Маъруза №7 Мавзу: Дастурий таъминотни ташқи лойихалаш

Дастурий таъминот архитектураси
Дастурий таъминотнинг архитектурасини лойихалаш ечилаётган масала билан функционал боғлиқ бўлган барча компонентлари структурасини, уларни бирикиши ва талабларини лойихалашдан иборат.
Дастурий таъминотнинг архитектураси анъанавий равишда дастурни барча модулларини, уларни иерархиясини, ҳам ўзаро ва маълумотлар билан бирикишини аниқлаш жараёнини билдиради.
Агар алохида дастур яратилаётган бўлса, у холда бу жараён учун бошланғич маълумот бўлиб батафсил ишлаб чиқилган ташқи тасниф хизмат қилади.
Агар дастурий махсулот тизими яратилаётган бўлса, у холда бу жараён учун бошланғич маълумот бўлиб батафсил ташқи тасниф ва тизимнинг функционал арзитектураси хизмат қилади.
Мураккабликни бартараф этишнинг анъанавий методи — “Бўлакла ва эгалик қил” принципи — кўпинча у “Модуллаштириш” деб аталади
Дастурий таъминотнинг архитектураси яратилаётганда унинг модулли-иерархик тузилиши ишлаб чиқилади.
Модуль — бу дастур бўлиб, уни ихтиёрий бошқа модул чақириш ва алохида компиляция қилиш мумкин.
Модулли дастурлар тузишга бўлган интилиш қуйидаги омилларга боғлиқ:
— дастурий модуллар, қоидага кўра, кичик функционал масалани ечади, кириш ва чиқишида кам маълумотдан фойдаланади. Модулнинг ички ўзгарувчилари бошқа модулнинг ички ўзгарувчилари билан боғлиқ эмас. Шунинг учун алохида модуллар турли яратувчилар ттомонидан ва бир-биридан мустақил равишда яратилиши ва отладкалиниши мумкин;
— модулли дастурларни ўқиш, кузатиш ва модификациялаш осон. Алохида модулга тузатиш киритиш жорий мобул билан бошқарув ва маълумот бўйича боғланган бошқа модулларга минимал ўзгартишлар киритишни талаб этади;
— модулли дастурлар юқори ишончлиликка эга, чунки уларни яратишда турлича мураккаблик ва ахамиятга бўлган модулларни яратиш ишларини турлича малака эга дастурчиларга тақсимлаб бериш имконияти мавжуд;
— энг кўп ишлатиладиган қисм дастурлар библиотекасини яратиш мумкин. Кейинчалик улардан бошқа дастурларни яратишда ташкил қилувчи қисми сифатида фойдаланиш мумкин;
— тўла дастурни оператив хотирага юклаш процедураси оверлейлар методидан фойдаланганда соддалашади;
— лойиха боришини бошқарув ва маълумотлар бўйича кузатиш учун назорат этишнинг табиий нуқталари вужудга келади.
Иерархия ўзаро устиворлик муносабатлари ўрнатилган компонентларнинг тартибланган тўпламидан иборат. Ўзаро устиворлик муносабати йўқ бўлган компонентлар юитта иерархик сатхни хосил қилади.
Модул қуриш учун зарур бўлган энг минимал компонент дастурлаш тили операторлари хисобланади. Операторларни турлари унчалик кўп эмас (50-100 типли), ва ҳар бир оператор ЭХМ нинг 1 – 10 тагача машина командасидан иборат алгорит ёрдамида амалга оширилади. Дастурлаш тилининг даажаси ошиши билан операторларнинг функционал мураккаблиги ошиб боради.
Дастурий махсулотнинг паст сатхига юқори даражада мустақил бўлган дастурий ва информацтон модуллар мос келади.
Дастур модуллари кичик функционал масалани ечади ва юқори даражадаги дастурлаш тилининг 10-100 операторидан ёки ассемблернинг 100-1000 операторидан иборат бўлади. Натижада модул коди 100 — 1000 машина командасидан иборат бўлади. Ҳар бир модул киришида ўнлаган типдаги ўзгарувчилардан фойдаланиши мумкин. Чиқувчи маълумотлар сони анча кам. Агар бирор кичик функционал масалани ечиш учун 500 ва ундан кўпроқ оператор зарур бўлса, у холда бу масалани бир нечта оддий масалаларга декомпозициялаш ва улар учун 50-500 операторли модуллар яратиш мақсадга мувофиқ.
Модуллар (10 — 100 таси) ўзининг автоном мақсади билан маълум функционал вазифага эга дастурлар гурухига бирлашади.
Бир нечта (5 — 20 та) дастурлар гурухлари дастурлар комплексини ташкил этади. Баъзи бир мураккаб холларда бир нечта ўзаро боғланган комплексдан дастурлар тизими қурилади.
Функционал дастур гурухлари ва дастурлар комплекси ўнлаган модуллаардан ташкил топади ва автоном функционал масалаларни ечади. Бу дастурларни ЭХМ бажариш учун тахминан 10 минг тача команда фойдаланилади. Шунга мос холда фойдаланиладиган ўзгарувчилар сони миқдори ва чиқувчи маълумотларнинг турлари хам ошади. Бунда бир ёки бир нечта модуллар доирасида вайта ишланадиган ва кейин йўқ қилинадиган ўзгарувчилар миқдори нисбатан кўп ошади.
Барча дастурлар комплекси битта ягона бўлган катта дастурий таъминотга бирлашади.
Катта дастурий таъминотлар асосан мураккаб бўлган бошқариш, маълумотларни қайта ишлаш масалалари ва фан техникадаги хисоблаш масалалари учун яратилади. Катта дастурий таъминотга умумий мавсад масаласини ечиш учун кўплаган ёки ўнлаган дастурлар комплекси бирлашади.
Катта дастурий воситаларнинг ўлчами юзлаган модуллар, ўн ва юз минглаган машина командаларидан ташкил топади.
Дастурий таъминотнинг типик архитектураси қуйидаги кўрнишга эга бўлиши мумкин:

Иерархик тизим каби дастурий таъминот архитектураси ҳам ўзига хос хоссаларга эга бўлиб, улардан мухимлари қуйидагилар:
— вертикал бўйича тобелик, бунда жорий дастурий комплексни ташкил қилувчи ўзаро боғлиқ бўлган компонентлар кетма-кет тартиб бўйича жойлашади;
— бирор сатхдаги компоненлар навбатдаги сатх компонентининг функцияларини амалга оширади;
— иерархиянинг ҳар бир сатхи нисбатан пастдаги компонентларнинг функциялари орқали амалга оширилади;
— ҳар бир компонентга пастдаги сатх компонентлари маълум ва юқоридаги сатх компоненти маълум эмас;
— ихтиёрий сатх компоненти ишига аралашиш ва приоритетига таъсир қилиши хуқуқига иерархиянинг юқори сатхидаги компонентлар эга;
— юқори сатхдаги компонентлар амалларининг ўзаро боғлиқлиги взаимозависимость действий компонент верхних уровней от реакций на воздействия и от функционирования компонент нижних уровней, информация о которых передается верхним уровням.
Натижада дастур комплексининг иерархик структурасидаги турли сатхдаги компонентлар ўртасидаги ўзаро таъсирнинг 2 та оқими пайдо бўлади:
— юқоридан пастга — иерархиядаги юқори сатхнинг пасткисига кўрсатадиган уйғунлаштирувчи (координацияловчи) ва бошқарувчи таъсири.
— пастдан юқорига — иерархиянинг пастки сатхидаги компонентлар функцияларининг холат ва амалга ошиши хақидаги маълумотларни юқориги сатхга берилиши.
Тизимнинг компонентлари ўзаро таъсирлашишда координация усули танланади ва координациялаш алгоритми амалга оширилади.
Иерархиянинг битта сатхидаги компонентлари ўртасида ўзаро таъсирни максимал даражада чеклаш мақсадга мувофиқ. Бу компонентларни умумий координациялашни соддалаштиришга ва уни фақат вертикалига олиб боришга имконият яратади.
Иерархиянинг пастки сатх компонентлари юқоридагиларга ўзининг холати ва натижалари хақидаги маълумотларни бериш орқали бевосита таъсир қилади, ҳамда юқори сатхда танлаш учун мумкин бўлган ечимларни бериш орқали билқосита таъсир қилади.
Иерархиянинг юқори сатх ишининг натижалари хақидаги маълумот пастки сатх компонентлари томонидан хусусий ечимларини яхшилаш ва билқосита координация учун инобатга олиниши мумкин.
Демак, иерархиянинг пастки сатхлари маълумотларни қайта ишловчи ва уларни дастур мухитидан ташқари чиқариш учун тайёрловчи асосий компонент хисобланади.
Одатда фақат иерархиянинг энг юқори ва энг пастидаги сатхларининг компонентлари масала қўйилишидан чиқарилиши мумкин: энг юқори сатх — бу талаб этилган яратиладиган изим, энг пастки сатх эса — бу мавжуд ресурслар: аппаратура, операцион тизим, инструментал воситалар, мавжуд библиотекалар ва х.к. Иерархиянинг ўртадаги сатхлари тизим яратувчиси томонидан аниқланади. Дастурий тизимни сатхли архитектурасини сақлаган холда бошқа платформага ўтказиш учун фақат иерархиянинг пастки сатхидаги компонентларни янгилаш етарли.
Сатхли архитектуралар икки хил бўлади: ёпиқ ва очиқ.
Ёпиқ архитектурада иерархиянинг ҳар бир сатхи бевосита ўзидан кейинги сатх асосида қурилади. Бу сатхлар ўртасидаги боўғиқликни камайтиради ва тизимга ўзгартишлар киритишни соддалаштиради.
Очиқ архитектурада иерархиянинг ҳар бир сатхи ўзидан кейинги барча сатхлар асосида қурилади. Бу ҳар бир сатхида амалларни қайта аниқлаш заруратини камайтиради, ҳамда нисбатан эффектив ва компакт дастур коди хосил бўлади. Бироқ у маълумотларни яширинлик принципини қаноатлантирмайди. Қолаверса, тизимнинг бирор қисмидаги ўзгартириш нисбатан юқори сатхлардаги мос ўзгартиришлар киритишини талаб этади.