Распределение

Компонент и соединитель

Среди структур данного вида выделяются следующие.

♦ Процесс, или сообщающиеся процессы. Подобно всем прочим структурам «компонент и соединитель», эта является ортогональной по отношению к модульным структурам, а связана она с динамическими аспектами ис­полняемой системы. В качестве блоков в данном случае выступают процес­сы или потоки, связь между которыми устанавливается путем передачи данных, синхронизации и/или операций исключения. Здесь, как и во всех остальных структурах «компонент и соединитель», действует отношение прикрепления (attachment), демонстрирующее связь компонентов друг с дру­гом. Структура процессов существенно облегчает конструирование рабо­чей производительности и готовности системы.

♦ Параллелизм. Данная структура «компонент и соединитель» позволяет ар­хитекторам выявлять перспективы параллелизма и локализовывать воз­можности состязаний за ресурсы. В качестве блоков выступают компонен­ты, а соединители играют роль «логических потоков». Логическим потоком называется такая последовательность вычислений, которую впоследствии, в ходе процесса проектирования, можно связать с отдельным физическим потоком. Структура параллелизма задействуется на ранних этапах процес­са проектирования, способствуя выявлению требований к организации па­раллельного исполнения.

♦ Совместно используемые данные, или репозитарий. В состав данной струк­туры входят компоненты и соединители, обеспечивающие создание, хране­ние и обращение к данным постоянного хранения. Она наилучшим обра­зом приспособлена к таким ситуациям, когда система структурирована на основе одного или нескольких репозитариев совместно используемых дан­ных. Она отражает производство и потребление данных программными элементами периода прогона, а в деле обеспечения высокой производитель­ности и целостности данных эти сведения представляют большую ценность.

Клиент-сервер. Эта структура предназначена для систем, сконструирован­ных в виде группы взаимодействующих клиентов и серверов. В качестве компонентов в данном случае выступают клиенты и серверы, а соедините­лями являются протоколы и сообщения, которыми они обмениваются в про­цессе обеспечения работоспособности системы. Такая структура требуется для разделения задач (обеспечивающего модифицируемость), физического распределения и выравнивания нагрузок (обеспечивающего эффективность исполнения).

Среди структур распределения выделяются следующие.

♦ Размещение. Структура размещения отражает распределение программно­го обеспечения между элементами аппаратной обработки и передачи дан­ных. В качестве распределяемых элементов могут выступать программные продукты (как правило, процессы из представления «компонент и соеди­нитель»), аппаратные объекты (процессоры) и каналы передачи данных. Отношения устанавливаются по распределению и демонстрируют физи­ческие устройства, на которых размещаются программные элементы; воз­можны также отношения миграции, однако они устанавливаются только в случае динамического распределения. Настоящее представление позво­ляет инженерам анализировать производительность, целостность данных, готовность и безопасность. Все эти характеристики чрезвычайно важны в условиях распределенных и параллельных систем.

♦ Реализация. Данная структура демонстрирует отображение программных элементов (обычно — модулей) на файловую структуру (структуры) в ус­ловиях разработки системы, интеграции и управления конфигурациями. Это крайне важно в контексте организации разработки и процессов конст­руирования.

♦ Распределение функций. Данная структура обеспечивает разделение обя­занностей по реализации и интеграции модулей между соответствующими группами разработчиков. Наличие в составе архитектуры структуры рас­пределения функций делает очевидным, что при принятии соответству­ющих решений учитывались как архитектурные, так и организационные факторы. Архитектору должно быть известно, какие навыки требуются от разных групп разработчиков. Кроме того, если речь идет о масштабных распределенных проектах с несколькими источниками, на основе структу­ры распределения функций можно выявлять функциональные сходства и назначать их одной группе разработчиков, отказываясь, таким образом, от их стихийной многократной реализации.

Общая схема программных структур приводится в табл. 2.1. В ней рассматри­вается значения элементов, отношения, характерные для каждой из структур, и варианты их практического применения.

Таблица 2.1. Архитектурные структуры системы

Программная структура	Отношения	Варианты практического применения
Декомпозиция	«Является подмодулем...»; «пользуется скрытой информацией совместно с...»	Распределение ресурсов, структурирование и планиро­вание проекта; информаци­онная закрытость, инкапсуляция; управление конфигурациями

Таблица 2.1 (продолжение)

Программная структура	Отношения	Варианты практического применения
Варианты использования	«Требует наличия...»	Конструирование подмножеств; инженерные расширения
Многоуровневая	«Требует наличия...», «обращается к услугам...», «обобщает...»	Инкрементная разработка; реализация систем на основе переносимости «виртуальных машин»
Классы	«Является экземпляром...», «использует метод доступа из...»	В объектно-ориентированных системах проектирования, производящих на основе универсального шаблона быстрые, почти идентичные реализации
Клиент-сервер	«Обменивается данными с.», «зависит от...»	Распределенное функционирование; разделение задач; анализ производительности; выравнивание нагрузки
Процесс	«Исполняется параллельно с...», «может исполняться параллельно с...», «исключает», «предшествует» и т. д.	Анализ сроков; анализ производительности
Параллелизм	«Исполняется в одном логическом потоке»	Выявление местоположений, в которых потоки могут разветвляться, объединяться, создаваться и уничтожаться
Совместно используемые данные	«Производит данные», «потребляет данные»	Производительность; целостность данных, модифицируемость
Размещение	Распределение, миграция	Анализ производительности, готовности и защиты
Реализация	«Хранится в...»	Управление конфигурация­ми, интеграция, тестирование
Распределение функций	«Назначается...»	Управление проектом, оптимальное использование интеллектуальных ресурсов, управление общностью

Как правило, структура системы анализируется с точки зрения ее функцио­нальности; при этом мы забываем о других ее свойствах: физическом распределе­нии, взаимодействии процессов и синхронизации; все эти свойства обязательно учитываются на уровне архитектуры. Каждая структура содержит метод анализа тех или иных значимых атрибутов качества. К примеру, для того чтобы создать легко расширяемую или сокращаемую систему, необходимо сконструировать (именно сконструировать, а не просто зафиксировать) структуру использования. Структура процессов конструируется с целью исключения взаимоблокировки и расширения узких мест. Структура декомпозиции модулей конструируется в расчете на производство модифицируемых систем и т. д. Каждая подобная струк­тура снабжает архитектора оригинальным представлением системы и дополни­тельной базовой точкой проектирования.

Дата добавления: 2015-04-25