Модель абстрактной машины

Модель архитектуры абстрактной машины (иногда называемая многоуровневой моделью) моделирует взаимодействие подсистем. Она организует систему в виде набора уровней, каждый из которых предоставляет свои сервисы. Каждый уровень определяет абстрактную машину, машинный язык которой (сервисы, предоставляемые уровнем) используется для реализации следующего уровня абстрактной машины. Например, наиболее распространенный способ реализации языка программирования состоит в определении идеальной "языковой машины" и компилировании программ, написанных на данном языке, в код этой машины. На следующем шаге трансляции код абстрактной машины конвертируется в реальный машинный код.

Хорошо известным примером такого похода может служить модель OSI* сетевых протоколов [352], обсуждаемая в разделе 10.4. Другим примером является трехуровневая модель среды программирования на языке Ada [66]. На рис. 10.4 изображена подобная модель и показано, как с помощью модели абстрактной машины можно представить систему администрирования версий.

* OSI (Open System Interconnection - взаимодействие открытых систем) - международная программа стандартизации обмена данными между компьютерными системами на основе семиуровневой модели протоколов передачи данных в открытых системах. Эта модель предложена Международной организацией по стандартизации ISO (International Standards Organization). - Прим. ред.

Система администрирования версий основана на управлении версиями объектов и предоставляет средства для полного управления конфигурацией системы (см. главу 29). Для поддержки средств управления конфигурацией используется система администрирования объектов, поддерживающая систему базы данных и сервисы управления объектами. В свою очередь, в системе баз данных поддерживаются различные сервисы, например управления транзакциями, отката назад, восстановления и управления доступом. Для управления базами данных используются средства основной операционной системы и ее файловая система.

Рис. 10.4. Модель абстрактной машины для системы администрирования версий

Многоуровневый подход обеспечивает пошаговое развитие систем – при разработке какого-либо уровня предоставляемые им сервисы становятся доступны пользователям. Кроме того, такая архитектура легко изменяема и переносима на разные платформы. Изменение интерфейса любого уровня повлияет только на смежный уровень. Так как в многоуровневых системах зависимости от машинной платформы локализованы на внутренних уровнях, такие системы можно реализовать на других платформах, поскольку потребуется изменить только самые внутренние уровни.

Недостатком многоуровневого подхода является довольно сложная структура системы. Основные средства, такие как управление файлами, необходимые всем абстрактным машинам, предоставляются внутренними уровнями. Поэтому сервисам, запрашиваемым пользователем, возможно, потребуется доступ к внутренним уровням абстрактной машины. Такая ситуация приводит к разрушению модели, так как внешний уровень зависит не только от предшествующего ему уровня, но и от более низких уровней.

Модели управления

В модели структуры системы показаны все подсистемы, из которых она состоит. Для того чтобы подсистемы функционировали как единое целое, необходимо управлять ими. В структурных моделях нет (и не должно быть) никакой информации по управлению. Однако разработчик архитектуры должен организовать подсистемы согласно некоторой модели управления, которая дополняла бы имеющуюся модель структуры. В моделях управления на уровне архитектуры проектируется поток управления между подсистемами.

Можно выделить два основных типа управления в программных системах.

1. Централизованное управление. Одна из подсистем полностью отвечает за управление, запускает и завершает работу остальных подсистем. Управление от первой подсистемы может перейти к другой подсистеме, однако потом обязательно возвращается к первой.

2. Управление, основанное на событиях. Здесь вместо одной подсистемы, ответственной за управление, на внешние события может отвечать любая подсистема. События, на которые реагирует система, могут происходить либо в других подсистемах, либо во внешнем окружении системы.

Модель управления дополняет структурные модели. Все описанные ранее структурные модели можно реализовать с помощью централизованного управления или управления, основанного на событиях.