Бағдарламалық жасақтаманың сипаттамасы - Software architecture description

Бағдарламалық жасақтаманың сипаттамасы білдіру, байланыстыру және талдау тәжірибелерінің жиынтығы бағдарламалық жасақтама (архитектуралық көрсету деп те аталады) және бағдарламалық жасақтаманы білдіретін жұмыс өнімі арқылы осындай тәжірибені қолдану нәтижесі (ISO / IEC / IEEE 42010 ).

Сәулет сипаттамалары (AD) кейде деп те аталады сәулет өнері, сәулет сипаттамалары[1]немесе бағдарламалық жасақтаманың құжаттамасы.

Түсініктер

Сәулет сипаттамасы бағдарламалық жасақтаманың архитектурасын жазу үшін бағдарламалық жасақтама сәулетшілері қолданатын презентацияларды, әдістерді және типтерді анықтайды. Сәулет сипаттамасы көбінесе модельдеу қызметі болып табылады (Бағдарламалық жасақтаманың архитектуралық моделі Сәулет модельдері әртүрлі формада болуы мүмкін, соның ішінде мәтін, бейресми суреттер, сызбалар немесе басқа формализмдер (модельдеу тілі Архитектуралық сипаттамада көбінесе бірнеше әртүрлі болады модель түрлері әр түрлі аудиторияға тиімді жүгіну үшін мүдделі тараптар (мысалы, соңғы пайдаланушылар, жүйе иелері, бағдарламалық жасақтама жасаушылар, жүйелік инженерлер, бағдарлама менеджерлері) және әр түрлі архитектуралық алаңдаушылық (функционалдылық, қауіпсіздік, жеткізу, сенімділік, масштабтау сияқты).

Көбінесе архитектуралық сипаттаманың модельдері біріктіріледі бірнеше рет қарау «әр [көрініс] жүйенің әр түрлі мүдделі тараптарын қызықтыратын нақты мәселелерді шешуге мүмкіндік беретін» архитектура.[2] Ан сәулет көрінісі бұл жүйеге қарау тәсілі (RM ODP ). Архитектуралық сипаттамадағы әрбір көріністе оған қатысты мәселелер мен мүдделі тараптарды, сондай-ақ ол қолданатын модель түрлері, белгілері мен модельдеу шарттарын құжаттайтын көзқарас болуы керек (ISO / IEC / IEEE 42010 ).

Бірнеше көзқарастарды пайдалану, әр түрлі мүдделі тараптармен қарым-қатынас жасау және әр түрлі мәселелерді тіркеу және талдау үшін тиімді болғанымен, ықтимал проблемаларды туғызады: көзқарастар тәуелсіз емес болғандықтан, қабаттасу мүмкіндігі бір жүйенің көзқарастары арасында артықтық немесе сәйкессіздік болуы мүмкін дегенді білдіреді.[3] Анықтау және басқару үшін әртүрлі механизмдерді қолдануға болады корреспонденциялар егжей-тегжейлі бөлісу, артықтықты азайту және бірізділікті қамтамасыз ету үшін көріністер арасында.

Сәулет сипаттамалары туралы жиі кездесетін түсінбеушілік - AD тек «техникалық мәселелерді» талқылайды, бірақ AD көптеген мүдделі тараптар үшін өзекті мәселелерді шешуі керек. Кейбір мәселелер техникалық сипатта болады; көптеген мәселелер жоқ: АД сәулетшілерге, олардың клиенттеріне және басқаларға шығындарды, кесте мен процесті басқаруға көмектесу үшін қолданылады. Осыған байланысты түсінбеушілік - AD тек адреске жүгінеді құрылымдық жүйенің аспектілері. Алайда, бұл мүдделі тараптарды сирек қанағаттандырады, олардың алаңдаушылықтары көбінесе құрылымдық, мінез-құлық, эстетикалық және басқа «функционалды емес» мәселелерді қамтиды.

Тарих

Архитектураның алғашқы сипаттамаларында бейресми суреттер мен сызбалар және олармен байланысты мәтін қолданылған. Ресми емес сипаттамалар өнеркәсіпте ең көп қолданылатын ұсыныстар болып қала береді.[4]Сәулет сипаттамасына әсерлер Бағдарламалық жасақтама жасау салаларынан (мысалы, деректерді жинау және бағдарламалау сияқты) және жүйені жобалаудан (мысалы, SARA)[5]).

Бағдарламалық жасақтаманың ауқымды қасиеттерін көрсетуге бағытталған модульдерді өзара байланыстыру тілдері (MIL) сияқты үлкен көлемде бағдарламалау бойынша жұмыс:[6] модульдер (соның ішінде бағдарламалар, кітапханалар, ішкі бағдарламалар мен ішкі жүйелер) және модуль қатынастары (модульдер арасындағы тәуелділіктер мен өзара байланыс). Бұл жұмыс бағдарламалау тілдері туралы архитектуралық ойлауға (мысалы, Ада) және дизайн мен сәулет белгілеріне де әсер етті (мысалы, Бухр диаграммалары және кейстер карталарын қолдану және UML архитектуралық ерекшеліктерінде кодталған: пакеттер, ішкі жүйелер, тәуелділіктер) және сәулет бойынша көптеген жұмыстар сипаттау тілдері. Бағдарламалық жасақтама шеңберінде MILs-тен басқа, Талаптар мен Дизайн саласындағы жетілдірілген жұмыстардың әсерінен архитектураның сипаттамасына қолданылатын бағдарламалық жасақтама мен дизайннан әртүрлі модельдер «көтерілді». Оларға құрылымдық талдаудың функциясы мен белсенділігі модельдері кірді SADT, деректерді модельдеу әдістері (тұлғаға қатысты) және объектіге бағытталған әдістер.

Перри мен Қасқыр[1] бірнеше көзқарас рөлі үшін ғимарат архитектурасының прецедентін келтірді: «Ғимарат сәулетшісі тапсырыс берушімен ғимараттың белгілі бір аспектісі көрсетілген бірнеше түрлі көзқарастар арқылы жұмыс істейді».

Перри мен Қасқыр архитектураның көрінісі мыналарды қамтуы керек деп сендірді. {элементтер, форма және негіздеме}, элементтердің үш түрін (демек, көзқарастардың үш түрін) ажырата отырып:

  • өңдеу: мәліметтер қалай түрленеді;
  • мәліметтер: қолданылатын және түрлендірілетін ақпарат;
  • байланыстырушы: басқа элементтерді ұстайтын желім;

Перри мен Қасқыр архитектураны сипаттауға арналған төрт мақсатты немесе қолдануды анықтады (олардың мақаласында «сәулет ерекшеліктері» деп аталады):

  • артық шешімдерсіз архитектуралық шектеулерді тағайындау
  • эстетиканы инженерліктен бөлек
  • сәулеттің әр түрлі аспектілерін әрқайсысы сәйкесінше өрнектейді
  • сәулеттік талдауды, әсіресе тәуелділік пен жүйелілік талдауларын жүргізу

Перри және Қасқыр қағазынан кейін бағдарламалық жасақтама архитектурасы бойынша екі бағыт пайда болды[дәйексөз қажет ]:

  • Бірнеше көрініс мектеп
  • Структуралистік мектеп

Сәулетті сипаттау механизмдері

Сәулетті сипаттау үшін қолданылатын бірнеше жалпы механизмдер бар. Бұл тетіктер сипаттаманың сәтті стильдерін көптеген жүйелерге қолдануға болатын етіп қайта қолдануды жеңілдетеді:

  • сәулет көріністері
  • сәулетті сипаттау тілдері
  • сәулет құрылымдары

Сәулет көзқарастары

Бағдарламалық жасақтаманың сипаттамалары әдетте ұйымдастырылған көріністер, әр түрлі типтерге ұқсас жоспарлар ғимаратта жасалған сәулет. Әр көрініс оның шартты ережелеріне сәйкес жүйенің бірқатар мәселелерін шешеді көзқарас, егер бұл көзқарас белгілерді сипаттайтын спецификация болса, қарастырылатын архитектураны белгілі бір мүдделі тараптар мен олардың алаңдаушылықтары тұрғысынан бейнелеу үшін қолданылатын модельдеу әдістері (ISO / IEC 42010 ). Көзқарас тек тұжырымдалған мәселелерді ғана емес (яғни шешілуі керек), сонымен қатар презентацияны, қолданылатын модель түрлерін, пайдаланылатын конвенцияларды және басқа көзқарастарға сәйкес көріністі сақтау үшін кез-келген келісімділік (сәйкестік) ережелерін көрсетеді.

Көріністердің мысалдары:

  • Функционалды көзқарас
  • Логикалық көзқарас
  • Ақпарат / деректерді қарау
  • Модульдің көзқарасы
  • Компонент пен коннектордың көзқарасы
  • Талаптардың көзқарасы
  • Әзірлеуші ​​/ іске асыру көзқарасы
  • Параллельдік / процесс / жұмыс уақыты / ағын / орындалу көрінісі
  • Өнімділік көрінісі
  • Қауіпсіздік көзқарасы
  • Физикалық / орналастыру / орнату көзқарасы
  • Пайдаланушының әрекеті / кері байланыс көзқарасы

Термин көрініс түрі элементтер мен қатынастардың ортақ жиынтығын бөлісетін ұқсас көзқарастардың категорияларына сілтеме жасау үшін қолданылады.[4]

Сәулетті сипаттайтын тілдер

Ан сәулетті сипаттау тілі (ADL) бұл бағдарламалық жасақтаманың архитектурасын сипаттау үшін қолданылатын кез-келген өрнек құралыISO / IEC / IEEE 42010 1990-шы жылдардан бастап көптеген арнайы ADL-дер жасалды, соның ішінде AADL (SAE стандарты), Райт (Карнеги Меллон әзірлеген), Акме (Карнеги Меллон әзірлеген), xADL (UCI әзірлеген), Дарвин (әзірлеген Лондон императорлық колледжі ), DAOP-ADL (Малага Университеті жасаған) және ByADL (Аквила университеті, Италия). Ерте ADL модельдеу жүйелерін олардың компоненттері, қосқыштары және конфигурациялары тұрғысынан ерекше атап өтті. Жуырдағы ADL (мысалы, ArchiMate және SysML) компоненттер мен қосылғыштарды ғана емес, көптеген субтілдер арқылы әр түрлі мәселелерді білдіруге қабілетті «кең спектрлі» тілдерге айналды. Арнайы тілдерден басқа, бар тілдер, мысалы UML ADL ретінде қолданыла алады «бағдарламалық қамтамасыздандыруға негізделген жүйелерді талдау, жобалау және енгізу үшін, сондай-ақ бизнесті және осыған ұқсас процестерді модельдеу үшін».

Сәулет құрылымдары

Ан сәулет құрылымы «қолданбаның нақты доменінде және / немесе мүдделі тараптар қауымдастығында орнатылған архитектураларды сипаттауға арналған конвенцияларды, қағидалар мен практиканы» (ISO / IEC / IEEE 42010 ). Рамка әдетте бір немесе бірнеше көзқарас немесе ADL тұрғысынан жүзеге асырылады. Бағдарламалық жасақтама архитектурасына мыналар жатады:

  • 4+1
  • RM-ODP (Ашық таратылған өңдеудің анықтамалық моделі)
  • TOGAF

Бірнеше көріністер

Крухтеннің өте әсерлі 1995 жылғы мақаласында ұсынылған «4 + 1 көрініс моделі», бұл тәсіл әр түрлі мүдделі тараптар мен модельденетін мәселелерге назар аударды.[2]

Структурализм

Екіншіден, CMU жұмысында және басқа жерлерде көрініс тапқан сәулет - бұл жүйенің жоғары деңгейде ұйымдастырылуы және сәулет олардың компоненттері мен қосқыштары тұрғысынан сипатталуы керек деген түсінік: «бағдарламалық жүйенің архитектурасы бұл жүйені анықтайды есептеу компоненттері және сол компоненттер арасындағы өзара байланыс тұрғысынан ».[7]

1990-2000 жылдары ADL-дегі оқу жұмысының көп бөлігі компоненттер мен қосқыштар парадигмасы аясында өтті. Алайда, бұл ADL-дің өнеркәсіпте әсері өте аз болды.[8]1990 жылдардан бастап архитектураны сипаттауға деген көзқарастар жақындады IEEE 1471 2000 жылы үздік тәжірибелерді кодификациялау: AD-да бірнеше көзқарастарды қолдау, бірақ қажет емес.

Шешімдер арқылы сәулет сипаттамасы

Перри мен Қасқырдың түпнұсқа формуласының негіздемелік аспектісін дамыта отырып, шешімдер мен шешімдердің себептерін бағдарламалық жасақтама архитектурасын құрудың және білдірудің маңызды тәсілі ретінде құжаттайтын үшінші ой мектебі пайда болды.[9]Бұл тәсіл шешімдерді сәулет сипаттамасының бірінші класты элементтері ретінде қарастырады және бұрынғы ұсыныстарда жиі жасырын болатын нәрсені анық жасайды.

Сәулет сипаттамаларын қолдану

Сәулет сипаттамалары әртүрлі мақсаттарға қызмет етеді, соның ішінде (ISO / IEC / IEEE 42010 ):

  • жүйенің құрылысы мен қызмет көрсетуіне басшылық жасау
  • жүйені жоспарлауға, өзіндік құн мен эволюцияға көмектесу
  • сәулеттерді талдау, бағалау немесе салыстыру құралы ретінде қызмет ету
  • архитектура мен жүйеге қатысты жүйенің мүдделі тараптары арасындағы байланысты жеңілдету
  • жеке жобалар шеңберінен тыс архитектуралық білімді құжаттау (мысалы, бағдарламалық жасақтама өнімі және өнімнің отбасылары, анықтамалық архитектура)
  • қайталанатын архитектуралық идиомаларды (мысалы, архитектуралық стильдер мен үлгілерді) түсіру

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б Перри, Д. Е .; Қасқыр, A. L. (1992). «Бағдарламалық жасақтаманың архитектурасын зерттеу негіздері». ACM SIGSOFT бағдарламалық жасақтама бойынша ескертпелер 17 (4): 40. doi: 10.1145 / 141874.141884
  2. ^ а б P. B. Kruchten, «Сәулеттің '4 + 1' көрінісі моделі», IEEE Software, т. 12, жоқ. 6, 42-50 б., 1995 ж. Қараша
  3. ^ А. Финкельштейн, Дж. Крамер, Б. Нусейбе, Л. Финкельштейн және М. Гойдике. Көріністер: жүйені дамытуда көптеген перспективаларды біріктіруге арналған негіз. Бағдарламалық жасақтама және білім инженериясының халықаралық журналы, 2 (1): 31-58, 1992 ж.
  4. ^ а б Климентс, Ф.Бахман, Л.Басс, Д. Гарлан, Дж. Айверс, Р. Литтл, Р. Норд және Дж. Стаффорд, бағдарламалық жасақтаманың архитектурасын құжаттау: көзқарастар және одан тысқары жерлер. Аддисон Уэсли, 2003 ж.
  5. ^ Г.Эстрин, Р.С. Фенчел, Р.Р. Разук, М.К. Вернон, «The Sжүйе ARсәулетші Apprentice «, IEEE Transaction of Software Engineering, 1986 ж.
  6. ^ Ф.Деремер және Х.Х.Крон, «Бағдарламалауды кішіге бағдарламалау», IEEE бағдарламалық жасақтама бойынша транзакциялар, 1976 ж.
  7. ^ М.Шоу және Д.Гарлан, Бағдарламалық жасақтаманың архитектурасы: дамып келе жатқан пәннің болашағы, Prentice Hall, 1996 ж.
  8. ^ Э. Вудс пен Р. Хиллиард, «Сәулет өнеріндегі тәжірибедегі тілдерді сипаттау» http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/WICSA.2005.15
  9. ^ А.Янсен және Дж.Бош, «Бағдарламалық жасақтама архитектуралық жобалау шешімдерінің жиынтығы», Бағдарламалық жасақтама бойынша IEEE / IFIP 5-ші жұмыс конференциясының материалдары, 2005 ж.

Сондай-ақ қараңыз