Технологии программирования

Система поддерживает произвольное количество логических слоев (аналог — многоуровневые системы клиент — сервер). Слой хранения информации представлен средой хранения (СУБД), слой отображения — средой отображения, основанной на GUI (пользовательскими приложениями), слой бизнес правил — схемами и т. д.

Каждый сервис представляет собой группу классов (возможно, иерархий). Классы могут быть объединены в контейнеры, свойства которых реализуются в виде схем. Приложение, взаимодействуя с контейнерами явно или опосредованно, запускает те или иные схемы, реализуя тем самым собственную логику работы.

8.13. ОБЗОР ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЕКТОВ ПРИКЛАДНЫХ СИСТЕМ

Проектируя систему одного из перечисленных далее типов, имеет смысл обратиться к одному из соответствующих решений. Далее рассматриваются следующие типы систем:

— системы пакетной обработки — обработка данных производится один раз для каждого набора входных данных;

— системы непрерывной обработки — обработка данных производится непрерывно над сменяющимися входными данными;

— системы с интерактивным интерфейсом — системы, управляемые внешними воздействиями;

— системы динамического моделирования — системы, моделирующие поведение объектов внешнего мира;

— системы реального времени — системы, в которых преобладают строгие временные ограничения;

— системы управления транзакциями — системы, обеспечивающие сортировку и обновление данных; имеют коллективный доступ (типичной системой управления транзакциями является СУБД).

При разработке системы пакетной обработки необходимо выполнить следующие шаги:

— разбиваем полное преобразование на фазы, каждая из которых выполняет некоторую часть преобразования; система описывается диаграммой потока данных, которая строится при разработке функциональной модели;

— определяем классы промежуточных объектов между каждой парой последовательных фаз, при этом каждая фаза знает об объектах, расположенных на объектной диаграмме до и после нее (эти объекты представляют соответственно входные и выходные данные фазы);

— составляем объектную модель каждой фазы (она имеет такую же структуру, что и модель всей системы в целом: фаза разбивается на подфазы) и далее разрабатываем каждую подфазу.

При разработке системы непрерывной обработки необходимо выполнить следующие шаги:

— строим диаграмму потока данных (активные объекты в ее начале и конце соответствуют структурам данных, значения которых непрерывно изменяются, а хранилища данных, связанные с ее внутренними фазами, отражают параметры, которые влияют на зависимость между входными и выходными данными фазы);

— определяем классы промежуточных объектов между каждой парой последовательных фаз, при этом каждая фаза знает об объектах, расположенных на объектной диаграмме до и после нее (эти объекты представляют соответственно входные и выходные данные фазы);

— представляем каждую фазу как последовательность изменений значений элементов выходной структуры данных в зависимости от значений элементов входной структуры данных и значений, получаемых из хранилища данных (значение выходной структуры данных формируется по частям).

При разработке системы с интерактивным интерфейсом необходимо выполнить следующие шаги:

— выделяем объекты, формирующие интерфейс;

— если есть возможность, используем готовые объекты для организации взаимодействия (например, для организации взаимодействия системы с пользователем через экран дисплея можно использовать библиотеку системы X-Window, обеспечивающую работу с меню, формами, кнопками и т. п.);

— структуру программы определяем по ее динамической модели, а для реализации интерактивного интерфейса используем параллельное управление (многозадачный режим) или механизм со-

бытии (прерывания), а не процедурное управление, когда время между выводом очередного сообщения пользователю и его ответом система проводит в режиме ожидания;

— из множества событий выделяем физические (аппаратные, простые) события и стараемся при организации взаимодействия использовать в первую очередь их.

При разработке системы динамического моделирования необходимо выполнить следующие шаги:

— по объектной модели определяем активные объекты; эти объекты имеют атрибуты с периодически обновляемыми значениями;

— определяем дискретные события; такие события соответствуют дискретным взаимодействиям объекта (например, включение питания) и реализуются как операции объекта;

— определяем непрерывные зависимости (например, зависимости атрибутов от времени), при этом значения таких атрибутов должны периодически обновляться в соответствии с зависимостью;

— моделирование управляется объектами, отслеживающими временные циклы последовательностей событий.

Разработка системы реального времени аналогична разработке системы с интерактивным интерфейсом.

При разработке системы управления транзакциями необходимо выполнить следующие шаги:

— отобразить объектную модель на базу данных;

— определить асинхронно работающие устройства и ресурсы с асинхронным доступом; в случае необходимости определить новые классы;

— определить набор ресурсов (в том числе структур данных), к которым необходим доступ во время транзакции (участники транзакции);

— разработать параллельное управление транзакциями; системе может понадобиться несколько раз повторить неудачную транзакцию, прежде чем выдать отказ.

8.14. ГИБРИДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

8.14.1. Игнорирование классов

Процедурно-ориентированный и объектно-ориентированный подходы к программированию различаются по своей сути и обычно ведут к совершенно разным решениям одной задачи. Этот вывод верен как для стадии реализации, так и для стадии проектирования: вы концентрируете внимание или на предпринимаемых действиях, или на представляемых сущностях, но не на том и другом одновременно.

Тогда почему метод объектно-ориентированного проектирования предпочтительнее метода функциональной декомпозиции? Главная причина в том, что функциональная декомпозиция не дает достаточной абстракции данных. А отсюда уже следует, что проект будет менее податливым к изменениям; менее приспособленным для использования различных вспомогательных средств; менее пригодным для параллельного развития; менее пригодным для параллельного выполнения.

Дело в том, что функциональная декомпозиция вынуждает объявлять "важные" данные глобальными, поскольку если система структурирована как дерево функций, всякое данное, доступное двум функциям, должно быть глобальным по отношению к ним. Это приводит к тому, что "важные" данные "всплывают" к вершине дерева по мере того, как все большее число функций требует доступа к ним.