N xojiyeva, B. Sharipov, sh. Muxsinov

9 -bap boyınsha qadaǵalaw sorawları

1. Programmalıq támiynattı modellestiriw degende neni túsinesiz?

2. Matematikalıq támiynattıń universallıǵı delingende neni túsinesiz?
3. Eksperimental metodlar degende neni túsinesiz?
4. Programmalıq támiynat matematikalıq modellerin payda etiw degi ulıwma metodika qanday processlerden ibarat?
5. Programmalıq támiynattı modellestiriw wazıypaları nelerden ibarat.
6. Birden-bir modellestiriw tili (UML) haqqında neler bilesiz.
7. UML diagrammaları haqqında neler bilesiz.
8. UMLda neshe túrdegi ob'ektler bar.
9. UMLdagi munasábetlerdi aytıp beriń.
10. UML diagrammaları ushın neshe túrdegi vizual belgiler bar.
10 -BAP. PROGRAMMALÍQ TÁMIYNATTÍŃ ARXITEKTURASÍ


§ 10. 1. Programmalıq támiynat arxitekturası túsinigi

Programmalıq támiynat arxitekturası (angl. software architecture) programmalıq támiynat sistemasın sho'lkemlestiriw boyınsha zárúrli qararlar kompleksi bolıp tabıladı. Arxitektura to'mendegilerdi óz ishine aladı :

- tizim járdeminde dúziletuǵın strukturalıq elementler hám alardıń interfeyslerin tańlaw, sonıń menen birge, strukturalıq elementlerdiń serikligi sheńberindegi minez-qulqları ;
- tuzilma hám minez-qulqlardıń saylanǵan elementlerin barǵan sayın úlkenlew sistemalarǵa jalǵaw ;
- butun sho'lkemdi basqaratuǵın arxitektura usılı - barlıq elementler, alardıń interfeysleri, serikligi hám baylanısı
Programmalıq támiynat arxitekturasın (SW) hújjetlestiriw islep shıǵıwshılar ortasındaǵı baylanıs procesin ápiwayılastıradı, qabıl etilgen jaybar qararların atap ko'rsetiw hám sistemanı isletiwshi xızmetkerlerine alar haqqında sıpatlama beriw, komponentler hám jaybar shablonların basqalarda qayta isletiw imkaniyatın beredi. “Programmalıq támiynat arxitekturasi”ning ulıwma qabıl etilgen tariypi joq. Sanday etip, Software Engineering Institute veb-saytında bul kontseptsiyanıń 150 den artıq tariypleri berilgen.
Komyuter ılımları tarawı jaratılǵanınan berli programmalıq sistemalardıń quramalılıǵı menen baylanıslı máselelerge dus keldi. Ilgeri quramalılıq máseleleri islep shıǵıwshılar tárepinen maǵlıwmatlar strukturaların tuwrı tańlaw, algoritmlardı islep shıǵıw hám kepilliklerdi ajıratıw kontseptsiyasın qollaw arqalı hal etilgen. " Programmalıq támiynat arxitekturasi" termini programmalıq támiynattı islep shıǵıw sanaatı ushın salıstırǵanda jańa bolsa -de, bul tarawdıń tiykarǵı principlerı 1980-jıllardıń ortalarından baslap programmalıq támiynattı islep shıǵıw pionerlari tárepinen qollanılǵan. Sistemanıń programmalıq támiynat arxitekturasın túsiniw hám túsindiriwge birinshi urınıslar anıq emesliklerge tolıq edi hám sho'lkemlestiriwshiliktiń jetiwmasligidan azap chekdi, ko'binese sızıqlar menen baylanısqan blok sxemalardıń diagramması retinde ko'rsetilgen. 1990 -jıllarda bul pánniń tiykarǵı táreplerin anıqlaw hám sistemalastırıwǵa háreket etildi. Bul waqıt ishinde proektlestiriw shablonları kompleksi, proektlestiriw usılları, eń jaqsı ámeliyatlar, xarakteristikalaw tilleri hám rásmiy logikanıń dáslepki kompleksi islep shıǵılǵan.
Programmalıq támiynat arxitekturası salasınıń tiykarǵı ideyası - bul abstraktlıq hám kepilliklerdi ajıratıw arqalı sistemanıń quramalılıǵın kemeytiw ideyası. Búgingi kunga shekem " programmalıq támiynat arxitekturasi" termininiń anıq tariypi boyınsha shártlesiw joq. Sistemanı islep shıǵıwdıń " tuwrı" jolı haqqında anıq qaǵıydalarǵa iye bolmaǵan házir waqıtta programmalıq támiynat arxitekturası proektlestiriw rawajlanıp atırǵan tarawdıń retinde ele de pán hám kórikem o'ner qospası bolıp tabıladı. " Kórikem o'ner" tárepi sanda, hár qanday kommerciya sisteması programma yamasa tapsırmanı názerde tutadı.
Programmalıq támiynat arxitekturası paydalanıwshısı kózqarasınan, programmalıq támiynat arxitekturası hár bir paydalanıwshınıń qánigelikligi menen baylanıslı shınıǵıwalalardi ko'shiriw hám sheshiw baǵdarın támiyinleydi, mısalı, mápdar tárep, programmalıq támiynat islep shıǵıwshısı, programmalıq támiynattı qollap-quwatlaw jámááti, programmalıq támiynattı támiyinleytuǵın, programmalıq támiynattı jaylastırıw boyınsha qánige, programmalıq támiynattı testten o'tkeriwshi qániyge, sonıń menen birge, aqırǵı paydalanıwshılar. Usı mánisten alıp qaraǵanda, programmalıq támiynat arxitekturası tiykarınan sistemaǵa túrli kózqaraslardı birlestiradi. Bul bir neshe túrli kózqaraslardı programmalıq támiynat arxitekturasında birlestiriw múmkinligi programmalıq támiynattı islep shıǵıw basqıshından aldın de programmalıq támiynat arxitekturasın jaratıw zárúrshiligi hám maqsetke muwapıqlıǵı paydasına dálil bolıp tabıladı.
Programmalıq támiynat arxitekturası kontseptsiya retinde 1968 jılda Edsger Deykstra hám 1970-jıllardıń jetkiliklilerında Devid Parnassusning izertlew jumıslarınan baslanǵan. Bul ilimpazlar programmalıq támiynat sistemasınıń dúzilisi zárúrligini hám tuwrı strukturanı jaratıw zárúrligini aytıp óttiler. Bul tarawdı úyreniw 1990 - jıllardıń basınan arxitektura usılları (naǵıslar ), arxitektura xarakteristikası tilleri, arxitektura hújjetleri hám rásmiy usıllar boyınsha izertlew jumısları menen ataqlı boldı. Programmalıq támiynat arxitekturasınıń pán retinde rawajlanıwda ilimiy-izertlew mákemeleri zárúrli rol aynaydı. Karnegi Mellon universitetinen Meri Shou hám Devid Garlan " Programmalıq támiynat arxitekturası : 1996 jılda jańa pán boyınsha keleshekler" atlı kitap jazdılar, al jaǵdayda alar komponentler, baylawlar, usıllar hám basqalar sıyaqlı programmalıq támiynat arxitekturası túsiniklerin ilgeri surdilar. Kaliforniya universitetinde Irvine programmalıq támiynat izertlew institutı birinshi náwbette arxitektura usılları, arxitektura xarakteristikası tilleri hám dinamikalıq arxitekturalardı úyrendiler.
Birinshi programmalıq támiynat arxitektura standartı IEEE 1471: ANSI/IEEE 1471- 2000: Tiykarınan programmalıq támiynat sistemaların xarakteristikalaw boyınsha ko'rsetpeler. Al 2007 jılda ISO ISO/IEC 42010 :2007 atı menen qabıl etilgen. Arxitektura xarakteristikası tilleri (ADLS) programmalıq támiynat arxitekturasın xarakteristikalaw ushın isletiledi. AADL (SAE standartı ), Rayt (Karnegi Mellon universitetinde islep shıǵılǵan ), Acme (Karnegi Mellon universitetinde islep shıǵılǵan ), xADL (UCIda islep shıǵılǵan ), Darvin (London Imperial kolledjinde islep shıǵılǵan ), DAOP-ADL (Malaga universitetinde islep shıǵılǵan ) hám ByADL (L'Aquila universiteti, Italiya ) sıyaqlı túrli sho'lkemler tárepinen bir neshe túrli ADLS islep shıǵılǵan. Bul tillerdiń barlıǵı ushın ulıwma elementler komponent, baylaw hám konfiguratsiya túsinikleri bolıp tabıladı. Bunnan tısqarı, qánigelesken tillerden tısqarı, arxitekturanı xarakteristikalaw ushın UML birlestirilgen modellew tili ko'binese isletiledi.
Programmalıq támiynat arxitekturası ádetde jay qurılısı daǵı hár túrlı túrdegi sızılmalarǵa uqsas bir neshe ko'rinislerdi óz ishine aladı. ANSI/IEEE 1471- 2000 tárepinen belgilengen ontologiyada ko'rinisler málim bir mápdar tárepler kompleksi kózqarasınan arxitekturanı xarakteristikalaw ushın mısallar bolıp tabıladı. Arxitektura ko'rinisi 2 komponentten ibarat :
- Elementler
- Elementler arasındaǵı baylanıslar
Arxitektura ko'rinislerin 3 tiykarǵı túrge bolıw múmkin:
1. Modullı ko'rinisler (anglichan - module views) - sistemanı hár qıylı programmalıq bloklar strukturası retinde ko'rsetiw.
2. Komponentler-hám-konnektorlar (anglichan - component-and-connector views)
- sistemanı parallel isleytuǵın elementlerdiń (komponentlerdiń) dúzilisi hám olardıń óz-ara tásirin ko'rsetiw.
3. Jaylastırıw (anglichan - allocation views) - sistema elementlerin sırtqı ortalıqta jaylastırıwdı ko'rsetedi.
Modullı ko'rinislerge mısallar :
- Dekompozitsiya (ing. decomposition view) - “submoduldir” munasábeti kontekstindegi modullardan ibarat.
- Paydalanıw (ing. uses view) - “paydalanıw” munasábeti kontekstindegi modullardan ibarat (yaǵnıy bir modul basqa modul xızmetlerinen paydalanadı )
- Qatlamlı ko'rinis (ing. layered view) - funksionallıq penen baylanıslı modullar gruppalarǵa (dárejelerge) birlestirilgen strukturanı ko'rsetedi.
- Klasslar turi/umumlashmalar (ing. class/generalization view) - “miyraslardan alınǵan” hám “nasol” munasábeti arqalı baylanısqan klaslardan ibarat.
Komponent hám konnektor túrlerine mısallar :
- Process ko'rinisi (anglichan - process view) - baylanıs, sinxronizatsiya va/yoki esaptan tısqarı operatsiyaları menen baylanısqan processlerden ibarat ;
- Parallel ko'rinish (anglichan - concurrency view) - komponentlar va konnektorlardan ibarat bolıp, jalǵawshılar " logikalıq aǵıslar";
- Ulıwma maǵlıwmatlar ko'rinisi (anglichan - shared-data (repository) view)
— doimiy maǵlıwmatlardı jaratıwshı, saqlaytuǵın hám qabıl etiwshi komponentler hám jalǵawshılardan ibarat ;
- Klient-server ko'rinisi (anglichan - client-server view)- óz-ara tásir etiwshi klientler hám serverlerden, sonıń menen birge alar arasındaǵı konnektorlardan ibarat (mısalı, protokollar hám ulıwma xabarlar ).
Jaylasıw túrlerine mısallar :
- Deployment (ing. deployment view) - programmalıq támiynat elementleri, alardı fizikalıq ortalıqta jaylastırıw hám baylanıs elementlerinen ibarat.
- Ámelge asırıw (ing. implementation view) - programma elementleri hám alardıń túrli ortalıqtaǵı fayl strukturalarına sáykes keliwi (islep shıǵıw, integraciya hám basqalar ) den ibarat.
- Jumıs tapsırig'i ko'rinisi (ing. work assignment view)- modullardan hám alardıń hár birin ámelge asırıw ushın kim juwapker ekenligi xarakteristikaınan ibarat.
Programmalıq támiynat arxitekturasın xarakteristikalaw ushın bir neshe tiller islep shıǵılǵan bolsa -de, házirshe qaysı qarawlar kompleksin málimleme retinde qabıllaw kerekligi haqqında shártlesiw joq. UML tili " programmalıq támiynat sistemaların (hám tekǵana ) modellestiriw ushın" standart retinde jaratılǵan. Proektlestiriwtirilgan sistemanı túrli sapa atributları menen qandırıw ushın túrli konstruktorlıq shablonları qollanıladı. Hár bir shablondıń óz maqseti hám kemshilikleri bar. Arxitektura shablonlarına mısallar :
- Kóp qatlamlı shablon (Layered pattern). Sistema diagrammada bir-birinen joqarıda ko'rsetilgen dárejelerge bolınedi. Hár bir dáreje tek onıń astındaǵı 1- dárejeni shaqırıwı múmkin. Sanday etip, hár bir dárejediń rawajlanıwı salıstırǵanda ǵárezsiz túrde ámelge asırılıwı múmkin, bul sistemanıń rawajlanıw dárejesin asıradı. Bul jantasıwdıń kemshilikleri sistemanıń quramalılıǵı hám jumıs pátiniń to'menlewi esaplanadı.
- Broker shablonı (Broker pattern). Sistemada kóp sanlı modullar ámeldegi bolǵanda, alardıń bir-biri menen tikkeley óz-ara tásiri júdá quramalılasadı. Shınıǵıwalanı sheshiw ushın dáldalshı (mısalı, maǵlıwmatlar shinasi) engiziledi, al arqalı modullar bir-biri menen baylanıs etedi. Sanday etip, sistema modullarınıń óz-ara islewi artadı. Barlıq kemshilikler dáldalshınıń bar ekenliginen kelip shıǵadı : al jumıs iskerligin pasaytiradi, oǵan kirisiw múmkinshiligi bolmawi pútkil sistemaǵa kirisiw múmkinshiligi bolmaslıǵın keltirip shıǵarıwı múmkin, al sırtqı hújimler ushın qolay ob'ekt bolıwı múmkin.
- “Model - ko'rinis - qadaǵalawshı” shablonı (Model - view - Controller pattern). Interfeyske qoyılatuǵın talaplar tez-tez o'zgerlıgi sebepli, maǵlıwmatlar menen tuwrı munasábette bolıw (oqıw, saqlaw ) ushın onı tez-tez o'zgertiw zárúrshiligi payda baladı. Onıń ushın Model-view-Controller (MvC) shablonında interfeys maǵlıwmatlardan ajratıladı. Bul sizge interfeyslerdi o'zgertiw, sonıń menen birge, alardıń túrli versiyaların jaratıw imkaniyatın beredi. MvC-de sistema to'mendegilerge bolınedi:
a) Maǵlıwmatlardı saqlaw modeli
b) Maǵlıwmatlar bo'legin ko'rsetetuǵın hám paydalanıwshı menen óz-ara baylanısda bolǵan ko'rinis
c) Ko'rinisler hám model ortasında dáldalshı bolǵan qadaǵalawshı
Biraq, MvC kontseptsiyası de ozıniń kemshiliklerine iye. Atap aytqanda, óz-ara tásirdiń quramalılıǵı sebepli sistemanıń tezligi pasayadi.
- Klient-server shablon (Client-Server pattern). Eger kóp sanlı qarıydarlar tárepinen sheklengen paydalanıwdı talap etetuǵın sheklengen muǵdardaǵı resurslar ámeldegi bolsa, al halda klient-server arxitekturasın ámelge asırıw qolay. Bul jantasıw sistemanıń keńeytiriliwi hám kirisiw múmkinshiligi bar ekenligin asıradı. Biraq usınıń menen birge, server sistemada tosıq bolıp qalıwı múmkin, eger al ámeldegi bolmasa, pútkil sistema islemey qaladı.