Widz�c Wielki Obraz

Ten krok zapewnia nie tylko du�y obraz, w kt�rym znajduje si� blockchain, ale tak�e podkre�la jego po�o�enie w ramach du�ego obrazu. Aby pozwoli� ci zobaczy� du�y obraz, ten krok wprowadza poj�cie architektury oprogramowania i wyja�nia jego zwi�zek z koncepcj� oddzielenia systemu na warstwy i aspekty. Aby pom�c ci rozpozna� lokalizacj� blockchaina w ramach du�ego obrazu, ten krok podkre�la zwi�zek mi�dzy struktur� blockchain a architektur� oprogramowania. Na koniec, ten krok wskazuje na podstawowy cel blockchaina w jednym zdaniu. Docenianie tego celu jest kamieniem w�gielnym w zrozumieniu blockchain i zrozumieniu przebiegu kolejnych krok�w.

Metafora

Czy kiedykolwiek kupi�e� samoch�d? Wi�kszo�� z nas ma. Nawet je�li nigdy nie kupi�e� samochodu, prawdopodobnie wiesz, �e samochody s� wyposa�one w r�ne typy silnik�w (np. diesel, benzyn� lub silnik elektryczny). Jest to przyk�ad procesu modularyzacji, kt�ry jest wynikiem zastosowania koncepcji warstwowania do samochod�w. Posiadanie wyboru mi�dzy r�nymi silnikami przy zakupie samochodu mo�e spowodowa� niesamowite r�nice w poje�dzie. Dwa samochody, kt�re wygl�daj� identycznie z zewn�trz, r�ni� si� znacznie w zale�no�ci od mocy silnik�w, a co za tym idzie, maj� bardzo r�ne osi�gi. Dodatkowo, wyb�r silnika b�dzie mia� wp�yw na inne cechy samochodu, takie jak jego cena, koszty operacyjne, rodzaj zu�ywanego paliwa, uk�ad wydechowy i wymiary hamulc�w. Maj�c to na uwadze, zrozumienie roli blockchain w wielkim obrazie b�dzie znacznie �atwiejsze.

System p�atno�ci

Zastosujemy koncepcj� warstw do systemu p�atno�ci. Poni�ej pokazujemy niekt�re z potrzeb u�ytkownika, a tak�e niekt�re niefunkcjonalne aspekty warstwy aplikacji i implementacji.

Warstwa : Aplikacja

Aspekty funkcjonalne : Wp�a� pieni�dze, wyp�a� pieni�dze, przelewaj pieni�dze, monitoruj saldo konta
Aspekty niefunkcjonalne : Graficzny interfejs u�ytkownika wygl�da pi�knie, �atwy w u�yciu, Przesy�anie pieni�dzy odbywa si� szybko, System ma wielu uczestnik�w

Warstwa : Implementacja

Aspekty funkcjonalne : ?
Aspekty niefunkcjonalne : Dost�pne 24 godziny na dob�, odporne na oszustwa, utrzymanie integralno�ci, zapewnienie prywatno�ci u�ytkownika Czy zauwa�y�e� znak zapytania w cz�ci, w kt�rym normalnie m�g�by� zobaczy� informacje o technologii u�ywanej do dzia�ania systemu? Ta przestrze� zosta�a celowo pomini�ta. To miejsce, w kt�rym decydujesz, kt�ry "silnik" powinien by� u�ywane do uruchomienia twojego systemu. Wkr�tce dowiesz si� nieco wi�cej o ekwiwalencie silnika w systemach oprogramowania.

Dwa rodzaje architektury oprogramowania

Istnieje wiele sposob�w na wdro�enie system�w oprogramowania. Jednak jedna z podstawowych decyzji przy wdra�aniu systemu dotyczy jego architektury, sposobu, w jaki komponenty s� zorganizowane i powi�zane ze sob�. Dwa g��wne podej�cia architektoniczne do system�w oprogramowania s� scentralizowane i rozproszone. W scentralizowanych systemach oprogramowania komponenty s� rozmieszczone i po��czone z jednym centralnym komponentem. Natomiast komponenty system�w rozproszonych tworz� sie� po��czonych komponent�w bez centralnego elementu koordynacji lub kontroli. Rysunek przedstawia dwie przeciwne architektury. Okr�gi na rysunku reprezentuj� elementy systemu, zwane r�wnie� w�z�ami, a linie reprezentuj� po��czenia mi�dzy nimi. W tym momencie nie jest wa�ne, aby zna� szczeg�y tego, co te komponenty robi� i jakie informacje s� wymieniane mi�dzy w�z�ami. Wa�nym punktem jest istnienie tych dw�ch r�nych sposob�w organizacji system�w oprogramowania. Po lewej stronie rysunku przedstawiona jest architektura rozproszona, w kt�rej komponenty s� ze sob� po��czone bez centralnego elementu. Wa�ne jest, aby �aden z komponent�w nie by� bezpo�rednio po��czone ze wszystkimi pozosta�ymi komponentami. Jednak wszystkie komponenty s� po��czone ze sob� przynajmniej po�rednio. Prawa strona rysunku ilustruje a scentralizowana architektura, w kt�rej ka�dy komponent jest po��czony z jednym centralnym sk�adnik. Komponenty nie s� bezpo�rednio ze sob� po��czone. one ma tylko jedno bezpo�rednie po��czenie z komponentem centralnym.

Zalety system�w rozproszonych

G��wnymi zaletami systemu rozproszonego na pojedynczych komputerach s�:

- Wi�ksza moc obliczeniowa
- Redukcja koszt�w
- Wi�ksza niezawodno��
- Zdolno�� do naturalnego wzrostu

Wi�ksza moc obliczeniowa

Moc obliczeniowa rozproszonego systemu jest wynikiem po��czenia mocy obliczeniowej wszystkich pod��czonych komputer�w. W zwi�zku z tym systemy rozproszone maj� zwykle wi�ksz� moc obliczeniow� ni� ka�dy komputer. Sprawdza si� to nawet przy por�wnywaniu rozproszonych system�w sk�adaj�cych si� z komputer�w o stosunkowo ma�ej mocy obliczeniowej z odizolowanymi superkomputerami.

Redukcja koszt�w
v Cena g��wnych komputer�w, pami�ci, miejsca na dysku i sprz�tu sieciowego spad�a dramatycznie w ci�gu ostatnich 20 lat. Poniewa� systemy rozproszone sk�adaj� si� z wielu komputer�w, pocz�tkowe koszty rozproszonych system�w s� wy�sze ni� pocz�tkowe koszty poszczeg�lnych komputer�w. Koszty tworzenia, utrzymywania i obs�ugi superkomputera s� jednak znacznie wy�sze ni� koszty tworzenia, utrzymywania i obs�ugi rozproszonego systemu. Jest to szczeg�lnie wa�ne, poniewa� zast�powanie pojedynczych komputer�w w systemie rozproszonym mo�e odbywa� si� bez znacz�cego wp�ywu ca�ego systemu.

Wi�ksza niezawodno��

Zwi�kszona niezawodno�� rozproszonego systemu opiera si� na fakcie, �e ca�o�� sie� komputer�w mo�e kontynuowa� dzia�anie nawet w przypadku awarii pojedynczych komputer�w. System rozproszony nie ma jednego punktu awarii. Je�li jeden element zawodzi, pozosta�e elementy mog� przej�� kontrol�. St�d pojedynczy super komputer ma zazwyczaj ni�sz� niezawodno�� ni� system rozproszony.

Zdolno�� do naturalnego rozwoju

Moc obliczeniowa rozproszonego systemu jest wynikiem zagregowanej mocy obliczeniowej jego sk�adnik�w. Mo�na zwi�kszy� moc obliczeniow� ca�ego systemu poprzez pod��czenie dodatkowych komputer�w do systemu. W wyniku tego moc obliczeniowa ca�ego systemu mo�e by� zwi�kszana przyrostowo w skali szcz�tkowej. To wspiera spos�b, w jaki wzrasta zapotrzebowanie na moc obliczeniow� w wielu organizacjach. Stopniowy wzrost rozproszonych system�w kontrastuje ze wzrostem mocy obliczeniowej pojedynczych komputer�w. Poszczeg�lne komputery zapewniaj� identyczn� moc, dop�ki nie zostan� zast�pione przez mocniejszy komputer. Powoduje to nieci�g�y wzrost mocy obliczeniowej, kt�ry rzadko jest doceniany przez konsument�w us�ug komputerowych

Wady system�w rozproszonych w por�wnaniu do pojedynczych komputer�w to:

- Koszty og�lne koordynacji
- Koszty og�lne komunikacji
- Zale�no�� od sieci
- Wi�ksza z�o�ono�� programu
- Problemy z bezpiecze�stwem

Koszty og�lne koordynacji

Systemy rozproszone nie maj� jednostek centralnych koordynuj�cych swoich cz�onk�w. St�d koordynacja musi by� wykonywana przez samych cz�onk�w systemu. Koordynacja pracy mi�dzy wsp�pracownikami w systemie rozproszonym jest wyzwaniem i kosztuje wysi�ek oraz moc obliczeniow�, kt�rej nie mo�na wyda� na prawdziwe zadanie komputerowe, st�d te� poj�cie koordynacji narzutu.

Koszty og�lne komunikacji

Koordynacja wymaga komunikacji. Dlatego komputery tworz�ce system rozproszony musz� si� ze sob� komunikowa�. Wymaga to istnienia protoko�u komunikacyjnego oraz wysy�ania, odbierania i przetwarzania wiadomo�ci, co z kolei kosztuje wysi�ek i moc obliczeniow�, kt�rych nie mo�na wyda� na prawdziwe zadanie obliczeniowe, st�d te� termin narzut komunikacji.

Zale�no�ci od sieci

Ka�dy rodzaj komunikacji wymaga medium. No�nik odpowiada za przekazywanie informacji mi�dzy podmiotami komunikuj�cymi si� ze sob�. Komputery w systemach rozproszonych komunikuj� si� za pomoc� komunikat�w przesy�anych przez sie�. Sieci maj� swoje w�asne wyzwania i przeciwno�ci, kt�re z kolei wp�ywaj� na komunikacj� i koordynacj� mi�dzy komputerami tworz�cymi system rozproszony. Jednak bez �adnej sieci nie b�dzie systemu rozproszonego, komunikacji, a zatem nie b�dzie koordynacji mi�dzy w�z�ami, a zatem zale�no�� od sieci.

Wi�ksza z�o�ono�� programu

Rozwi�zanie problemu obliczeniowego polega na pisaniu program�w i oprogramowania. Ze wzgl�du na wspomniane wcze�niej wady ka�de oprogramowanie w systemie rozproszonym musi rozwi�za� dodatkowe problemy, takie jak koordynacja, komunikacja i wykorzystanie sieci. Zwi�ksza to z�o�ono�� oprogramowania.

Problemy z bezpiecze�stwem

Komunikacja przez sie� oznacza wysy�anie i wsp�dzielenie danych, kt�re s� kluczowe dla prawdziwego zadania komputerowego. Jednak przesy�anie informacji przez sie� wi��e si� z obawami o bezpiecze�stwo, poniewa� niewiarygodne podmioty mog� niew�a�ciwie korzysta� z sieci w celu uzyskania dost�pu do informacji i ich wykorzystania. Dlatego ka�dy system rozproszony musi uwzgl�dnia� obawy dotycz�ce bezpiecze�stwa. Im mniej ograniczony dost�p do sieci, przez kt�r� rozproszone w�z�y

Rozproszone systemy peer-to-peer

Sieci typu peer-to-peer s� szczeg�lnym rodzajem system�w rozproszonych. Sk�adaj� si� z pojedynczych komputer�w (zwanych r�wnie� w�z�ami), dzi�ki kt�rym ich zasoby obliczeniowe (np. moc obliczeniowa, pojemno�� pami�ci, przepustowo�� danych lub sieci) s� bezpo�rednio dost�pne dla wszystkich pozosta�ych cz�onk�w sieci bez centralnego punktu koordynacji. W�z�y w sieci s� r�wne pod wzgl�dem ich praw i r�l w systemie. Co wi�cej, wszyscy oni s� zar�wno dostawcami, jak i konsumentami zasob�w. Systemy peer-to-peer maj� interesuj�ce aplikacje, takie jak udost�pnianie plik�w, dystrybucja tre�ci i ochrona prywatno�ci. Wi�kszo�� z tych aplikacji wykorzystuje prosty, ale pot�ny pomys�: przekszta�cenie komputer�w u�ytkownik�w w w�z�y, kt�re sk�adaj� si� na ca�y rozproszony system. W rezultacie im wi�cej u�ytkownik�w lub klient�w korzysta z oprogramowania, tym wi�kszy i mocniejszy staje si� system. Ta idea, jej konsekwencje i wyzwania s� om�wione w nast�puj�cych krokach.

Mieszanie system�w scentralizowanych i rozproszonych

Scentralizowane i rozproszone systemy s� antypodami architektonicznymi. Antypody techniczne zawsze inspirowa�y in�ynier�w do tworzenia system�w hybrydowych, kt�re odziedzicz� si�� swoich rodzic�w. Scentralizowane i rozproszone systemy nie stanowi� tu wyj�tku. Istniej� dwa archetypowe sposoby ��czenia tych antypod�w i nale�y je zrozumie�, poniewa� stan� si� wa�ne, gdy dowiedz� si� o aplikacjach blockchain w rzeczywistym �wiecie. S� centralne w systemie rozproszonym i systemie rozproszonym w �rodku. Grafika po lewej stronie rysunku ilustruje architektur�, kt�ra ustanawia g��wny komponent w systemie rozproszonym. Na pierwszy rzut oka komponenty wydaj� si� tworzy� system rozproszony. Jednak wszystkie ko�a s� po��czone z wi�kszym okr�giem znajduj�cym si� po�rodku. W zwi�zku z tym wydaje si�, �e taki system jest dystrybuowany na powierzchownym widoku, ale w rzeczywisto�ci jest to scentralizowany system. Wykres po prawej stronie rysunku 2-2 ilustruje podej�cie odwrotne. Taki system wydaje si� by� scentralizowanym systemem na pierwszy rzut oka, poniewa� wszystkie kr�gi na peryferiach maj� tylko jedno bezpo�rednie po��czenie z du�ym centralnym komponentem. Jednak komponent centralny zawiera wewn�trz rozproszony system. Sk�adniki na peryferiach mog� nie by� nawet �wiadome rozproszonego systemu, kt�ry �yje w komponencie centralnym. To, co te dwa podej�cia maj� wsp�lnego, to fakt, �e trudno jest okre�li� ich prawdziw� natur�. Czy s� rozproszone czy scentralizowane? Mo�e nie by� konieczne podawanie unikatowych nazw tych architektur. Nale�y jednak zwr�ci� uwag� na ich podw�jny charakter. Jest to szczeg�lnie wa�ne, poniewa� mo�e nie by� �atwo dostrzec centralno�� lub rozproszony charakter w nich. Do tego punktu powr�c� p�niej, kiedy om�wi� spos�b komercjalizacji blockchain.

Cel Blockchaina

Projektuj�c system oprogramowania, mo�na wybra�, kt�ry styl architektoniczny zostanie u�yty, podobnie do wyboru silnika do samochodu. Decyzja architektoniczna mo�e zosta� podj�ta niezale�nie od funkcjonalnych aspekt�w warstwy aplikacji. W rezultacie mo�na tworzy� zar�wno rozproszone, jak i scentralizowane systemy z identyczn� funkcjonalno�ci� w warstwie aplikacji. Architektura jest tylko �rodkiem do osi�gni�cia celu, je�li chodzi o wdro�enie systemu. Dlatego te� system p�atno�ci, jak zaproponowano w tabeli powy�ej, mo�e zosta� wdro�ony jako rozproszony lub scentralizowany system. Ka�da z dw�ch koncepcji architektonicznych ma swoje zalety i wady oraz w�asny, specyficzny spos�b robienia rzeczy. Wyb�r konkretnej architektury ma wp�yw na to, jak osi�gn�� funkcjonalne i niefunkcjonalne aspekty systemu. W szczeg�lno�ci obie koncepcje architektoniczne maj� bardzo r�ne podej�cia, aby zapewni� integralno��. I to jest punkt, w kt�rym blockchain wchodzi w obraz. Blockchain jest narz�dziem zapewniaj�cym integralno�� rozproszonych system�w oprogramowania. Dlatego mo�e by� postrzegane jako narz�dzie do osi�gni�cia niefunkcjonalnego aspektu warstwy implementacji.

Uwaga

Celem blockchain jest osi�gni�cie i utrzymanie integralno�ci w systemach rozproszonych.

Perspektywy

Osi�gni�cie integralno�ci w systemie rozproszonym jest bardzo techniczne i mo�e wydawa� si� nieco nudne. Jednak pytanie, kt�re sprawia, �e ??to osi�gni�cie jest ekscytuj�ce dla wielu os�b, zale�y od tego, co zrobi system rozproszony i jaki rodzaj scentralizowanego systemu zast�puje. Nast�pny krok wyja�nia, w jaki spos�b system peer-to-peer zmieni� nasz �wiat i dlaczego blockchain jako narz�dzie do osi�gni�cia integralno�ci w rozproszonych systemach oprogramowania mo�e r�wnie� zmieni� �wiat. • Architektura systemu oprogramowania okre�la, w jaki spos�b jego komponenty s� zorganizowane i powi�zane ze sob�.
• Scentralizowane i rozproszone architektury oprogramowania mo�na traktowa� jako antypody.
• System rozproszony sk�ada si� z szeregu niezale�nych komputer�w, kt�re wsp�pracuj� ze sob� za pomoc� medium komunikacyjnego w celu osi�gni�cia okre�lonego celu bez posiadania scentralizowanego elementu kontroli lub koordynacji.
• Zasadniczo mo�na stwierdzi�, �e gdy tylko system ma pojedynczy komponent, kt�ry m�g�by doprowadzi� do awarii ca�ego systemu, nie jest on dystrybuowany, niezale�nie od z�o�ono�ci jego architektury.
• Blockchain jest cz�ci� warstwy implementacji rozproszonego systemu oprogramowania.
• Celem blockchain jest zapewnienie okre�lonego niefunkcjonalnego aspektu rozproszonego systemu oprogramowania, kt�ry polega na: osi�gni�ciu i utrzymaniu jego integralno�ci.

Blockchain dla Nie-Technik�wNew Economy

Widz�c Wielki Obraz