Теория моделирования ПС из компонентов

Одна из ключевых задач компонентного проектирования систем — построение КПИ, которыми могут быть программы, модули и объекты, пригодные для повторного использования в новой разработке ПС. Проектирование системы из компонентов — естественное расширение ООП. Компоненты не являются объектами, а предоставляют им необходимые ресурсы и сервис. На данный момент сформировались теория о компонентах, их спецификации и определении интерфейсов, способах их сборки и конфигурирования в систему.

Для моделирования ПС разработан новый метод ОКМ. Он обобщает понятие объектов как элементов реального мира и основывается на свойствах и характеристиках, которые определяются и уточняются с помощью логико-математических формализмов задания концептов и необходимых и достаточных свойств и характеристик, которыми объекты отличаются друг от друга. Метод обеспечивает отображение объектов ОМ в программные компоненты и интерфейсы, осуществляя последовательный переход от объектов к компонентам и их интерфейсам^[1].

В нем конфигурационная сборка программных элементов выполняется средствами формального математического аппарата, который включает модели компонента, компонентную среду и компонентную систему. Эти модели реализуются с помощью компонентной алгебры, а также формализмов описания интерфейсов и выполнения системы преобразования передаваемых ТП на основе заданной сигнатуры интерфейсов взаимодействующих компонентов в ПС.

Рассмотрим множество программных компонентов С = (c_t, с₂, с_г), где Cj G С — произвольный компонент, использующийся при разработке Г1С. Каждый компонент характеризуется некоторой совокупностью свойств (например, расширяемость, взаимозаменяемость и др.).

Пусть Р_1? Р₂,…, Рк — предикаты свойств компонентов на множестве С, т.е.Р = <�Р_{©, Р₂©, …, Р*(С)>.

Над Cj е С возможны некоторые операции, результаты выполнения которых также являются элементами множества С. Тривиальными примерами таких операций могут быть объединение нескольких объектов в один или разделение некоторого компонента на отдельные части.

Обозначим через ZCR — алгебру, содержащую множество компонентов С и операций R над компонентами С. Каждая операция имеет собственную арность в зависимости от ее семантики. В целом существуют операции, которые задаются на подмножестве целых, а также в качестве результатов могут использоваться подмножества (например, предыдущие операции объединения и разделения).

Среди множества операций рассмотриваются те, которые сохраняют свойства компонентов. Обозначим эти операции через R = (R_]y /?₂,…, R_m). Тогда для любых с_{, с₂,…, с_п принадлежащих С, и любой R_jy i = 1, 2, …, т, с учетом арности операции R_{ и ее результата справедливо одно из двух выражений:

Множество С = (q, с₂,с_г) и операции R_{, R₂,…, R_m определяют алгебру компонентов. Примерами реальных операций над компонентами могут быть операции расширения интерфейсов, рефакторинга и др.

Множество элементов С, рассмотренное выше, является математической абстракцией. В реальности мы имеем некоторое множество компонентов С, в котором Cj е С.

Применив к этому множеству операции R_{, R₂,…, R_m, можно получить множество С, которое будем называть замыканием множества С. Этот термин выбран для того, чтобы подчеркнуть, что С' имеет максимально возможное множество компонентов, которые можно получить на основе множества С. В соответствии с рассмотренными выше операциями получаем, что с, е С.

В реальных процессах конструирования систем рассматривается множество компонентов С (или С'), но при этом учитывается, что для него справедливы все положения соответствующей компонентной алгебры.

• [1] См.: Лаврищева. Е. М. Компонентная теория и коллекция технологий разработки индустриальных приложений из готовых ресурсов // Труды Четвертой научной конференции"Актуальные проблемы системной и программной инженерии". С. 101 — 119; Ее же. Программная инженерия, парадигмы, технологии и CASE-средства.