Как представить архитектуру и ее изменения?
Специфика описания архитектуры и ее изменений заключается в том, что, в отличие от программного кода, архитектура не имеет явного представления, за исключением, может быть, тех случаев, когда она явно задокументирована. Однако даже в последнем, оптимистическом случае трудно гарантировать соответствие задокументированной архитектуры той фактической высокоуровневой логической структуре, которая на самом деле существует в системе.
Способом описания архитектуры и ее изменений могут стать структурные модели. В настоящее время существует большое количество нотаций и инструментов, поддерживающих структурное моделирование ПО. Возможность автоматического извлечения моделей из кода гарантирует их точность и позволяет своевременно их обновлять. Эта возможность становится ключевой при выборе инструментария, поскольку соответствие модели фактической структуре существующего кода при моделировании архитектуры и ее изменений представляется исключительно важным для обеспечения точного и управляемого процесса.
Для дальнейшего исследования архитектуры программных систем в данной статье используется нотация структурного моделирования, принятая в инструменте KLOCwork Architect, который предоставляет возможность автоматического извлечения моделей из программного кода и их редактирования. Приводем краткий обзор этой нотации.
Модели программных систем, используемые в KLOCwork Architect (в дальнейшем модели) [4], отдаленно напоминают модели типа сущность-связь (Entity-Relation models). Говоря строго, они относятся к классу контейнерных моделей, подробно рассматриваемых в работе [5]. Основными элементами модели являются следующие элементы:
Архитектурный блок (Architecture Block). Модель KLOCwork Architect состоит из так называемых архитектурных блоков. Архитектурные блоки представляют в модели структурные элементы программной системы, вне зависимости от уровня абстракции, на котором идет моделирование. Архитектурные блоки обладают, по меньшей мере, двумя основными атрибутами: имя и тип.
Имена архитектурных блоков предопределяются именами тех структурных элементов системы, которые они представляют в модели. Типы архитектурных блоков существенно зависят от уровня абстракции, на котором происходит моделирование, и конкретной задачи, в рамках которой проводятся исследование архитектуры. Например, при моделировании систем, построенных в рамках каких-либо компонентных технологий, основным используемым типом архитектурных блоков являются “компоненты”. При моделировании системы сборки ПО основными используемыми типами являются “папки” и “файлы”.
Отношение (Relation). В модели KLOCwork Architect под отношением понимается односторонняя связь между парой архитектурных блоков. Так же, как и архитектурные блоки, отношения могут быть различных типов. В качестве примера можно привести следующие типы отношений:
Инстанциация: A инстанциирует B (блок A – функция, блок B – класс).- Доступ к данным: A читает данные из B (блок A – функция, блок B – класс или атрибут класса).
Между любой парой блоков в модели может существовать произвольное количество разнонаправленных отношений, при этом их типы также могут различаться.
Пример модели. В качестве иллюстрации рассмотрим микроскопическую тестовую систему на языке C и модель, автоматически полученную из нее системой Architect. Система имеет следующую структуру:
- Папка test, содержащая:
- Файл a.h, содержащий текстvoid
- Файл a.cpp, содержащий текст#include "a.h"
void a() {
int a = 0; a++; }
Для подобной системы извлеченная автоматически модель будет иметь следующую структуру:
Таблица 1.
