 |
|
Краткое введение в методику моделирования COMET
COMET (Concurrent Object Modeling and Architectural Design Method) - это объектно-ориентированный метод проектирования архитектуры распределенных программных систем и систем реального времени. Методика COMET является специализированным вариантом унифицированной методики разработки программных систем компании Rational (Rational Unified Process, RUP) и методики проектирования на основе на моделировании программной архитектуры (Model Driven Design, MDD).
При моделировании распределённых программных систем работающих в реальном масштабе времени необходимо использовать специальное расширение унифицированного языка моделирования UML, поддерживающее моделирование систем реального времени. В это расширение, наряду с базовыми средствами UML, входит дополнительный набор (библиотека) элементов языка для моделирования систем реального времени (UML-RT), а процесс моделирования поддерживает специализированная инструментальная система Rational Rose RealTime.
Методика COMET предлагает три этапа моделирования распределённых систем реального времени (РВ-систем:
I.Моделирование требований (Requirements Modeling).
На этом этапе система рассматривается как черный ящик. Формируется модель прецедентов, где определяются функциональные требования к системе в терминах актеров и прецедентов.
II.Аналитическое моделирование (Analysis Modeling)
На этом этапе строятся статическая и динамическая модели системы. Статическая модель описывает структурные отношения между классами предметной области. Для выявления объектов, рассматриваемых в аналитической модели, применяется критерий разбиения на объекты. После этого разрабатывается динамическая модель и уточняются описанные в модели требований прецеденты с целью представить объекты, участвующие в каждом прецеденте, и взаимодействия между ними. В динамической модели с помощью диаграмм состояний определяются объекты, зависящие от состояния.
III.Проектное моделирование (Design Modeling)
На этапе продумывается архитектура системы.
- Аналитическая модель, в которой основное внимание уделялось предметной области, соотносится со средой, где будет эксплуатироваться программа, и с проектной моделью, где акцент ставится на область решения.
- Формулируются критерии разбиения системы на подсистемы.
- В случае распределенной системы наиболее важным является разделение ответственности между клиентами и серверами, в том числе с точки зрения централизации и распределения данных и управления.
- Проектируются интерфейсы для обмена сообщениями, рассматриваются синхронные, асинхронные, групповые коммуникации и брокерские сервисы.
- Затем наступает черед проектирования отдельных подсистем. Проектирование параллельных приложений, в том числе и систем реального времени, сводится в основном к выделению параллельно выполняемых объектно-ориентированных задач.
- Создаются интерфейсы для обмена данными между задачами и синхронизации.
При анализе производительности новой системы реального времени используется метод монотонного анализа частот, предложенный Институтом проектирования программных систем (Software Engineering Institute).
Описание задачи
На большом заводе имеется сборочная линия, вдоль которой расположены производственные рабочие станции (рис. 3.1). Лента конвейера перемещает детали между этими станциями. На каждой рабочей станции производятся определенные операции с деталью. Поскольку рабочие станции программируемые, то возможно получение различных вариантов готового изделия. Обычно выпускается серия деталей одного типа, а затем - серия деталей другого типа.
На каждой рабочей станции есть сборочный робот, предназначенный для сборки изделия, и подъемно-транспортный робот, который поднимает детали с конвейера и кладет их обратно. Каждый робот оснащен датчиками и приводами. Датчики используются для мониторинга рабочего состояния (например, обнаружения прибытия очередной детали), а приводы - для включения и выключения механизмов (например, конвейера). Первая рабочая станция является приемной, а последняя — отгрузочной. Эти станции оборудованы только подъемно-транспортным роботом. Все остальные станции называются линейными, в них имеется также сборочный робот. Дежурные операторы следят за состоянием станций и тревожными сигналами.
Шаги, необходимые для получения готового изделия из исходного сырья, описываются технологической картой процесса, подготовленной инженерами-технологами. Карта определяет вид технологического процесса и последовательность производственных операций. Каждая операция выполняется на некоторой рабочей станции.
Обработка новых деталей начинается с того, что начальник производства составляет наряд-заказ, где указано количество деталей каждого типа.
Начальник производства создает наряд-заказ на изготовление деталей (в прецеденте Изготовить Деталь). Обработка каждой детали начинается на приемной рабочей станции, где на ленту конвейера укладываются исходные компоненты. На следующей станции компоненты снимаются с конвейера подъемно-транспортным роботом и обрабатываются сборочным роботом, после чего подъемно-транспортный робот помещает частично обработанную деталь на конвейер, и она передвигается к следующей станции. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока готовая деталь не прибудет на отгрузочную станцию, где подъемно-транспортный робот снимет ее для подготовки к отгрузке заказчику. На заводе применяется система оперативной поставки. Это означает, что рабочая станция получает деталь только тогда, когда она готова ее обработать, так что детали никогда не накапливаются.
Рис. 3.1.Конвейерная производственная линия
Порядок выполнения