Архитектура, управляемая моделью (курсовая), страница 6

Однакодля совместимости с последующими этапами весьма желательно иметьописание модели на языке UML. Следует учитывать, что модель CIM первогоэтапа представляет собой скорее общую концепцию системы и не являетсянасущно необходимой для процесса разработки приложения. При созданиинебольших программных систем этот этап можно опустить, однако приработе со сложными проектами он становится почти обязательным. Кпримеру, разработка текстового технического задания, казалось бы, никак не36помогает собственно процессу программирования, зато, существенноспособствует пониманию задачи в целом и позволяет избежать грубыхошибок проектирования в дальнейшем [2].Результатом первого этапа разработки в соответствии с подходом MDAявляется описание PIM на языке UML.

Завершенная платформнонезависимая модель содержит полное описание системы, однако свободна отдеталей, относящихся к реализации и используемым технологиям. Послетого, как модель построена, ее необходимо преобразовать в платформнозависимую модель (platform-specific model, PSM). Это преобразованиепроизводится с помощью разработанных OMG стандартных отображений,разных для каждой платформы промежуточного слоя; при этом в модельвносится информация, относящаяся к деталям практической реализации ивыбранной платформе.

Благодаря тому, что преобразование от PIM к PSMстандартизовано, могут быть созданы инструменты — анализаторы игенераторы описания моделей, существенно упрощающие иавтоматизирующие это преобразование. На данном этапе по-прежнемусущественна работа дизайнеров и архитекторов системы: во многих случаяхPIM предоставляет недостаточно данных для полностью автоматическогопереноса на конкретную технологию, и требуется предварительно разметитьи конкретизировать PIM в терминах целевой системы. Например, UML-классиз платформно-независимой модели можно отобразить на интерфейс, объектили «тип-значение» (valuetype) при переходе к платформе CORBA.

В такихслучаях необходимо разметить модель вручную [3].Второй этапНа втором этапе разрабатывается платформенно-независимая модель(PIM). Она может разрабатываться с нуля в случае отсутствия модели первогоэтапа или основываться на CIM. Преобразование CIM в PIM осуществляетсяна основе описания на зыке UML, созданного на первом этапе. Здесь в негодобавляются элементы, описывающие бизнес-логику, общую структуру37системы, состав и взаимодействие подсистем, распределение функционала поэлементам, общее описание и требования к пользовательскому интерфейсу.Модель PIM этого этапа обязательно включается во все автоматизированныесреды разработки приложений на основе MDA [2].Третий этапНа третьем этапе создаются платформенно-зависимые модели (PSM).Их число соответствует числу программных платформ, на которых будетфункционировать приложение.

Кроме этого, возможны случаи, когдаприложение (или его составные части) должны работать на несколькихплатформах одновременно. Модель PSM создается путем преобразованиямодели PIM с учетом требований модели платформы. Процесспреобразования описывается ниже. На этапе создания модели PSMразработка приложения согласно архитектуре MDA заканчивается.Считается, что правильно построенная PSM содержит техническуюинформацию, достаточную для генерации исходного кода (там, где этовозможно) и необходимых ресурсов приложения.

Здесь эстафетную палочкудолжна подхватить среда разработки, реализующая MDA. С формальнойточки зрения это уже не относится к компетенции MDA, но для разработчикапреобразование PSM в исполняемый код приложения непосредственноепродолжение процесса разработки [2].38Завершенная платформно-зависимая модель содержит всюнеобходимую информацию для генерации кода системы, а также длягенерации вспомогательного кода и описаний, необходимых дляиспользования выбранной платформы и технологий (в частности, могут бытьсозданы IDL-описания интерфейсов для технологии CORBA).

Фактическиплатформно-зависимая модель близка к UML-модели системы, полученнойпри классическом подходе к разработке, но более детальна и можетсодержать больше информации, относящейся к используемым технологиям[3].Однако, архитектура MDA описывает еще один вариант прохождениятретьего этапа, который называется прямым преобразованием в код.Спецификация MDA для этого случая сообщает, что могут существоватьинструментарии, напрямую преобразующие модель PIM в исполняемый кодприложения.

Модель PSM при этом может создаваться как контрольноеописание, позволяющее проверить результат прямого преобразования [2].Тогда этот этап проходит так же, как и при классическом подходе кразработке программного обеспечения с помощью UML-модели.Инструменты, предназначенные для генерации кода по UML-модели наязыке программирования, существуют давно; эти наработки можноиспользовать при анализе и кодогенерации по PSM. После генерации кодапроизводится его доработка, задается низкоуровневая функциональностьсистемы и производится необходимая оптимизация.

По завершении стадиикодирования можно произвести компиляцию, сборку и настройку системы[3].39Преобразование моделей PIM PSMНаиболее сложным и ответственным этапом при разработке приложений врамках архитектуры MDA является преобразование модели PIM в модельPSM. Именно на этом этапе общее описание системы на языке UMLприобретает вид, пригодный для воплощения приложения на конкретнойплатформе.

Как уже говорилось, в процессе принимает участие модельплатформы. Преобразование моделей проходит три последовательныестадии:Разработка схемы преобразования (mapping)Маркирование (marking)Собственно преобразование (transformation)Рассмотрим их подробнее.Первоначально необходимо разработать схему преобразования элементовмодели PIM в элементы модели PSM. Для каждой платформы создаетсясобственнаясхемапреобразования,котораянапрямуюзависитотвозможностей платформы. Схема преобразования затрагивает как содержаниемодели (совокупность элементов и их свойства), так и саму модель(метамодель, используемые типы).

В схеме преобразования нужным типаммодели, свойствам метамодели, элементам моделиPIM ставятся всоответствие типы модели, свойства метамодели, элементы модели PSM. Припреобразованиимоделейможетиспользоватьсянесколькосхемпреобразования.Для связывания используются марки (mark) самостоятельные структурыданных, принадлежащие не моделям, а схемам преобразования и содержащиеинформацию о созданных связях. Наборы марок могут быть объединены втематические шаблоны, которые возможно использовать в различных схемахпреобразования. Процесс задания марок называется маркированием. В40простейшем случае один элемент модели PIM соединяется маркой с однимэлементом модели PSM. В более сложных случаях один элемент модели PIMможет иметь несколько марок из разных схем преобразования. Что касаетсяпреобразования метамодели, то в большинстве случаев марки могутрасставляться автоматически.

А вот для элементов модели часто требуетсявмешательстворазработчика.Впроцессемаркированиянеобходимоиспользовать сведения о платформе. Эти сведения содержатся в моделиплатформы.Процесс преобразования моделей заключается в переносе маркированныхэлементов модели и метамодели PIM в модель и метамодель PSM. Процесспреобразования должен документироваться в виде карты переноса элементовмодели и метамодели. Способ преобразования моделей может быть:РучнойС использованием профилейС настроенной схемой преобразованияАвтоматический [2]41Многоплатформенные моделиАрхитектура MDA учитывает возможность разработки приложений,одновременно функционирующих на нескольких платформах.

Для этогомарки схемы преобразования моделей PIM PSM устанавливаются всоответствии с распределением функционала приложения по платформам.Затем генерируется несколько платформенно-зависимых частей приложения.Проблема взаимодействия частей такого гетерогенного приложения решаетсяна уровне бизнес-логики приложения на этапе разработки. Для обменаданными могут использоваться специально разработанные подсистемы,использующие для организации обмена заранее согласованные механизмы,форматыданных,интерфейсы.Болеетого,разработкамеханизмовмежплатформенного взаимодействия хорошо поддается автоматизации.Инструментарии MDA могут содержать функционал для создания такихмеханизмов [2].42ИнструментыПосле популяризации MDA многие производители стали утверждать,что их инструменты поддерживают MDA. На самом деле, поддерживаютсялиштнекоторыеаспектыконцепции.Проанализируемвозможностисуществующих инструментов.Поддержка преобразованияИнструменты для простой генерации кода из существующей моделисуществуют уже более десяти лет и неплохо вписываются в конецепциюMDA.

Рассмотрим эти инструменты.Инструменты преобразования PIM в PSMИнструменты этой категории призваны трансформировать PIM в однуили более PSM. На данный момент таких инструментов не очень много, хотянекоторые из них все-таки обеспечивают минимальную функциональность.Инструменты преобразования PSM в кодБольшинство инструментов работают как «черный ящик». Они имеютвстроенные правила преобразования и берут один тип модели как исходныеданные и генерируют модуль другого типа как результат. Исходной являетсяPSM, результирующей – код.Несколько инструментов отражают связи между PSM и кодом.

Онидают возможность увидеть изменения в обеих моделях сразу послеизменения какой-либо из них. Это возможно, потому что PSM и код оченьтесно связаны между собой. Они находятся примерно на одном уровнеабстракции.Инструменты преобразования PIM в кодДругие виды инструментов поддерживают два вида трансформации: изPIM в PSM, и из PSM в конечный код. Иногда пользователю показывается43только прямая трансформация из PIM в код.

Трансформация из PIM в PSMопускается. В этом случае исходный и результирующий язык, а такжеопределения трансформации встроены в инструмент, который опять жеработает по принципу «черного ящика».В качестве языка определения PIM обычно используется UML.Динамическая часть, не отражаемая средствами UML, обычно добавляется всгенерированный код вручную.Настраиваемые инструментыИнструментыпреобразования.должныОбычнопозволятьпараметризироватьневозможноподстроитьпроцессопределениятрансформации под свои требования, потому что доступ к ним закрыт.Лучшее на что можно рассчитывать – это правила преобразования,написанные на каком-либо внешнем скриптовом языке. Чтобы внестиизменения в такой скрипт требуется много времени, потому что пока еще несоздано специализированного для написания таких определений языка.Большинство инструментов работают только с языком описания PIM,которым является UML.

Хотя диаграммы UML используются для созданияPIM, на практике инструменты не используют определения языка UML,заменяя их своими интерпретациями. Из-за этого даже специалист в областиUML потратит много времени на изучение определений, вшитых винструменты, для написания своих определений трансформации.Инструменты задания правил преобразованияЭти инструменты обеспечивают создание и модификацию правилпреобразования.