CC BY
81
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений: Научно-практическое издание. Серия "Информатизация России на пороге ХХ1 века". -М.: СИНТЕГ, 1998. - 376 с.
2. Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. -М.: Наука, 1990. -272 с.
2. Пьявченко О.Н., Клевцова А.Б. Алгоритм оценки и прогнозирования поведения переменной состояния объекта // Системный подход в науках о природе, человеке и технике. Материалы международной научной конференции. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. -С.77-86.
3. Мэтьюз Дж.Г., Финк К.Д. Численные методы. Использование МАТЬАВ, 3-е изд.// Пер. с англ. -М.: Издат. дом "Вильямс", 2001. -720 с.
В.П. Свечкарев МЕХАНИЗМЫ ИНТЕГРАЦИИ UML- ДИАГРАММ
Успех, сопутствующий применению объектно-ориентированных технологий (ООТ) в современной нотации унифицированного языка моделирования UML (Unified Modeling Language) при создании программных систем [1], а также интенсивное распространение на разнообразные предметные области сложных систем [2,3], инициирует все новые попытки их использования при анализе и синтезе автоматизированных систем [4,5].
В UML задействованы три типа моделирующих блоков [1-3]: сущность, отношение и диаграмма. Сущности являются основой модели, отношения обеспечивают их привязку друг к другу, а диаграммы группируют наборы сущностей (D = <MS; MR>, MS^0, MRcMS x MS, MR = MR-1). Каждая из моделей (диаграмм) является одной из проекций системы в области решений. В принципе для описания системы может быть использовано любое количество диаграмм, содержащих разнообразные комбинации сущностей и отношений. На практике наиболее часто встречаются 9 типов диаграмм: классов, объектов, прецедентов, последовательности, кооперации, состояний, деятельности, компонентов и развертывания [1]. Моделирование сложной системы средствами UML сводится к ее описанию в различных проекциях. Каждая проекция описывает определенный аспект разрабатываемой системы, а все вместе они определяют систему с должной степенью полноты, правильности и адекватности. Формальная система в виде совокупности UML-диаграмм представляет собой статически и динамически полную интерпретацию исходной системы, при этом обеспечивается семантическая непротиворечивость и корректность ее описания.
Итак, ООТ представляет UML-диаграммы, как инструмент исследования и результат анализа, а моделирование, как процесс исследования реальной системы путем итерационного изменения изображений, интерпретирующих ее существенные стороны [4]. При этом методика моделирования должна обеспечивать для каждого существенного с точки зрения анализа (синтеза), свойства, по крайней мере, один эквивалент модели системы.
В настоящей работе описаны основные концепты и процедуры интеграции диаграмм с целью исследования заданного существенного свойства.
Определение 1. Диаграмма (конкретного типа) системы, формализующая структурные или поведенческие аспекты исследования на заданном (или востребованном) уровне абстракции и в рамках заданного (или востребованного) существенного
свойства системы, является унарной, если в процессе ее развития, связанного с моделированием, эволюцией и др., не подвергаются изменениям указанные аспекты, уровни абстракции и существенные свойства.
Примерами унарных диаграмм могут быть любая из их 9 типов, предлагаемых в нотации языка ЦМЬ, каждая из которых описывает один из аспектов системы на заданном уровне абстракции и позволяет исследовать конкретное существенное свойство системы.
Однако нередко в процессе моделирования мы оказываемся перед необходимостью либо совместного (связного) моделирования двух унарных диаграмм, характеризующихся различными уровнями абстракции или формализующими различные структурные аспекты, либо стремлением исследовать новое существенное свойство системы, получаемое в результате слияния двух унарных диаграмм, как новое интегративное качество. Например, в процессе анализа диаграммы целевых классов (ДЦК) возникает необходимость ее соотнесения с диаграммами классов (ДК) продукции, состава оборудования, технологий и др. Учитывая [5], что динамическая или множественная классификация не поддерживается языком ЦМЬ, подобные изменения в унарной диаграмме классов в процессе моделирования невозможны или затруднены.
Задачи интеграции ЦМЬ-диаграмм можно свести к трем классам: формирование новой диаграммы путем слияния диаграмм одного типа; взаимосвязь и взаимодействие диаграмм одного типа путем моделирующих итераций; интеграция диаграмм разных типов путем установления линии пересечения их плоскостей.
Определение 2. Диаграмма (конкретного типа) системы, формализующая структурные или поведенческие аспекты исследования, полученная в результате интеграции двух унарных диаграмм, каждая из которых характеризуется заданными (или востребованными) уровнем абстракции и существенным свойством системы, называется бинарной, если она обладает новым интегративным качеством, а именно, позволяет исследовать новое искомое существенное свойство системы.
Примерами бинарных диаграмм могут быть предложенные в [6] объектно-целевые диаграммы классов системы (ОЦДК). ОЦДК представляют собой результат интеграции ДЦК и ДК состава оборудования (или комплекса аппаратно-программных средств). Бинарная диаграмма принципиально позволяет проследить достижимость преследуемых целей на привлекаемом оборудовании, т.е. позволяет исследовать новое существенное свойство системы.
В бинарных диаграммах отношения, возникающие на границе слияния-раздела унарных диаграмм, косвенно отражают результат действия некоего механизма получения нового существенного свойства, однако не описывают сам механизм получения последнего, что принципиально не позволяет моделировать (динамически классифицировать) искомое свойство.
Определение 3. Диаграмма (конкретного типа) системы, формализующая структурные или поведенческие аспекты исследования, полученная в результате интеграции двух унарных диаграмм, каждая из которых характеризуется заданными (или востребованными) уровнем абстракции и существенным свойством системы, называется тернарной, если позволяет исследовать новое искомое существенное свойство системы и описывает (содержит) механизм получения (развития) указанного существенного свойства в виде переходной унарной диаграммы.
В этом случае ОЦДК, представляющие собой результат интеграции ДЦК и ДК состава оборудования (или комплекса аппаратно-программных средств), включают и переходную диаграмму функционально-целевых классов (ДФЦК). Сущностью которой является функционально-целевой класс (ФЦК) - абстрактный класс, выделяющий опре-
деленную функционально-целевую сущность, наследующий подцель на заданном уровне целевой декомпозиции в виде конкретной функции, реализуемой на данном классе оборудования.
Таким образом, интеграция диаграмм может быть выполнена в процессе построения переходной ДФЦК, связанной отношениями наследования ("целей") с ДЦК и зависимости с ДК состава "оборудования". В отличие от бинарной в тетрарной диаграмме не только прослеживается достижимость преследуемых целей на привлекаемом оборудовании, т.е. исследуется новое существенное свойство системы, но и устанавливаются механизмы указанного перехода, позволяющие формализовать последующие процедуры развития диаграммы. Таким образом, тетрарная диаграмма принципиально является эволюционной, позволяя как результат формировать объединенную диаграмму с новым существенным свойством системы, при этом наблюдая процесс ее построения.
Однако объединение диаграмм в рамках результирующей диаграммы не позволяет моделировать, собственно, механизмы интеграции, а именно, взаимосвязь сущностей и отношений итерационно взаимодействующих диаграмм. Рассмотрим указанный механизм на примере моделирования прецедентов исследования проблем технологического производства продукции.
Создание диаграммы прецедентов (ДП) заключается в определении сущностей (субъектов -С), находящихся вне рассматриваемой системы и вступающих с ней во взаимодействие, а также прецедентов (П) - сущностей, определяющих совокупность функций, которые должна выполнить система для выполнения запроса субъекта. Установление отношений между прецедентами, а также субъектами и иницируемыми ими прецедентами (Ясп) завершает формирование ДП. Формально анализ может быть сведен к построению трех ДП: среды целеобразования, технологической среды производства и задачи исследований.
В первой из них каждый из прецедентов отражает, с одной стороны, декомпозицию преследуемой цели в среде целеобразования производства, а, с другой, формулирует функциональное требование. Отношения прецедентов при этом отражают суть жесткости или ограниченности взаимного влияния функций при их реализации, например, в конкретной технологической среде. Далее мы наблюдаем синтаксический сдвиг сущностей и отношений: прецеденты диаграммы среды целеобразования могут быть интерпретированы как субъекты в диаграмме прецедентов технологической среды и соответственно отношения - прецедентами. Очевидно, что шаг интерпретации формально предопределен, а синтаксически связан с конкретной интерпретацией отношений. Задав ее технологическую направленность мы получаем сущности, описывающие функционально-целевые задачи, реализуемые в технологической среде производства. Процесс моделирования завершает искомая ДП задачи исследования, где соответственно прецеденты и отношения предыдущей ДП интерпретируются в субъекты и прецеденты, которые и являются предметом исследований.
Определение 4. Тернарным преобразованием диаграмм прецедентов назовем установление семантической взаимосвязи Исходной и Искомой диаграмм с помощью Переходной диаграммы, причем прецеденты и отношения Исходной являются соответственно прообразами субъектов и прецедентов Переходной, а в последней, в свою очередь, прецеденты и отношения являются соответственно прообразами субъектов и прецедентов Искомой, образуя взаимно однозначное соответствие указанных элементов диаграмм.
^Оисх^М^&МШЛПЛСП^ ОП =<М2С;М2П;К-2П;К-2СП>
Биск=<МЗС;МЗП;КзПДЗСП>, Мш ® М2С; Rin ®МШ; М2П ® Мзс ; R2n ®МЗП. Таким образом, остов последующей диаграммы (остовный подграф) формально предопределен прообразами прецедентов и отношений предыдущей диаграммы. Следующей задачей интеграции является анализ взаимосвязи диаграмм различных типов и установления линии пересечения их плоскостей, как линии обретения нового интегра-тивного качества.
Определение 5. Тернарным пересечением диаграмм разных типов, формализующих различные структурные или поведенческие аспекты исследования, каждая из которых характеризуется заданными (или востребованными) уровнем абстракции и существенным свойством системы, назовем пересечение сущностей в одной из них с семантически соответствующими отношениями в другой, порождающим новое искомое существенное свойство системы и описывающим механизм получения указанного существенного свойства в виде переходной триады: сущность-отношение-свойство. Dj=< M1Sy;M1ST;M1R>, М18Т^0, М18=М18ТиМ18У; D2=< M2S;M2RT;M2Ry>, M2RT^0,M2R=M2RTuM2Ry;
Dni2=<M1ST;M2RT> М1 st|= |M2RT|.
Типичным примером тернарных пересечений являются итерации диаграмм прецедентов и классов в процессе системно-целевого анализа.
Таким образом, предлагаются следующие механизмы итерации диаграмм: тернарная диаграмма на основе переходной диаграммы; тернарные преобразования диаграмм на основе переходных диаграмм и семантических переходов отношение-сущность и сущность-сущность, и, наконец, тернарные пересечения диаграмм на основе переходной триады: сущность-отношение-свойство.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Рамбо Дж., Якобсон Л., Буч Г. UML: Специальный справочник. - СПб.: Питер, 2002. - 656 с.
2. Гома Х. UML. Проектирование систем реального времени, параллельных и распределенных приложений: Пер. с англ. -М.: ДМК Пресс, 2002. -704 с.
3. Семенов А.С. Информационные технологии: объектно - ориентированное моделирование. Анализ и проектирование производственных систем: Учеб. пособие. -М.: МГТУ "Станкин", 2001. -65 с.
4. Свечкарев В.П. Методология анализа автоматизированных технологических систем в объектной среде // Известия вузов. Сев.-Кав. регион. Техн. науки. 2002. №2. С.3-7.
5. Мацяшек Лешек А. Анализ требований и проектирование систем. Разработка информационных систем с использованием UML.: Пер. с англ. -М.: Изд.дом "Вильямс", 2002. -432 с.
6. Свечкарев В.П., Ершенко Е.В. Объектно-целевая декомпозиция системы управления технологическим процессом дозирования // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2001. №3. С.6-8.
А.Я. Аноприенко, С.Н. Джон, Хасан Али Абабнех
МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕТЕВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ КАК КОМПОНЕНТЫ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ МОДЕЛИРУЮЩИХ СРЕД
В последнее время в связи с появлением новых технологий наблюдается интенсивный рост и увеличение сложности сетевых проектов. Это придает особую актуальность решению проблемы эффективного использования сетевой инфраструктуры, что особенно важно для некоторых ресурсоемких приложений, связанных, например, с разработкой и использованием распределенных web-ориентированных моделирующих сред. При этом должны быть обеспечены возможности текущей и перспективной оценки
