Henkilökohtainen ilmoitus portin vaihtumisesta tekstiviesti ja laite Henkilökohtainen ilmoitus lähtöajan siirtymisestä tekstiviesti ja laite ( tekstiviestin voi ottaa pois asetuksista) opaslaite (kännykkä / muu mobiililaite) näytetään kartalta lähtöportin sijainti opaslaite (kännykkä / muu mobiililaite) merkitään karttaan asiakasta kiinnostavat kohteet (ostoshistorian perusteella) opaslaite (kännykkä / muu mobiililaite) näytetään lisätietia ja tarjoukset kaupoista opaslaite (kännykkä / muu mobiililaite) mahdollisuus matkatavaroiden toimitukseen hotellille lisäpalveluna opaslaite (kännykkä / muu mobiililaite) näyttää aikataulun -arvioitu lähtöaika kotoa (varoituksin) -milloin olisi hyvä olla kentällä -varoitus ruuhkasta kentällä -milloin pitää olla portilla -milloin määränpäässä - päivittyvä arvio, myös koneessa jos pääsy nettiin check-in tekstiviestillä, automaatilla, lentoyhtiön pisteellä ja verkossa. Jäsenyydet Opas osaa näyttää mitkä jäsenedut hänellä käytössä Mahdolliset jäsenedut Oppaalta voi tiedustella seuraavan tason jäsenetuja ja mitä hänen vielä täytyy tehdä etujen saavuttamiseksi (esim. kuinka paljon matkoja puuttuu) (ostoshistoria o) (voi laajentaa o) o o o 5 Matkatavaroidenhallintajärjestelmä Matkatavaroidenhallintajärjestelmän vastuulla on matkatavaroiden hallinta siitä lähtien, kun henkilökunta ottaa matkatavarat vastaan. Vastuisiin sisältyy matkatavaroiden kuljettaminen oikeaan aikaan oikeaan paikkaan, automaattiset tarkastukset ja lentoyhtiöiden ja matkustajien informoiminen heitä kiinnostavista asioista (Esim. lentokenttäopasjärjestelmä osaa opastaa heidät hakemaan laukkunsa). Kenttä on
vilkasliikenteinen ja tavaraa liikkuu paljon. Matkatavarat merkitään RFID-tagilla. Fyysinen järjestelmä on suurelta osin tiedossa ja osalle hyödynnettävistä laitteista on jo rajapintakuvaukset. Esimerkiksi kentän alla kulkevan raideverkoston vaunuista (nykyisellä sensorivalikoimalla) löytyy kuvaukset. Järjestelmän tulee osata varautua mm. tilanteisiin missä portti vaihtuu, tai lento viivästyy ja osattava informoida koordinaattoria jos laukut eivät ehdi suunniteltuun koneeseen. Tällöin järjestelmän tulee osata ehdottaa jo valmiiksi vaihtoehtoisia koneita joilla tavarat saadaan matkaan mahdollisimman pian. Joissain erikoistapauksissa, esim. vikaantuminen, henkilökunta voi myös ehtiä toimittamaan laukun manuaalisesti koneeseen. Järjestelmä saa saapuvista matkatavaroista tiedon ja osaa kertoa mikäli jotain tavaraa ei löydy tai jostain tavarasta puuttuu tunniste. Esimerkkiskenaarioita: Laukku kirjataan sisään lentoyhtiön toimesta ja henkilökunta laittaa siihen kiinni oikean RFID-tagin. Laukku kulkee automaattisen turvatarkastuksen läpi ja toimitetaan automaattisesti oikeaan lentokoneeseen hieman ennen lähtöä. Nopeasta kuljetusradasta hajoaa vaihde. Tästä huolimatta saadaan tavarat perille[*], koska nopea verkosto on kehämäinen kahteen suuntaan. ( Voi aiheuttaa myöhästymisiä ja uudelleenjärjestelyjä, joista informoidaan lentoyhtiöitä). * Rikkoutuminen voi estää yksittäisen portin käytön nopeaa kuljetusrataa pitkin. Mikäli täällä on jo kone jonne pitäisi saada tavaraa, tavarat kuljetetaan lähimmälle vapaalle portille josta tavarat kuljetetaan tavarankuljetuskärryillä koneeseen. Lasse Lomailija perheineen rynnistää koneesta matkatavaroiden vastaanotolle ja näkee infotaululta (hänen lapsensa näkivät saman tiedon jo aikaisemmin lentokenttäoppaasta), että matkatavarat saapuvat hihnalle seitsämän kolmen minuutin kuluttua. Lentokoneessa New Yorkiin havaittiin huoltotoimenpiteitä vaativia asioita 1h ennen lähtöä, ja lento suoritetaankin toisella koneella. Jo toimitetut matkalaukut sekä uudet vielä toimittamattomat laukut pitää tästä johtuen siirtää toisella portilla olevaan koneeseen. = pakollinen, o = optionaalinen Vaatimus Kuvaus Perusvaatimus RFID-tunnistus Laukku osataan yhdistää asiakkaaseen (+ vice versa) RFIDtagin avulla. Toimitus Tavarat toimitetaan koneeseen ennen lähtöä Kuljetuslaitteisto Matkustajilta Kuljetuslaitteiston hallinta (How stuff worksin kaltainen) (Eli kuljetushihnat, 'pikakuljetusvaunuyksiköt', painoanturit, etc). otetaan rfid tagilla varustetut matkalaukut järjestelmän kuljetettavaksi matkustajilta + virhetilanteiden käsittely (esim. laukkua ei merkitty, RFID saadaan luettua, mutta ei yhdistettyä asiakkaaseen, etc.) Lisätoimitus Matkatavaroiden toimitus hotellille. o Tavarainfo Lentoyhtiölle tieto koneeseen siirretyistä tavaroista Paikkainfo Seuraa ja informoi tavaroiden sijainnista
Vastaanotto Tavaramäärä mm. lentoyhtiöt, opasjärjestelmä ottaa koneesta puretut tavarat vastaan -myös viivakoodilliset missä ei RFID-tagia Pitää kirjaa kullekin lennolle vastaanotetusta tavaramäärästä (paino + tilavuus). Tämä tieto on lentoyhtiön saatavissa. Kapasiteetinhallinta Edellinen tieto yhdistetään lentokoneen kapasiteettiin ja tätä hyödynnetään matkatavaroiden toimittamisessa mahdollisten häiriötapausten yhteydessä (esim yksittäisen lennon matkustajat saatiin matkaan, mutta tavaroita ei) o o 5.1 Esimerkkikomponentteja Komponentti RFID-anturi Komponenttien rajapintoja saa ( järkevästi ) uudelleenmääritellä ja tarkentaa. Toiminnot (lue esim. http://fi.wikipedia.org/wiki/rfid) kun RFID tagi ohittaa lukuanturin anturi saa tagin UID:n (epc) Kuljetusvaunun moottori PowerOn, Shutdown, SetPower, QueryStatus... 6 Yhteydet järjestelmien välillä Huomioikaa, että osa toiminnallisuuksista edellyttävät kommunikaatiota yhteistyöryhmän toteutuksen kanssa. Näitä voi löytää enemmänkin kuvausten ja oman mietinnän perusteella, mutta tällaisia ovat ainakin: - Asiakkaille tieto mistä voivat hakea laukkunsa - Laukku hukassa - Laukku ei ehtinyt lennolle Ja mahdollisia lisäpalveluita ainakin: - Asiakas lentokentällä ollessaan saa lievän sairaskohtauksen ja peruuttaa lähtönsä laukun lähetys peruutetaan jos se vielä mahdollista - Asiakas haluaa laukkunsa suoraan hotellille.
7 Vaadittava dokumentaatio 7.1 Välipalautus Annetun dokumenttipohjan mukaan seuraavat kohdat soveltaen: Vaatimukset järjestelmälle (luvut 1 ja 2) Yleinen kuvaus järjestelmästä ja sen vaatimuksista Muunneltavuusvaatimukset, eli minkälaiseen muunteluun toteutettavan järjestelmän tulee varautua Yleinen arkkitehtuuri (luku 3 ja erityisesti sen kohdat 3.1. ja 3.2.) Korkean tason arkkitehtuuri (luokkakaaviot ja sekvenssikaaviot mahdollisia) Käytetyt suunnittelumallit (mm. luokkakaavio) 7.2 Lopullinen palautus Korjattu/päivitetty versio välipalautuksessa annetusta dokumentista, johon on täydennetty loputkin dokumenttipohjan kohdat. 7.3 ATAM ATAM-arviointitilaisuutta varten tehty materiaali (esitykset yms.) ATAM-raportti. 8 Alustavat arvosteluperusteet Arvostelussa kiinnitetään erityisesti huomiota seuraaviin asioihin: Järjestelmän arkkitehtuuri mm. laajennettavuus ja ylläpidettävyys Dokumentaatio... Harjoitustyö arvostellaan seuraavasti: välipalautus hyväsytty/hylätty, suunnittelu 0-6p (sisältäen alkuperäisen suunnittelun + ATAMiin reagoinnin), ATAM arviointi 0-4p. 9 Palauttaminen 9.1 Välipalautus Välipalautuksessa palautetaan pelkästään alustava versio dokumentaatiosta yliopistokohtaisten käytäntöjen mukaisesti.
9.2 Lopullinen palautus Palautuspaketit nimetään seuraavan mallin mukaisesti: ohar_2010-group<ryhmän numero>-<vaihe>-<harjoitustyön aihe>.pdf eli esim. ohar_2010-group1-välipalautus-lentokenttäopas.pdf tai ohar_2010-group23- lopullinenpalautus-matkatavaroidenhallinta.pdf Ryhmänumeron saat IDLE:stä (TTY) tai assariltasi.