Визуальное моделирование систем реального времени, часть I

Композитные компоненты

В UML 2.0. есть композитные компоненты, которые можно изображать на специальных диаграммах композитных структур и которые, по сравнению с обычными UML -компонентами, изображаемыми на диаграммах компонент, имеют порты и аналоги каналов, а также могут иметь внутреннюю структуру, т. е. поддерживают блочную декомпозицию.

Блочная декомпозиция в UML усложнена поддержкой типов. Во-первых, композитные компоненты являются типами компонент, а во-вторых, внутри себя они состоят из частей, которые принадлежат к другим типам компонент. Давайте посмотрим, чем блочная декомпозиция типов отличается от экземплярной блочной декомпозиции, которая, фактически, и рассматривалась в предыдущем разделе.

Пусть создается сеть телефонных станций из трех штук для различных сельских поселков одного района. Предположим, что каждая из этих станций - особенная. Эти станции рассчитаны на разное количество абонентов (поселки могут существенно различаться численностью населения), состоят из разного оборудования, используют различное программное обеспечение и пр. Вся система разбивается на три подсистемы, каждая из них - на другие подсистемы и т. д. Получается картинка в стиле рис. 6.3. Это - экземплярная блочная декомпозиция, поскольку на части разбиваются реально существующие в системе экземпляры.

Пусть теперь создается сеть из двадцати телефонных станций, для двадцати поселков. Использовать в каждом поселке абсолютно уникальную разработку - очень накладно. Появляется несколько типов станций, которыми и "покрываются" особенности, имеющиеся в различных населенных пунктах. Каждый тип станции внутри себя устроен одинаково.

Экземплярная блочная декомпозиция не подходит для моделирования структуры сложных СРВ, поскольку при этом часто возникает потребность определять множество типовых узлов и на их основе конструировать другие типы узлов. Например, типовая телефонная станция может содержать несколько однотипных пользовательских компьютеров для рабочих мест операторов и один сервер. Типовой пользовательский компьютер (тип компоненты "ТиповаяРабочаяСтанция"), к примеру, должен включать в себя 15-дюймовый монитор, процессор по быстродействию не ниже Pentium IV 1,6 Гц, сетевую карту, а в некоторых случаях еще и CD-устройство. Все это изображено на рис. 6.5, выполненном в нотации диаграмм композитных структур UML 2.0.

В этом примере на верхнем уровне блочной декомпозиции можно увидеть два типа компонент - "ТиповаяРабочаяСтанция" и "ТиповойСервер". Они состоят из частей, среди которых "МониторТРС" и "МониторТС"^{2Сокращения в именах на рис. 6.5 расшифровываются так: ТРС - Типовая Рабочая Станция, а ТС - Типовой Сервер.} имеют одинаковый тип - "15ДМонитор". Второй уровень представлен спецификацией компонентного типа "СистемныйБлокТРС", используемого в определении типа "ТиповаяРабочаяСтанция". Наконец, на третьем уровне представлен тип компоненты "МатеринскаяПлатаТРС", который используется при определении типа "ТиповаяРабочаяСтанция". (Этот тип я раскрывать дальше не стал, ограничившись спецификацией портов и интерфейсов. Ведь где-то надо остановиться!) Все типы компонент, показанные на этом рисунке, - "ТиповаяРабочаяСтанция", "ТиповойСервер", "СистемныйБлокТРС", "МатеринскаяПлатаТРС" - являются композитными компонентами.

Не будем пока рассматривать многочисленные детали композитных компонент, а остановимся на следующем вопросе: чем являются их части с точки зрения UML?

Эти части называются ролями (roles) и уже многократно встречались нам - в диаграммах последовательности и коммуникаций, временных диаграммах, при изучении коопераций. Здесь эта конструкция будет, наконец, рассмотрена детально^{3Мы будем рассматривать роли компонент, хотя любой классификатор - тип узла на диаграммах развертывания, класс, кооперация и т.д. - может иметь роль.}.

Роли компонент (далее - просто роли) обязательно имеют тип и служат "гнездами" для подстановки конкретных экземпляров своих типов компонент. Например, в гнездо "ПамятьТРС" можно подставить от 2 до 8 экземпляров типа "МикросхемыПамяти". А в безымянное гнездо в типе "СистемныйБлокТРС", имеющее тип "CD-устройство", можно подставить один экземпляр этого типа или ни одного.

Роль является промежуточной абстракцией между типом и экземпляром. Она похожа на тип, так как тоже определяет множество экземпляров. Она похожа на экземпляры, так как задает строго определенное количество однотипных экземпляров (и часто - ровно один, когда не указывается в квадратных скобках множественность).

Роль отличается от типа тем, что является контекстно-зависимым определением набора экземпляров. В самом деле, тип (класс, тип компоненты) определяет экземпляры, которые могут появиться практически в любом месте системы (естественно, в соответствии с правилами видимости). А экземпляры ролей могут появляться только в определенной композитной компоненте. В целом контекстной свободы у типа существенно больше, чем у роли.

Имя роли задается так:

<идентификатор1>: <идентификатор2>,

где <Идентификатор1> - это имя роли, а <Идентификатор2> - имя ее типа. Тот или иной идентификатор могут быть опущены - см. рассуждения об именах объектов в лекции про UML.

Рис. 6.5. Пример блочной декомпозиции типов средствами UML

На рис. 6.5 почти все роли не имеют имен, а содержат лишь указания на типы своих компонент - здесь этого оказалось достаточно. Даны имена только двум ролям - "МониторТРС: 15ДМонитор" в компоненте "ТиповаяРабочаяСтанция" и "СистемныйБлокТС" в компоненте "ТиповойСервер". В обоих этих компонентах задействованы узлы одинакового типа, поэтому естественно дать им разные имена. Еще я задал имя Pentium-процессору - Процессор ТРС, - чтобы подчеркнуть, что речь идет именно о процессоре.

Имена ролей в разных композитных компонентах могут совпадать, в том числе и для ролей одинаковых типов. Ведь композитная компонента является закрытым пространством имен. Однако, во избежание путаницы, так лучше не делать.

Далее, для простоты изложения, я часто буду называть и композитные компоненты, и роли, из которых они состоят, просто компонентами. Надеюсь, что читатель не запутается и из контекста поймет, что означает очередная "компонента".