Заміна програм апаратурою

Апаратуру належить розглядати як незмінне старанно оптимізоване програмне забезпечення. Кожний пристрій може розглядатися як об’єкт, який діє паралельно з іншими об’єктами. Розробник може прийняти рішення замінити деякі об’єкти підходящими пристроями. Звичайно таке рішення приймається з таких причин:

• потрібні пристрої легкодоступні; в наш час легше купити процесор з плаваючою арифметикою, ніж реалізувати відповідну бібліотеку;

• потрібна вища продуктивність, ніж продуктивність, що її мають процесори, а продуктивність спеціалізованих пристроїв завж­ди вища.

Розподіл підсистем за процесорами

При розподілі підсистем за процесорами належить мати на увазі таке:

• деякі задачі потребують для свого вирішення дій на певних пристроях (наприклад, обробку банківської картки належить виконувати на АТМ);

• час відповіді чи швидкість інформаційного потоку перевищує пропускну спроможність каналу між процесором та програмою; наприклад, високошвидкісним графічним пристроям потрібні спарені контролери;

• швидкість обчислення дуже висока для одного процесора, і задачі потрібно розмістити на кількох процесорах; підсистеми, які часто взаємодіють, потрібно розмістити на одному процесорі.

7.4. Управління сховищами даних

Внутрішні та зовнішні сховища даних є чіткими точками поділу між підсистемами з добре визначеними інтерфейсами. Як сховища даних можуть використовуватися бази даних, файли та інші структури даних, розміщених в зовнішній чи основній пам’яті. Вибір виду сховищ даних залежить від ситуації.

У базах даних належить розміщувати дані, які задовольняють одну з таких умов:

• дані, для яких потрібен доступ на високому рівні деталізації з боку багатьох користувачів;

• дані, які можуть ефективно керувати командами СУБД;

• дані, які повинні переноситися на багато платформ;

• дані, для яких потребується доступ з боку кількох прикладних програм.

У файлах треба розміщати дані, які відповідають одному з таких умов:

• дані, яких багато, але які погано піддаються структуризації;

• дані з низькою інформаційною щільністю (наприклад, дампи);

• «сирі» дані, які підготовлені для баз даних;

• «літаючі» дані, які зберігаються короткий час, а потім вилучаються.

Необхідно визначити глобальні ресурси та розробити механізм управління доступом до них. Глобальними ресурсами можуть бути: процесори, пристрої зовнішньої пам’яті, екран робочої станції, логічні імена (ідентифікатори об’єктів, імена файлів, імена класів), доступ до баз даних і т.п.

За час аналізу всі взаємодії подаються у вигляді подій. Управління апаратурою відповідає цій моделі, але необхідно вибрати метод управління програмним забезпеченням: методи зовнішнього управління та методи внутрішнього управління.

Відомі три методи внутрішнього управління:

1. послідовне управління процедурами;

2. послідовне управління подіями;

3. паралельне асинхронне управління.

При послідовному управлінні процедурами в кожний момент часу діє одна з процедур; це найлегше реалізовуваний спосіб управління. При послідовному управлінні подіями управління відає монітор (диспетчер). При паралельному асинхронному управлінні цим відають кілька об’єктів (монітори).

Внутрішнє управління пов’язане з потоками управління у процесах. Воно є лише в реалізації, а тому не є тільки послідовним чи паралельним. На відміну від зовнішніх подій внутрішні передачі управління (на­приклад, виклики процедур чи звернення до паралельних задач) контролюються програмою чи можуть бути сконструйовані в разі потреби.

Необхідно передбачити поведінку кожного об’єкта та всієї системи в примежових ситуаціях: ініціалізації, термінації та обвалі.

Ініціалізація. Перш ніж почати роботу, система (об’єкт) має бути приведена у фіксований початковий стан: повинні бути проініціалізовані всі константи, початкові значення глобальних змінних та параметрів, задачі й, можливо, сама ієрархія класів. Під час ініціалізації, як правило, буває доступна лише частина можливостей системи.

Термінація. Термінація полягає у вивільненні всіх зовнішніх ресурсів, зайнятих задачами системи.

Обвал. Обвал — це незапланована термінація системи. Обвал може виникати внаслідок помилок користувача, браку ресурсів чи зовнішньої аварії. Наслідком обвалу можуть бути і помилки в програмному забезпеченні системи.