2. Основания метода композиционного проектирования ис

Основной отличительной особенностью рассматриваемого метода является применение композиции фрагментов спецификаций компонентов для получения спецификаций, уточняющих спецификации требований. Известные методы компонентно-базированного проектирования (напрмер, JavaBeans) конструируют агрегаты компонентов иначе, соединяя порты компонентов друг с другом, или рассматривая их взаимодействие на основе контрактов [6].

Уточняющие спецификации, образуемые при композиционном проектировании, согласно теории уточнения, могут использоваться всюду вместо уточняемых спецификаций требований, так что пользователи не замечают этой замены. Методы уточнения [7] позволяют формально устанавливать факт уточнения, гарантируя адекватность полученных спецификаций требуемым.

2.1 Средства представления спецификаций

В рассматриваемом методе полные спецификации задаются на языке СИНТЕЗ [8]. Это – гибридный язык, позволяющий задавать спецификации программных компонентов, коллекций данных, процессов (потоков работ). Средства спецификации абстрактных типов данных и классов, а также объектное исчисление составляют основу языка. Использование в языке фреймов как самоопределяемых значений наряду со строго типизированными значениями позволяет сочетать представление слабоструктурированных данных и объектов в одной модели. Эта особенность важна для представления информационных компонентов, характерных для WWW.

Язык СИНТЕЗ используется для представления различных видов спецификаций в процессе проектирования, включая спецификации требований, спецификации компонентов, онтологические спецификации. Отображение спецификаций на языке СИНТЕЗ в нотацию абстрактных машин B-технологии [9,10] используется для доказательства отношения уточнения, связывающего пару спецификаций. Этого достаточно для программных (алгоритмических) компонентов. Процессные компоненты, являющиеся интерактивными, требуют других формальных нотаций

(например, процессных алгебр) для установления факта бисимуляции процессов [11,

12].

2. Композиционное исчисление спецификаций

Проектирование есть процесс систематического манипулирования и трансформации спецификаций. Композиционный метод использует спецификации типов канонической модели (языка СИНТЕЗ) в качестве основных элементов таких манипуляций. Требуемые преобразования включают декомпозицию спецификаций типов в их правильные фрагменты, идентификацию фрагментов для повторного использования, композицию идентифицированных фрагментов в спецификации, уточняющие требования, проверку факта уточнения - возможности подстановки полученных спецификаций вместо спецификаций требований. Композиционное

исчисление спецификаций [13], разработанное для осуществления таких манипуляций, использует следующие основные операции и понятия.

Редуцирование спецификаций. Редукт R_T спецификации типа T определяется как подмножество этой спецификации с редуцированным набором операций. Операция получения редукта осуществляет декомпозицию спецификаций типов во множество фрагментов (редуктов), являющихся правильными спецификациями. Редукт R_T становится супертипом типа T.

Нахождение общего редукта. Общий редукт типов T₁, T₂ есть редукт R_T1 типа T₁ - такой, что существует редукт R_T2 типа T₂, являющийся уточнением редукта R_T1.

Редукт R_T2 называется сопряженным с общим редуктом.

Наиболее общим редуктом R_MC(T₁,T₂) для типов T₁, T₂ называется редукт R_T1 типа

T₁ такой, что существует редукт R_T2 типа T₂ который является уточнением редукта

R_T1 и не существует другого редукта R’_T1 такого, что R_MC(T₁,T₂) являлся бы редуктом R’_T1, так что R’_T1 не был бы равен R_MC(T₁,T₂) и существовал бы R’_T2, являющийся уточнением редукта R’_T1.

Понятие наиболее общего редукта является фундаментальным для композиционного проектирования: оно составляет базис для определения повторно используемых фрагментов спецификаций компонентов.

Операция композиции спецификаций meet. Операция T₁ ⊓ T₂ образует тип T как пересечение спецификаций типов-операндов. Тип T образуется слиянием двух наиболее общих редуктов типов T₁ и T₂ : R_MC(T₁,T₂) и R_MC(T₂,T₁). Слияние двух редуктов включает в себя объединение множеств их операций. Если в объединении находятся две операции, состоящие в отношении уточнения, то только одна из них – более абстрактная – включается в результирующий тип T. Инварианты результирующего типа формируются как дизъюнкция инвариантов, взятых из спецификаций наиболее общих редуктов.

Операция композиции спецификаций join. Операция T₁ ⊔ T₂ образует тип T как объединение спецификаций типов-операндов. Тип T образуется слиянием спецификаций типов T₁ и T₂. Общие элементы спецификаций типов T₁ и T₂ включаются в результирующий тип только один раз. Общие элементы определяются посредством слияния сопряженных редуктов двух наиболее общих редуктов типов T₁ и T₂ : R_MC(T₁,T₂) и R_MC(T₂,T₁). Слияние сопряженных редуктов включает в себя объединение множеств их операций. Если в объединении находятся две операции, состоящие в отношении уточнения, то только одна из них – более конкретная – включается в результирующий тип T. Инварианты результирующего типа формируются как конъюнкция инвариантов, взятых из спецификаций типов операндов T₁ и T₂.

Операции композиционного исчисления позволяют образовать решетку типов на основе отношения подтипа (как отношения частичного порядка). Так, тип T - результат meet (join) помещается в решетке типов как прямой супертип (подтип) типов-операндов и как прямой подтип (супертип) всех общих прямых супертипов (подтипов) типов-операндов.