2.4.3. Графове подання компонентної моделі ПрО

Результатом моделювання компонентної моделі є граф G ={C, R}, визначений на множині компонентів С та зв'язків R (relations) за такими вимогами (рис. 2.3):

– множина вершин С подає взаємо однозначність відображення множини компонентів ПрО;

– для кожної вершини повинен існувати хоча б один зв'язок, що належить множині відношень-зв'язків R;

– існує хоча б одна вершина, що має статус множина–компонент і відображає ПрО в цілому.

Зв'язки можуть бути один до одного, один до багатьох, багато до багатьох

Побудований граф G ={С, R} може доповнюватися інтерфейсними компонентами, потім структурно упорядковуватися (нагору) з проведенням контролю повноти і надмірності елементів графа з метою усунення дублюючих елементів.

В графі Gі множина компонентів ПрО, що відрізняються друг від друга по статусу (елемент, множина або множина елементів) і взаємному порядку утворять компонентну модель (СМ). Тобто компоненти СМ подаються загальними й індивідуальними властивостями, а також зовнішніми і внутрішніми характеристиками.

В компонентної моделі ПрО присутні функціональні та інтерфейсні компоненти. Перевірка властивостей компонентів проводиться шляхом попарного порівняння властивостей внутрішніх характеристик компонента з множиною властивостей зовнішніх характеристик компонента за допомогою операцій екземпляризації, класифікації, спеціалізації, агрегації та ін. Властивості рахуються перевіреними, якщо виконується умова, що кожній внутрішній властивості множини компонента відповідає еквівалентна йому зовнішня властивість компонента-елемента. Якщо ця умова не виконується, то такий елемент віддалиться зі списку елементів множини і з графа відповідно.

На змістовному рівні множина С – це набір методів реалізації віддалених компонентів ПрО і для кожного з них існує інтерфейсний елемент множини I (типу stub, skeleton). Метод реалізації компоненту відповідає вершині графу, перехід до якої потребує перетворення даних, що ініціюються повідомленнями. Елементи графу розташовують реалізації компонентів по різним вузлам з множини компонентів, а їх інтерфейсні компоненти можуть бути локальними чи біля реалізації компоненту.

Компонентний граф відображається у еквівалентну модель ПС, елементи якої мають встановлені при моделюванні властивості і характеристики, які необхідні при завданні функцій інтерфейсу [2].

2.4.4. Об’єднання компонентів. Модель середовища

Для визначення семантики об’єднання компонентів за графом G, використовуються мова IDL для опису параметрів типу In, Out і Inout операцій приналежності:

– множина вхідних (In) інтерфейсних компонентів;

– множина вихідних (Out) інтерфейсних компонентів.

Результатом об’єднання двох компонентів буде компонент, у якого множина вхідних інтерфейсів співпадає з множиною вхідних інтерфейсів компонента-приймальника, а множина вихідних інтерфейсів – з множиною вихідних інтерфейсів компонента-передавача:

, , _.

Аксіома. Композиція компонентів є коректною, якщо компонент-передавач C_k повністю забезпечує сервіс, необхідний компоненту-приймальнику C_i, тобто

.

Компонентні ПС можуть мати декілька інтерфейсів і успадковувати інтерфейси інших компонентів ( ), тоді останні надають сервіс всієї множини вихідних інтерфейсів: .

У випадку, коли компонент успадковує інший компонент, у якого множина вихідних інтерфейсів містить всі його інтерфейси, а множина вхідних інтерфейсів містить тільки інтерфейси, необхідні для надання сервісу, то маємо

Успадкований компонент делегує усі інтерфейси і має властивості:

транзитивності ;

симетричності .

Ці властивості компонентів ідентичні компонентам моделі ПС. Для їх розміщення у деякому середовищі необхідно виконати такі дії:

– визначити критерії й умови розташування компонентів у вузлах середовища з урахуванням зв'язків між ними відповідно компонентного графу;

– визначити засоби передачі повідомлень від одного компонента до іншого;

– об'єднати програмні компоненти і їхні інтерфейси у структуру ПС з КПВ .

Таким чином, виходячи з запропонованої моделі СМ, моделі взаємодії [17] та семантики її виконання, компоненти цієї моделі ПС, можуть бути розподілені по вузлах мережі і взаємодіяти між собою через механізми інтерфейсів і повідомлень.

Модель компонентного середовища. Ця модель має наступний вигляд:

CE = (CNa, InRep, ImRep, CSe, CSeIm), (7)

де CNa = {CNa^m} – множина імен компонентів, які входять до складу середовища, InRep = {InRepⁱ} – репозитарій інтерфейсів компонентів середовища, ImRep = {ImRep^j} – репозитарій реалізацій, CSe = {CSe^r} – інтерфейс системних сервісів, CSeIm = {CSeIm^r} – множина реалізацій для системних сервісів.

Кожен елемент з InRep описується двійкою (CInⁱ, CNa^m), де CInⁱ – інтерфейс компонента, який описується виразом (4), а CNa^m – ім’я компонента, що реалізує інтерфейс. Аналогічно кожен елемент з ImRep описується (CIm^j, CNa^m), де CIm^j – реалізація, яка описується виразом (5), а CNa^m – ім’я компонента, до якого належить ця реалізація.

Компонентне середовище розглядається як множина серверів застосувань, де розгортаються компоненти-контейнери, екземпляри яких забезпечують реалізацію функціональності компонента. Взаємозв’язок контейнера з сервером забезпечується через стандартизовані інтерфейси (CFa). Зв’язок між компонентами, які розгорнуті у різних серверах забезпечується реалізаціями інтерфейсу.

Означення 1. Каркасом компонентного середовища називається середовище, для якого CNa, InRep, ImRep – суть порожні множини, тобто

FW = (Æ, Æ, Æ, CSe, CSeIm). (7)

Нехай FW₁= (Æ, Æ, Æ, CSe₁, CSeIm₁) і FW₂ = (Æ, Æ, Æ, CSe₂, CSeIm₂) – два каркаси.

Означення 2. Каркас FW₁ сумісний з каркасом FW₂, якщо існує відображення SMap: CSe₁ –> CSe₂ таке, що SMap(CSe₁) Í CSe₂.

Компонентна алгебра включає зовнішню алгебру на верхньому рівні моделі щодо ПС і внутрішню алгебру щодо внутрішній структури КПВ.

å = {Y Çj } = {CSet, CESet, W₁} Ç {CSet, CESet, W₂}, (8)

де Y – зовнішня алгебра, j – внутрішня алгебра.

Зовнішня компонентна алгебра визначає множину операцій над множинами компонентів компонентних середовищ і описується наступним виразом

• = { CSet, CESet, W₁},

де CSet – множина компонентів C, , кожен з яких описується виразом (3),

CESet – множина компонентних середовищ, кожне з яких описується виразом (7),

W₁= {CE₁, CE₂, CE₃, CE₄} – операції зовнішній алгебри, а саме такі:

CE₁ – операція оброблення компонентів,

CE₂ = C Å CE₁ – операція інсталяції,

CE₃ = CE₁ Ç CE₂ – операція зборки (об’єднання) середовищ,

CE₄ = CE₁ \ C.– операція видалення компонента С з середовища,

C₂ – CE₂ = C₂ Å (CE₁ \ C₁) – операція заміщення.

Для операцій зовнішній алгебри доведені наступні теореми.

Теорема 2. Кожне компонентне середовище CE є результатом виконання послідовності операцій розгортання компонентів, які входять до його складу, у певному компонентному каркасі: CE = C₁ Å C₂ Å . . . Å C_n Å FW.

Теорема 3. Побудова компонентного середовища не залежить від порядку інсталяції компонентів, які входять до складу цього середовища, тобто:

C₁ Å (C₂ Å CE) = C₂ Å (C₁ Å CE).

Теорема 4. Операція об'єднання компонентних середовищ асоціативна:

(CE₁ È CE₂) È CE₃ = CE₁ È (CE₂ È CE₃).

Теорема 5. Операція об'єднання компонентних середовищ комутативна:

CE₁ È CE₂ = CE₂ È CE₁.

Теорема 6. Для будь-якого компонентного середовища

CE È FW = FW È CE = CE.

Теорема 7. Для довільних компонентних середовищ CE₁ і CE₂ та компонента C завжди виконується:

C Å (CE₁ È CE₂) = (C Å CE₁) È CE₂ = (C Å CE₂) È CE₁.

Теорема 8.. Для будь-якого компонента C та компонентного середовища CE завжди виконується: (C Å CE) \ C = CE.