Параллельное и распределенное программирование на С++ - Хьюз Камерон

Действие и деятельность и м еют различия. Действия не м огут быть логически подвергнуты декомпозиции или прерваны другими действиями или событиями. Примерами действий могут служить создание или разрушение объекта, вызов метода или функции. Деятельность можно разложить на составные части (другие виды деятельности). В качестве примеров деятельности можно назвать программу, прецедент или процедуpy. Деятельность можно прервать событием, другим видом деятельности или действием.

Диаграмма (видов) деятельности представляет собой граф, узлы которого обозначают действия или виды деятельности, а ребра — безусловные переходы. Безусловность перехода состоит в том, что для того, чтобы он произошел, не требуется никакого события. Переход происходит сразу же по завершении предыдущего действия или вида деятельности. Эта диаграмма содержит ветви решений, символы начала, останова и синхронизации, которые объединяют несколько действий (или видов деятельности) или обеспечивают их разветвление. Состояния действий и видов деятельности представляются аналогичным образом. Для представления состояния действия или деятельности в языке UML используется стандартный символ блок-схемы, который обычно служит для отображения точек входа и выхода. Этот символ применяется независимо от типа действия или деятельности. Мы предпочитаем использовать стандартные символы блоксхемы, которые позволяют отличить действия ввода-вывода (параллелограмм) от действий обработки или преобразования (прямоугольник). Описание действия или вида деятельности, т.е. имя функции, выражения, прецедента или программы, отображается в соответствующем элементе графа. Состояние деятельности может дополнительно включать отображение действий входа и/или выхода. Действие входа— это действие, которое происходит, ко г да и м еет м есто вход в состо я ние деятельности, а действие выхода — это действие, которое происходит непосредственно перед выходо м из состояния деятельности. Эти действия являются первы м и последни м действия м и соответственно, которые должны быть выполнены в состоянии активности.

По завершении одного действия происходит немедленный переход к началу следующего. Переход обозначается стрелкой с двухреберным наконечником, направленной от одного состояния к другому (следующему). Переход, который указывает на состояние, называется входящим, а перехо д, обозначаю щ ий выход из состояния, — выходящим. Прежде че м произойдет выходя щ ий переход, до л жно выпо л ниться действие выхода, ес л и таковое прелус м отрено. Действие входа, ес л и таковое предус м отрено, выпо л няется пос л е то г о, как произойдет входной переход. Начало потока выпо л нения представляется в виде крупной закрашенной точки. Первый переход ведет из закрашенной точки к перво м у состоянию диа г ра мм ы. Точка останова, или состояние останова, диа г ра мм ы деятельности представляется крупной закрашенной точкой, заключенной внутри окружности.

Диаграммы деятельности подобно блок-схемам имеют символ решения. Символ решения имеет форму ромба с одним входящим переходом и двумя (или более) выходящими переходами. Выходящие переходы сопровождаются условиями, которые определяют дальнейшее направление передачи управления. Это условие представляет собой обычное булево выражение. Выходящие переходы должны охватывать все возможные варианты ветвления. На рис. 10.11 показан символ решения, используемый при определении необходимости построения источника знаний.

Ино г да после завершения одно г о действия или вида деятельности начинается параллельное су щ ествование нескольких потоков, выполняю щ их различные последовательности действий или виды деятельности. В отличие от блок-схемы, язык UML определяет си м вол, который м ожно использовать для представления м о м ента, начинал с которо г о несколько потоков выполняются параллельно. Для отображения этого мо м ента используется си м вол синхронизации, который также служит для обозначения соединения параллельных путей. Этот си м вол и м еет фор м у жирной горизонтальной линии с нескольки м и выходя щ и м и перехода м и (разветвление) или нескольки м и входя щ и м и перехода м и (соединение). Переходы, выходя щ ие из линии синхронизации, означают состояние действия или деятельности, которое приводит к выполнению нескольких потоков. Переходы, входя щ ие в линию синхронизации, означают необходи м ость синхронизации нескольких потоков, а линия синхронизации в это м случае используется для отображения ожидания до тех пор, пока все ветви не соединятся в единую ветвь (поток). При м ер разветвления потоков и их соединения показан на рис. 10.12.

Рис. 10.11. Символ решения, используемый при определении необходимости построения источника знаний (ИЗ)

При создании объекта MajorAgent вызывается его конструктор, который (см. рис. 10.12) инициирует три параллельных потока выполнения. После завершения этих трех действий потоки соединяются в единый поток, назначение которо г о состоит в выполнении действия по созданию списка основных курсов.

Эту диаграмму можно разбить на три отдельных раздела, именуемых «плавательными дорожками». В каждой такой дорожке происходят действия или виды деятельности конкретного объекта, компонента или прецедента. «Плавательные дорожки» разделены на диаграмме вертикальными линиями. Одно действие (или вид деятельности) может происходить только в одной дорожке. Линии переходов и линии синхронизации могут пересекать одну или несколько дорожек. Действия или виды деятельности, обозначенные в одной и той же или различных дорожках, но находящиеся при этом на одном уровне, являются параллельными. Диаграмма деятельности с «плавательными дорожками» показана на рис. 10.13.

Назначение этой диаграммы деятельности — смоделировать последовательность действий объекта blackboard, который г енерирует сводный список курсов для систе м ы составления расписаний. Объект blackboard (с м. рис. 10.13) сначала принимает решение о том, нужно ли создавать объект MajorAgent. Если нужно, то вызывается конструктор объекта MajorAgent. Это приводит к созданию трех ветвей передачи управления. В двух из них действия выполняет объект blackboard («получает теку щ ий план выдачи дипломов» и «считывает курсы обучения»), а в третьей — объект ScheduleofCourses («считывает расписание курсов»). Все эти действия — входные (поэтому для их обозначения используются параллело г раммы). Затем три ветви объединяются в одну, и объект MajorAgent выполняет действие, которое состоит в создании списка основных курсов. После то г о как объект blackboard выполнит «свое» действие, а именно «получит список основных курсов», происходит удаление объекта MajorAgent. Объект blackboard «г енерирует сводный список курсов», и на этом деятельность рассматриваемых объектов прекращается.

Конечные автоматы

С помощью конечных автоматов отображается поведение единой логической конструкции, определяющей последовательность ее преобразований в качестве ответов на внутренние и внешние события в течение ее линии жизни. Такой единой логической конструкцией может быть система, прецедент или объект. Конечные автоматы используются для моделирования поведения одного элемента. Элемент может реагировать на такие события, как процедуры, функции, операции и сигналы. Элемент мо-жет также отвечать на факт истечения времени. Когда происходит подобное событие, элемент реагирует на него определенным видом деятельности или путем выполнения некоторого действия, которое приводит к изменению состояния этого элемента или созданию некоторого артефакта. Выполняемое в этом случае действие должно зависеть от текущего состояния элемента. Под состоянием понимается ситуация, которая создается в результате выполнения элементом некоторого действия или его ответа на некоторое событие в течение его линии жизни.