Аспектно-ориентированные методы в управлении информационными потоками баз данных ДП АСУТП (стр. 3 из 3)

Рис. 5. Выполнение передачи данных при введенном аспекте TransferSynchronizing.

Отметим, что не требуется вводить точку пересечения с классом-получателем данных, поскольку нет необходимости перехватывать все выполняемые вызовы изменения данных в нем, а также использование стереотипа “around” для метода OnSetValue() аспектного класса: часть служебных операций выполняется до исполнения вызова SetValue(…), часть – после. Предложенное решение все еще содержит ряд недостатков: объект-источник зависим от реализации объекта-получателя; введение периодов ожидания плохо согласуется с событийной моделью; объект-получатель должен проверять попадание разности нового и предыдущего значений в “зону нечувствительности”; его структура усложняется средствами поддержки блокировок. Можно предложить вариант, свободный и от данных недостатков.

Для этого определим, что у каждой группы есть менеджер – экземпляр аспектного класса, выполняющий контракты каждого из классов группы, в т.ч. и вызов метода SetValue(…) для записи измененного значения в класс-получатель. Это позволяет также выполнять операции блокирования/разблокирования только по отношению к этому аспектному классу. На него же может быть переложено выполнение проверки “существенности” отличия нового значения от текущего в объекте. Тогда желаемое поведение, реализующее транзакционный подход к передаче массива данных, можно отобразить в виде :диаграммы (см. рис. 6). (На диаграмме показано взаимодействие только двух групп, хотя, разумеется, объекты и даже единственный объект группы-источника может являться записывать данные в несколько объектов, в т.ч. принадлежащих различным группам.) Поскольку, как отмечалось выше, каждая из групп может играть роль как источника, так и получателя данных, то на диаграмме классов достаточно показать связь аспекта и одной группы (см. рис. 7а).

Диаграмма, показывающая внутреннюю логику аспекта при разблокировании, приведена на рис. 7б. Отметим, что возможно одновременная блокировка группы несколькими менеджерами групп-источников: запись различных данных в один и тот же объект в любом случае не имеет смысла, а одновременная запись значений в различные объекты заблокированной группы несколькими источниками не приводит ни к каким отрицательным последствиям.

Рис. 6. Выполнение передачи данных при введенном аспекте GroupManager.

Рис. 7. Структура и внутренняя логика аспектного класса GroupManager.

Взаимодействие с подсистемой информационного обмена

Взаимодействие “объект БД – модуль информационного обмена с внешними системами (далее – сканирования)” в ряде баз данных ДП АСУТП настраивается с использованием “списка сигналов”: в табличной форме объединяются индивидуальные параметры опроса каждого сигнала (тип данных, адрес в контроллере, периоды периодических опросов значений и изменений и т.п.). В других системах данная параметрическая информация сохраняется в самом объекте БД. Оба этих подхода обладают тем недостатком, что не используют естественно напрашивающую предположение об одинаковости параметров (коммуникационных, преобразования “сырых” данных) для однотипных объектов БД, т.е. экземпляров одного класса. Поэтому в данном случае аспектный класс используется как расширитель структуры класса БД (это отмечено отношением зависимости со стереотипом “extend”): он содержит таблицы соответствий класса и параметров сканирования, класса и правил преобразования полученных данных, а также список соответствий индивидуальных объектов и адресов во внешней системе (или правила получения адресов по имени объектов).

С другой стороны, от различных модулей сканирования требуется обеспечивать однотипное поведение при определенных событиях; например, качество значений всех объектов БД, получающих данные от внешней системы, с которой потеряна связь, должно быть установлено в “недостоверное”. Аспектный класс “пересекает” операции модуля сканирования, результаты которых влияют на прочие объекты БД, и реализует единообразную логику для различных приложений информационного обмена.

Заключение

Иерархия классов отражает уровни абстракции сущностей предметной области, иерархия объектов (в БД ДП АСУТП) является информационной моделью автоматизируемого производства, технологического процесса. Для отражения различных точек зрения возможно разделение классов и построение нескольких подмоделей, используя различные принципы декомпозиции. Применение методов аспектно-ориентированного программирования позволяет отделить средства реализации контрактов каждого из классов (механизмов поддержки в них различных ограничений и требований к информационной системе в целом) от описываемых ими абстракций сущностей, за счет чего повысить степень надежности БД, производительность обработки и передачи данных, возможность повторного использования проектных решений.

Рис. 8. Настройка взаимодействия и обработка событий подсистемы информационного обмена.

Список литературы

Богданов Н.К. Тиражируемые программные комплексы для создания АСУТП. // Промышленные АСУ и контроллеры. 2000. №12. – С. 35-39

Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя. М.: ДМК Пресс, 2000. – 432 с.

Шукла Д., Селлз С.Ф.К. АОП: Более эффективная инкапсуляция и повторное использование кода. // MSDN Magazine/Русская редакция. 2002. Спецвыпуск №1.

Aldawud, O., Elrad, T., Bader, A. A UML Profile for Aspect-Oriented Modeling. In proc. of Aspect-Oriented Programming Workshop at OOPSLA, 2001.

AspectJ Home Page. http://www.aspectj.org

Clarke, S. Composing Design Models: An Extension to the UML. In proc. of International Conference on the UML, 2000, pp. 338-352.

Clarke, S. Extending Standard UML with Model Composition Semantics. // Science of Computer Programming. Vol. 44, Issue 1 (July 2002), pp. 71-100

Clarke, S., Walker, R. Composition Patterns: An Approach to Designing Reusable Aspects. In proc. of ICSE 2001.

Harrison, W., Tarr, P., Ossher, H. A Position On Considerations in UML Design of Aspects. In proc. of Workshop on Aspect-Oriented Modeling with UML at AOSD, 2002.

Ho, W., Pennaneac'h, F., Jezequel, J., Plouzeau, N. Aspect-Oriented Design with the UML. In proc. of Multi-Dimensional Separation of Concerns Workshop at ICSE, 2000, pp. 60-64

Jezequel, J., Plouzeau, N., Weis, T., Geihs, K. From Contracts to Aspects in UML Designs. In proc. of Workshop on Aspect-Oriented Modeling with UML at AOSD, 2002.

Kande, M.M., Kienzle, J., Strohmeier, A. From AOP to UML - A Bottom-Up Approach. In proc. of Workshop on Aspect-Oriented Modeling with UML at AOSD, 2002.

Kiczales, G., Lamping, J., Mendhekar, A., Maeda, C., Lopes, C., Loingtier, J., Irwin, J. Aspect-Oriented Programming. In proc. of ECOOP, 1997, LNCS 1241, pp. 220-242

Meyer, B. Object-Oriented Software Construction. New-York, NY: Prentice Hall, 1988.

Pawlak, R., Duchien, L., Florin, G., Legond-Aubry, F., Seinturier, L., Martelli, L. A UML Notation for Aspect-Oriented Software Design. In proc. of Workshop on Aspect-Oriented Modeling with UML at AOSD, 2002.

Stein, D., Hanenberg, S., Unland, R. Designing Aspect-Oriented Crosscutting in UML. In proc. of Workshop on Aspect-Oriented Modeling with UML at AOSD, 2002.

Suzuki, J., Yamamoto, Y. Extending UML with Aspects: Aspect Support in the Design Phase. In proc. of Aspect-Oriented Programming Workshop at ECOOP, 1999.

Интернет

Workshop on Aspect-Oriented Modeling with UML at AOSD’02. http://lglwww.epfl.ch/workshops/aosd-uml/papers.html

Workshop on Multi-Dimensional Separation of Concerns (ICSE 2000) http://www.research.ibm.com/hyperspace/workshops/icse2000/papers-index.htm

Aspect-Oriented Software Development http://www.aosd.net/

Aspect-Oriented Programming http://www.c2.com/cgi/wiki?AspectOrientedProgramming