Рис. 26.1 Узлы
Узел, равно как и компонент, существует в материальном мире и является важным строительным блоком при моделировании физических аспектов системы. Узел - это физический элемент, который существует во время выполнения и представляет вычислительный ресурс, обычно обладающий как минимум некоторым объемом памяти, а зачастую также и процессором.
Узлы используются для моделирования топологии аппаратных средств, на которых исполняется система. Как правило, узел - это процессор или устройство, на котором могут быть развернуты компоненты.
Хорошо спроектированные узлы точно соответствуют словарю аппаратного обеспечения области решения.
Компоненты, которые вы разрабатываете или повторно используете в программной системе, должны быть развернуты на какой-то аппаратуре, иначе они не смогут выполняться. Собственно, программная система и состоит из этих двух частей: программного и аппаратного обеспечения (о моделировании непрограммных сущностей см. главу 4).
При проектировании архитектуры программной системы приходится рассматривать как логические, так и физические ее аспекты (пять видов системной архитектуры описаны в главе 2). К логическим элементам относятся такие сущности, как классы, интерфейсы, кооперации, взаимодействия и автоматы, а к физическим - компоненты (представляющие физическую упаковку логических сущностей) и узлы (представляющие аппаратуру, на которой развертываются и исполняются компоненты).
Графическое изображение узла в UML показано на рис. 26.1. Это каноническое обозначение позволяет визуализировать узел, не конкретизируя стоящей за ним аппаратуры. С помощью стереотипов (см. главу 6) - одного из механизмов расширения UML - можно адаптировать эту нотацию для представления конкретных процессоров и устройств.
Рис. 26.1 Узлы
Примечание: UML предназначен главным образом для моделирования программных систем, хотя в сочетании с языками моделирования аппаратных средств типа VHDL он может оказаться весьма полезным и при моделировании аппаратных систем. UML обладает также достаточной выразительной мощностью для моделирования топологии автономных (Stand-alone), встроенных (Embedded), клиент-серверных (Client-server) и распределенных (Distributed) систем.
Узел (Node) - это физический элемент, который существует во время выполнения и представляет вычислительный ресурс, обычно обладающий как минимум некоторым объемом памяти, а зачастую также и процессором. Графически узел изображается в виде куба.
Каждый узел должен иметь имя, отличающее его от прочих узлов. Имя - это текстовая строка. Взятое само по себе, оно называется простым именем. Составное имя - это имя узла, к которому спереди добавлено имя пакета, в котором он находится. Имя узла должно быть уникальным внутри объемлющего пакета (см. главу 12). Обычно при изображении узла указывают только его имя, как видно из рис. 26.2. Но, как и в случае с классами, вы можете снабжать узлы помеченными значениями или дополнительными разделами, чтобы показать детали.
Рис. 26.2 Простое и расширенное изображение узлов
Примечание: Имя узла может состоять из любого числа букв, цифр и некоторых знаков препинания (за исключением таких, как двоеточия, которые применяются для отделения имени узла от имени объемлющего пакета). Имя может занимать несколько строк. На практике для именования узлов используют одно или несколько коротких существительных, взятых из словаря реализации.
Во многих отношениях узлы подобны компонентам (см. главу 25). Те и другие наделены именами, могут быть участниками отношений зависимости, обобщения и ассоциации, бывают вложенными, могут иметь экземпляры и принимать участие во взаимодействиях. Однако между ними есть и существенные различия:
Первое из этих отличий самое важное. Здесь все просто - узлы исполняют компоненты, компоненты исполняются в узлах.
Второе различие предполагает наличие некоего отношения между классами, компонентами и узлами. В самом деле, компонент - это материализация множества других логических элементов, таких как классы и кооперации, а узел - место, на котором развернут компонент. Класс может быть реализован одним или несколькими компонентами, а компонент, в свою очередь, развернут в одном или нескольких узлах. Как показано на рис. 26.3, отношение между узлом и компонентом, который на нем развернут, может быть явно изображено с помощью отношения зависимости (см. главы 5 и 10). Как правило, вам не придется визуализировать такие отношения. Лучше хранить их как часть спецификации узла.
Рис. 26.3 Узлы и компоненты
Множество объектов или компонентов, приписанных к узлу как группа, называется элементом распределения (Distribution unit).
Примечание: Умы подобны классам в том отношении, что для них можно задать атрибуты и операции. Например, можно указать, что у узла есть атрибуты скоростьПроцессора и память, а также операции включить, выключить, приостановить.
Узлы можно организовывать, группируя их в пакеты (см. главу 12), точно так же, как это делается с классами и компонентами.
Можно организовывать узлы, специфицируя отношения (см. главы 5 и 10) зависимости, обобщения и ассоциации (включая агрегирование), существующие между ними.
Самый распространенный вид отношения между узлами - это ассоциация. В данном контексте ассоциация представляет физическое соединение узлов, например линию Ethernet, последовательный канал или разделяемую шину (см. рис. 26.4). Ассоциации можно использовать даже для моделирования непрямых соединений типа спутниковой линии связи между двумя удаленными процессорами.
Рис. 26.4 Соединения
Поскольку узлы аналогичны классам, в нашем распоряжении находится весь аппарат ассоциаций. Иными словами, можно использовать роли, кратности и ограничения. Как показано на рис. 26.4, следует применять стереотипы, если необходимо моделировать разные виды соединений - к примеру, чтобы отличить соединение 10-Т Ethernet от соединения по последовательному каналу RS-232.
Моделирование процессоров и устройств, образующих топологию автономной, встроенной, клиент-серверной или распределенной системы, - вот самый распространенный пример использования узлов.
Поскольку все механизмы расширения UML (см. главу 6) применимы и к узлам, то для описания новых видов узлов, представляющих конкретные процессоры и устройства, часто используются стереотипы. Процессор (Processor) - это узел, способный обрабатывать данные, то есть исполнять компонент. Устройство (Device) - это узел, не способный обрабатывать данные (по крайней мере, на выбранном уровне абстракции) и в общем случае используемый для представления чего-либо связанного с реальным миром.
Моделирование процессоров и устройств осуществляется так:
Например, на рис. 26.5 изображена предыдущая диаграмма, на которой каждому узлу приписан стереотип. Сервер - это узел со стереотипом процессора общего вида; киоск и консоль - узлы со стереотипами специализированных процессоров, а RAID-массив - узел со стереотипом специализированного устройства.
Рис. 26.5 Процессоры и устройства
Примечание: Узлы - это те строительные блоки UML, которым стереотипы приписываются чаще всего. Когда в ходе проектирования программной системы вы моделируете ее с точки зрения развертывания, очень важно предоставлять потенциальным читателям визуальные указания. Моделируя процессор, являющийся компьютером общего назначения, присвойте ему пиктограмму компьютера. Моделируя какое-либо устройство, например сотовый телефон, факс, модем или видеокамеру, представьте и его подходящей пиктограммой.
При моделировании топологии системы часто бывает полезно визуализировать или специфицировать физическое распределение ее компонентов по процессорам и устройствам, входящим в состав системы. (Семантика местоположения рассматривается в главе 23.)
Моделирование распределения компонентов состоит из следующих шагов:
Для иллюстрации третьего способа на рис. 26.6, основанном на предыдущих диаграммах, специфицированы исполняемые компоненты, размещенные в каждом узле. Эта диаграмма несколько отличается от предыдущих - она является диаграммой объектов (см. главу 14), на которой визуализированы конкретные экземпляры (см. главу 11) каждого узла. В данном случае экземпляры RAID-массив и Киоск анонимны, а у остальных двух экземпляров есть имена (с для Консоли и s для Сервера). Для каждого процессора на рисунке отведен дополнительный раздел, показывающий, какие компоненты на нем развернуты. Объект Сервер также изображен со своими атрибутами (processorSpeed - скоростьПроцессора и memory -память), причем их значения видимы.
Рис. 26.6 Моделирование распределения компонентов
Компоненты не обязательно должны быть статически распределены по узлам системы. В UML можно моделировать динамическую миграцию компонентов из одного узла в другой (см. главу 30), как бывает в системах, включающих агенты, или в системах повышенной надежности, в состав которых входят кластерные серверы и реплицируемые базы данных.
Хорошо структурированный узел обладает следующими свойствами:
Изображая узел в UML, руководствуйтесь следующими принципами:
Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
