Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Все лекции по системам реального времени.pdf
Скачиваний:
197
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
8.11 Mб
Скачать

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

202

должны присутствовать все зависящие от состояния действия и дея- тельности.

9.2.3. Проектирование операций классов на основе статической модели. Проектировать операции классов на основе диаграмм классов из статической модели тоже можно, особенно для сущностных клас- сов. Стандартными являются операции создать, читать, обновить, удалить. Но зачастую состав операций легко адаптировать под нужды конкретного класса абстрагирования данных, определив, какие сер- висы он должен предоставлять. Ниже это будет проиллюстрировано на примерах. Здесь объекты, вызывающие операции пассивных объ- ектов, в основном тоже считаются пассивными, хотя могут быть и ак- тивными.

9.3. Классы абстрагирования данных

Каждый сущностный класс из аналитической модели, который инкапсулирует данные, проектируется как класс абстрагирования данных. Сущностный класс хранит данные и предоставляет операции для доступа к ним операции чтения и записи. Класс абстрагирова- ния данных используется для инкапсуляции структуры данных, то есть сокрытия деталей ее внутреннего представления. Операции про- ектируются как процедуры иди функции доступа, внутреннее устрой- ство которых также скрыто.

Информация об атрибутах класса абстрагирования данных должна уже присутствовать в статической модели предметной облас- ти. Операции такого класса определяются путем рассмотрения тех сервисов, которые нужны клиентским объектам для опосредованного доступа к данным. Это можно сделать, проанализировав способы ис- пользования объекта абстрагирования данных в модели кооперации.

9.3.1. Пример класса абстрагирования данных. Для знакомства с классами абстрагирования данных рассмотрим диаграмму коопера- ции из аналитической модели (рис.9.2а), состоящую из двух объек- тов, которым нужен доступ к объекту Наличные Банкомата. Атрибу- ты данного объекта приведены в статической модели: это количество пяти-, десяти- и двадцатидолларовых купюр в устройстве выдачи на- личных. Таким образом, в объекте должны быть внутренние пере- менные, содержащие соответствующие счетчики купюр. Таким обра- зом, мы проектируем класс Наличные Банкомата с четырьмя атрибу-

тами: имеющаясяСумма, пятидолларовыеКупюры, десятидол-

www.pdffactory.com

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

203

ларовые Купюры, двадцатидолларовыеКупюры. Начальное значение всех атрибутов установлено в ноль.

Необходимы сведения о том, какие сообщения посылаются объ- екту Наличные Банкомата и какова последовательность их отправки. Так, из аналитической модели явствует, что, когда объект Наличные Банкомата получает сообщение Снимаемая со Счета Сумма от объ- екта Интерфейс Устройства Выдачи Наличных, он должен вычис-

лить, сколько купюр каждого достоинства выдать. В аналитической

модели эта информация посылается в ответном сообщении Ответ о Выдаче Наличных.

Объект Наличные Банкомата получает также сообщение от объекта Интерфейс Оператора. Человек-оператор пополняет запас наличных в банкомате купюрами разного достоинства, а соответст- вующая информация передается объекту Наличные Банкомата. До- бавив наличные, оператор уведомляет банкомат с помощью объекта

Интерфейс Оператора, который посылает сообщение Добавлены Наличные объекту Наличные Банкомата (рис.9.2а).

www.pdffactory.com

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

204

Рис.9.2. Пример класса абстрагирования данных:

а аналитическая модель (диаграмма кооперации); б проектная модель (диа- грамма кооперации); в проектная модель (диаграмма классов)

Теперь мы можем специфицировать операции класса Наличные Банкомата так, как показано на диаграмме кооперации проектной модели на рис.9.26. Нужны две операции: добавитьНаличные и вы-

датьНаличные. У операции выдатьНаличные один входной пара- метр: суммаКВыдаче и три выходных: выдатьПяти- долларовыхКупюр, выдатьДесятидолларовыхКупюр, вы-

www.pdffactory.com

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

205

датьДвадцатидолларовыхКупюр. У операции добавитьНа-личные три входных параметра: добавленоПятидолларовых Купюр, добавле- ноДесятидолларовыхКупюр и добавлено ДвадцатидолларовыхКупюр.

Вот как специфицируются операции:

выдатьНаличные(in суммаКВыдаче, out выдать ПятидолларовыхКупюр,

out выдатьДесятидолларовыхКупюр, out выдатьДвадцатидолларовыхКупюр)

добавитьНаличные(in добавлено ПятидолларовыхКупюр,

in добавленоДесятидолларовыхКупюр, in добавленоДвадцатидолларовыхКупюр)

Диаграмма классов изображена на рис.9.2в.

Объекты этого класса поддерживают инвариант: общая сумма наличных в банкомате должна равняться суммарному значению дос- тоинств всех купюр:

имеющаясяСумма = 5 * пятидолларовыеКупюры + . + 10 * десятидолларовыеКупюры + 20 * двадцатидолларовыеКупюры

Недостаток наличных это ошибка, которую нужно распозна- вать. Обычно такие ошибки обрабатываются как исключения.

9.4. Классы интерфейса устройства

Одной из важных целей при разработке программной системы является сокрытие от пользователей информации о модификациях реальных устройств ввода/вывода. Типичный пример такого измене- ния это замена одного устройства другим с той же функционально- стью, но иным аппаратным интерфейсом. Разумеется, крайне нежела- тельно, чтобы подобное изменение затронуло всех пользователей. Решается проблема посредством классов интерфейса устройства, ко- торые предоставляют виртуальный интерфейс, скрывающий детали общения с реальным устройством.

С помощью класса интерфейса устройства концепция сокрытия информации применяется для инкапсуляции проектного решения о

www.pdffactory.com

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

206

том, как осуществляется интерфейс с конкретным устройством вво- да/вывода. С этой целью разрабатывается класс виртуального интер- фейса, в котором скрываются все детали реального интерфейса.

Пользователи могут обратиться к устройству только с помощью виртуального интерфейса, состоящего из набора операций. В случае замены устройства и модификации реального интерфейса пользова- тели виртуального интерфейса ничего не узнают, поскольку специ- фикация операций остается прежней. Надо лишь изменить реализа- цию этих операций. Таким образом, пользователи класса изоли- рованы от модификаций реальной аппаратуры.

Объекты интерфейса устройств определяются на этапе аналити-

ческого моделирования путем применения критериев разбиения на объекты. Такие программные объекты взаимодействуют с физиче- скими устройствами, внешними по отношению к системе. На этапе

проектирования классов разрабатываются все классы интерфейса устройств.

9.4.1.Проектирование операций классов интерфейса уст-

ройств. Экземпляры класса интерфейса устройства взаимодействуют

среальным устройством и предоставляют операции для считывания и записи.

В классе интерфейса устройства всегда есть операция инициали- зировать. Когда создается объект класса, эта операция вызывается с

целью инициализации устройства и всех внутренних переменных объекта. Что касается других операций, то они зависят от конкретно- го устройства. Например, в интерфейсе устройства ввода, скорее все- го, будет операция читать, а в интерфейсе устройства вывода опе- рация писать. В классе же, предназначенном для работы с устройст- вом ввода/вывода, вероятно, будут обе операции.

9.4.2.Классы интерфейса устройства ввода. В классе интер-

фейса устройства ввода необходима операция инициализировать, предназначенная для инициализации устройства и установки внут- ренних переменных класса. Для устройства ввода обычно требуется операция читать. Реализация этих операций зависит от характери- стик конкретного устройства, но от пользователей устройства она должна быть скрыта.

В качестве примера рассмотрим объект Интерфейс Бензобака, у которого есть операции инициализировать и читать. Аналитическая модель (рис.9.3а) показывает, что этот объект получает запрос Чи-

www.pdffactory.com

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

207

тать Количество Топлива от объекта Расход Топлива. Затем объект

Интерфейс Бензобака просит объект Бензобак сообщить, сколько бензина осталось. В проектной модели (рис.9.36) вызывается опера- ция читать внешнего объекта Бензобак, которая возвращает ответ данныеБензобака. Как это происходит на самом деле, зависит от реа- лизации физического интерфейса. Так или иначе, объект Интерфейс Бензобака возвращает вызывающему объекту количествоТоплива.

Сообщение Читать Количество Топлива, которое получает объект Интерфейс Бензобака в аналитической модели, изображено в проектной модели в виде синхронного сообщения, соответствующего вызову операции читать. Сообщение Количество Топлива, которое в аналитической модели является ответом на сообщение Читать Ко- личество Топлива, отображается на выходной параметр количество-

Топлива операции читать.

Класс Интерфейс Бензобака также изображен на диаграмме класса (рис.9.3в). У него две операции. Операция инициализировать вызывается в начальный момент. Для операции читать указан вы- ходной параметр количество Топлива. Таким образом, сигнатура опе- рации на диаграмме класса идентична тому, что мы видим на диа- грамме кооперации.

9.4.3. Классы интерфейса устройства вывода. Класс интерфей-

са устройства вывода также должен иметь операцию иници- ализировать. Кроме того, в нем должна быть операция вывода. На- пример, в классе интерфейса устройства Дроссель есть операция вы- вести. Но если устройство вывода может выполнять различные дей- ствия, то состав операций класса необходимо адаптировать. Так,

класс Устройство Выдачи Наличных имеет операцию выдатьНалич- ные, класс Устройство Печати Чеков операцию напечататьЧек, класс Дверь Лифта операции открыть и закрыть, а класс Мотор Лифта операции вверх, вниз и стоп.

www.pdffactory.com

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

208

Рис.9.3. Пример класса интерфейса устройства ввода:

а аналитическая модель (диаграмма кооперации); б проектная модель (диа- грамма кооперации); в проектная модель (диаграмма классов)

Рассмотрим диаграмму кооперации из аналитической модели на рис.9.4а. Объект Интерфейс Маршрутного Дисплея, помеченный стереотипом «интерфейс устройства вывода», получает сообщения

www.pdffactory.com

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

209

Средняя Скорость и Средний Расход и выводит их на Маршрутный Дисплей.

Рис.9.4. Пример класса интерфейса устройства вывода:

ааналитическая модель (диаграмма кооперации)

Вклассе Интерфейс Маршрутного Дисплея (рис.9.4в) есть две операции: вывестиСреднююСкорость (скорость) и вывестиСред-

нийРасход (расход Топлива). В данном случае объект-алгоритм Сред-

няя Скорость вызывает операцию вывестиСреднююСкорость, пере-

давая текущее значение средней скорости. На диаграмме кооперации

впроектной модели это изображено в виде синхронного сообщения без возвращаемого значения (рис.9.46). Соответственно объект-алго-

ритм Расход Топлива вызывает операцию вывестиСреднийРасход,

передавая текущее значение расхода топлива. Класс Интерфейс Маршрутного Дисплея скрывает информацию о том, как форматиру-

ются данные и как осуществляется взаимодействие с физическим

Маршрутным Дисплеем.

www.pdffactory.com

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.