Технология конвейерной сборки систем

Методика создания ТЛ предложена автором в 1987 г. [8] и апробирована на 6 линиях автоматизированной информационной системы «Юпитер-470» Института кибернетики АН УССР для военно-морского флота СССР (1982 1991). Эти ТЛ стали первой работой по формализации и применению ТЛ в проектах разработки больших информационных систем. Концепция технологических линий была частично автоматизирована с помощью модулей посредников, которые генерировала система АПРОП для готовых разнородных объектов. Такой подход способствовал сокращению объема работ при сборке таких объектов и тестировании их интерфейсов. Построенные ТЛ в АИС — это первый вариант сборочного конвейера Глушкова. С их помощью было создано более 500 программ обработки данных для разных объектов АИС.

Одна из главных задач современного программирования — создание теоретических и прикладных основ построения сложных программ из более простых программных элементов, которые записаны на современных ЯП. Фактически решение этой задачи осуществляется путем объединения или интеграции разнородных программных ресурсов, включая модули, и простые программы реализации функций некоторой предметной области.

Цель метода сборки — интеграция готовых ресурсов, накопленных в Интернете, в новые программные структуры программ или систем. Объекты сборочного программирования — готовые модули (макромодули, подпрограммы, функции, алгоритмы, программы и т. п.), описанные в разных ЯП четвертого поколения (Алгол, Фортран, ПЛ1, Кобол и др.) и объектных ЯП следующего поколения. Готовые модули и другие ресурсы накапливались во входном или выходном коде в библиотеках, в фондах алгоритмов и программ, а также в архивах самих разработчиков этих ресурсов.

Метод сборки — способ соединения разноязычных объектов в ЯП, основанный на теории спецификации и отображения типов и структур данных ЯП, представленных алгебраическими системами.

Основу формализмов этой алгебры составляют типы данных, операции над ними и функции эквивалентного преобразования одних типов в другие. Соединение пар объектов в ЯП осуществляется с помощью оператора вызова, в списке параметров которого задаются значения формальным параметрам. Они проверяются на соответствие типов данных утверждениями алгебры, доказывающих необходимые и достаточные условия отображения данных в классе ЯП. Результат отображения — операторы эквивалентного преобразования типов данных в посреднике соединенных объектов.

Сборочное программирование характеризуется построением программ из готовых «деталей» — программных ресурсов разной степени сложности. Элементы процесса сборки есть во многих методах программирования: сверху-вниз, снизувверх и т. д.

Программисты, разрабатывая программы традиционными методами, определяют повторно использованные операторы и оформляют их в виде отдельных, самостоятельных фрагментов или подпрограмм для последующего применения.

Метод сборочного программирования является одним из методов программирования, имеет общие закономерности повторного использования программных средств и обеспечивает качественный процесс сборки КПП. Процесс сборки ресурсов характеризуется: комплектующими деталями и узлами, схемой сборки (взаимосвязями отдельных компонентов и правилами взаимодействия), технологией сборочного конвейера. Комплектующие метода — это программные элементы (модули, объекты, компоненты, сервисы, аспекты и др.), описаны в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Схема эволюции программных ресурсов.

Дадим определение основным программным элементам Модуль — независимая функциональная часть программы, к которой можно обращаться как к самостоятельной единице через внешний интерфейс.

Объект — базовое понятие в объектно-ориентированном программировании, которое имеет свойства наследования, инкапсуляции и полиморфизма. Он объединяет данные и операции (методы) над ними. Объекты взаимодействуют между собой через сообщения или запросы. Объекты с общими свойствами и методами образуют класс. В нем каждый объект является экземпляром этого класса объектов. В языках С ++, C# создано несколько библиотек классов объектов общего применения.

Компонент — программный объект, который реализует некоторую функциональность и является базовым понятием компонентного программирования и компонентно-ориентированной разработки. Основная форма представления компонента — каркас и контейнер. Каркас — высокоуровневая абстракция, в которой функции отделены от задач управления.

Сервис — это программный ресурс, который реализует некоторую системную функцию, в том числе и бизнес функцию. Содержит независимый интерфейс с другими сервисами и ресурсами. Веб-сервис обеспечивает реализацию заданий интеграции про1рамм разной природы и используется как провайдер. Совокупность взаимодействующих сервисов, веб-сервисов и их интерфейсов образует сервисно-ориентированную архитектуру SOA (Service Oriented Architecture), доступ к которым происходит через веб-языки и протоколы.

Контейнер — оболочка, внутри которой реализованы функции в виде экземпляров компонентов, обеспечивает взаимодействие с сервером через стандартные интерфейсы (функция, Ноте интерфейс). Экземпляры обращаются друг к другу через системные сервисы данного контейнера или другого.

Из приведенных программных ресурсов собираются программные структуры разной сложности и степени готовности: программы, комплексы, пакеты прикладных программ, программные системы и т. д.

Среди этих элементов для практического применения выбираются базовые программные объекты, как готовые компоненты метода сборочного программирования.

Для технологичности сборки все объекты сборки должны иметь паспорта, которые содержат данные, необходимые для информационного соединения и организации общего функционирования в рамках программной системы более сложной структуры. Важное условие сборки заключается в наличии большого числа разнообразных комплектующих, которые обеспечивают решение широкого спектра задач из разных предметных областей.

Схема сборки. Под схемой сборки понимается схема взаимодействия программных ресурсов, которая определяется непосредственными обращениями к отдельным из них или последовательности их выполнения. При этом взаимодействие каждой пары объектов зависит от использования общих данных. В общем случае схеме сборки соответствует совокупность моделей, которые отображают разные типы связей между компонентами: передача управления, обмен информацией, условия общего функционирования и т. д.

Операции сборки выполняются согласно паспортам объектов и правилам соединения. Информация в паспортах должна быть систематизирована и выделена в такие отдельные группы: переданные данные и их типы, вызывающие объекты, совместно используемые файлы и т. д. Правила соединения определяют совместимость объединяемых элементов и содержат описание функций, необходимых для согласования их разных характеристик, представленных в паспортах.