Projektowanie aplikacji równoległych Jarosław Kuchta

Podstawowe pojęcia Interakcja (interaction) Interakcja (interaction) Przepływ komunikatów pomiędzy obiektami konieczny dla wykonania określonego zadania. Interakcja występuje w kontekście kolaboracji. Przepływ komunikatów pomiędzy obiektami konieczny dla wykonania określonego zadania. Interakcja występuje w kontekście kolaboracji. Współpraca (collaboration) Współpraca (collaboration) Zespół powiązań między obiektami umożliwiający ich interakcję dla wykonania określonego zadania. Zespół powiązań między obiektami umożliwiający ich interakcję dla wykonania określonego zadania. Komunikat (message) Komunikat (message) Przepływ informacji między obiektami pojawiający się w konsekwencji wystąpienia określonego zdarzenia. Przepływ informacji między obiektami pojawiający się w konsekwencji wystąpienia określonego zdarzenia. Zdarzenie (event) Zdarzenie (event) Wystąpienie sytuacji istotnej z punktu widzenia systemu. Zdarzenie zachodzi w pewnym niepodzielnym momencie czasu. Konsekwencją zdarzenia jest komunikat. Wystąpienie sytuacji istotnej z punktu widzenia systemu. Zdarzenie zachodzi w pewnym niepodzielnym momencie czasu. Konsekwencją zdarzenia jest komunikat.

Diagramy interakcji Diagramy współpracy (kolaboracji) Diagramy współpracy (kolaboracji) powiązania między obiektami powiązania między obiektami przepływ komunikatów wzdłuż powiązań przepływ komunikatów wzdłuż powiązań Diagramy sekwencji (przebiegu) Diagramy sekwencji (przebiegu) linie życia obiektów linie życia obiektów przepływ komunikatów uporządkowany w czasie przepływ komunikatów uporządkowany w czasie

Elementy diagramu kolaboracji B obiekt powiązanie 1: DoSomething() komunikat znacznik kierunku numer porządkowy A obiekt

Opis komunikatu (1/3) Numer porządkowy Numer porządkowy może składać się z kilku segmentów, każdy segment jest liczbą całkowitą określającą kolejność na danym poziomie zagłębienia, np.: poprzedza oraz poprzedza 1.3 może składać się z kilku segmentów, każdy segment jest liczbą całkowitą określającą kolejność na danym poziomie zagłębienia, np.: poprzedza oraz poprzedza 1.3 komunikaty współbieżne określane są przez dodanie litery za numerem porządkowym, np.. 1.2a i 1.2b są współbieżne komunikaty współbieżne określane są przez dodanie litery za numerem porządkowym, np.. 1.2a i 1.2b są współbieżne Określenie komunikatu poprzedzającego Określenie komunikatu poprzedzającego Zamiast numeru porządkowego danego komunikatu można podać numery porządkowe komunikatów poprzedzających (lista numerów oddzielonych przecinkami i zakończona znakiem /). Zamiast numeru porządkowego danego komunikatu można podać numery porządkowe komunikatów poprzedzających (lista numerów oddzielonych przecinkami i zakończona znakiem /). Dany komunikat zostanie przesłany tylko wówczas, gdy wszystkie poprzedzające go komunikaty zostaną przesłane (synchronizacja) Dany komunikat zostanie przesłany tylko wówczas, gdy wszystkie poprzedzające go komunikaty zostaną przesłane (synchronizacja)

Opis komunikatu (2/3) Warunek strzegący, dozoru (guard condition) Warunek strzegący, dozoru (guard condition) Warunek strzegący to warunek, który musi być spełniony dla przesłania komunikatu. Warunek strzegący to warunek, który musi być spełniony dla przesłania komunikatu. Warunek strzegący podaje się w nawiasach kwadratowych, np. [n<10] Warunek strzegący podaje się w nawiasach kwadratowych, np. [n<10] Określenie iteracji Określenie iteracji Podanie klauzuli iteracji w nawiasach kwadratowych poprzedzonych znakiem * oznacza wielokrotne przesłanie komunikatu. Podanie klauzuli iteracji w nawiasach kwadratowych poprzedzonych znakiem * oznacza wielokrotne przesłanie komunikatu. Klauzulę iteracji podaje się w określonym języku programowania lub w pseudokodzie, np.: *[i:=1..10] Klauzulę iteracji podaje się w określonym języku programowania lub w pseudokodzie, np.: *[i:=1..10]

Opis komunikatu (3/3) Zwracany wynik Zwracany wynik wynik := nazwa operacji (lista argumentów) Lista argumentów Lista argumentów Jest listą wartości oddzielonych przecinkami, które są po kolei przypisywane do parametrów operacji. Jest listą wartości oddzielonych przecinkami, które są po kolei przypisywane do parametrów operacji. Wartości są wyrażeniami w określonym języku programowania lub w pseudokodzie. Wartości są wyrażeniami w określonym języku programowania lub w pseudokodzie. W wyrażeniach mogą występować wartości zwrotne z poprzedzających komunikatów W wyrażeniach mogą występować wartości zwrotne z poprzedzających komunikatów

Przykłady komunikatów 1.2a: DoSomething() 3, 5/7: DoSomething() 4: [action=new] NewDocument(SelectType())

Elementy diagramu sekwencji obiekt B skupienie sterowania DoSomething() linia życia komunikat odpowiedź wektor przepływu komunikatu A

Uwagi do diagramu sekwencji Diagram sekwencji i diagram współpracy są semantycznie równoważne. Diagram sekwencji i diagram współpracy są semantycznie równoważne. Kierunek przepływu komunikatu określa zwrot wektora przepływu – przy jednym wektorze może wystąpić tylko jeden komunikat. Kierunek przepływu komunikatu określa zwrot wektora przepływu – przy jednym wektorze może wystąpić tylko jeden komunikat. Numery porządkowe są zbędne – kolejność przepływu komunikatów określa uporządkowanie wektorów przepływu komunikatów w pionie – wzdłuż linii życia. Numery porządkowe są zbędne – kolejność przepływu komunikatów określa uporządkowanie wektorów przepływu komunikatów w pionie – wzdłuż linii życia. Można stosować warunki strzegące i specyfikacje iteracji. Można stosować warunki strzegące i specyfikacje iteracji. Wektor odpowiedzi nie opisuje się – jeśli istotna jest wartość zwrotna, to przy wektorze zapytania podaje się zaawansowaną sygnaturę komunikatu. Wektor odpowiedzi nie opisuje się – jeśli istotna jest wartość zwrotna, to przy wektorze zapytania podaje się zaawansowaną sygnaturę komunikatu. Zamiast wektora odpowiedzi można zastosować zwykły wektor przepływu komunikatu. Zamiast wektora odpowiedzi można zastosować zwykły wektor przepływu komunikatu. Skupienie sterowania (focus of control) reprezentuje czas, w którym obiekt jest w stanie przyjmować i nadawać komunikaty (czas aktywności). Skupienie sterowania (focus of control) reprezentuje czas, w którym obiekt jest w stanie przyjmować i nadawać komunikaty (czas aktywności).

Tworzenie i niszczenie obiektu A Create()

Równoległe wątki należące do jednego obiektu A

Rekurencja A

Dokładne określenie czasu t1 t2 {t2-t1<1 min} t3 {t3-t3<10 ms}

Przykład diagramu sekwencji Zarządca gryGracz B Wykonaj ruch Gracz A Podaj stan Stan gry Obliczenie ruchu Ruch Zmiana stanu Wykonaj ruch Podaj stan Odrysowanie planszy Stan gry

Literatura Booch G, Rumbaugh J, Jacobson I: UML. Przewodnik użytkownika, WNT, Warszawa 2002 Booch G, Rumbaugh J, Jacobson I: UML. Przewodnik użytkownika, WNT, Warszawa 2002 Dennis A., Haley Wixom B., Tegarden D.: System Analysis & Design. An Object-Oriented Approach with UML, John Wiley & Sons, Inc., USA 2001 Dennis A., Haley Wixom B., Tegarden D.: System Analysis & Design. An Object-Oriented Approach with UML, John Wiley & Sons, Inc., USA 2001