Целью процесса структурно-параметрического синтеза является определение структуры системы и нахождение параметров ее элементов таким образом, чтобы были удовлетворены условия технического задания. Современное автоматизированное проектирование активно использует методы структурно-параметрического синтеза. Сами же подходы к структурно-параметрическому синтезу систем основаны на применении таких технологий, как искусственный интеллект, инженерия знаний, объектно-ориентированное проектирование и т.д.
Наиболее часто используемыми методами структурно-параметрического синтеза являются методы морфологического анализа и синтеза. Результатом выполнения процедуры морфологического анализа является морфологическое множество, которое содержит в себе описание всех возможных вариантов синтезируемой системы. Процесс морфологического синтеза необходим для поиска на морфологическом множестве оптимальной структуры синтезируемого объекта.
В случае со структурно-параметрическим синтезом адаптивного программного обеспечения применение методов морфологического анализа и синтеза может быть достаточно эффективным. В качестве морфологического множества выступает множество всех возможных состояний адаптивной системы, а процедура синтеза может осуществляться не только в процессе разработки программы, но и в процессе ее выполнения. Осуществление процедуры морфологического синтеза в процессе выполнения позволит генерировать состояния адаптивной программной системы “на лету” в зависимости от ряда важных для работы данного приложения факторов.
И/ИЛИ-деревья, наиболее часто используемые для проведения процедур морфологического, являются достаточно ограниченным в своих возможностях инструментом. Более целесообразным будет использование усовершенствованных вариантов И/ИЛИ-деревьев, называемых диаграммами характеристик [1,2].
На рисунке 1 приведен пример диаграммы характеристик. Приведенная диаграмма служит для моделирования морфологического множества некоторой адаптивной программной системы на основе трехмерной графики.
Рисунок 1 – Диаграмма характеристик
На рисунке 2 представлены все возможные типы отношений между характеристиками.
Рисунок 2 – Отношения в модели характеристик
Для описания структуры адаптивной программной системы предлагается следующая математическая модель:
где F – представление исходной диаграммы характеристик, задающей морфологическое множество системы, в форме ориентированного гиперграфа; S – множество конфигурации исходной диаграммы характеристик, описанных как подграфы исходного гиперграфа (множество состояний системы); X – матрица переходов между состояниями адаптивной программной системы.
Тогда метод структурно-параметрического синтеза адаптивной программной системы, основанный на использовании указанной модели, будет включать в себя следующие этапы:
1. Этап морфологического анализа системы, результатом которого будет морфологическое множество, заданное в форме диаграммы характеристик.
2.Этап преобразования полученного морфологического множества в ориентированный гиперграф.
3. Этап генерации состояний адаптивной программной системы.
4. Этап верификации полученных состояний.
5. Этап определения взаимосвязей между состояниями.
Предложенный метод структурно-параметрического синтеза адаптивных программных систем, основанный на гиперграфовом подходе к формализации диаграмм характеристик и построению на их основе системных конфигураций, позволяет формализовать сложную математическую процедуру задания изменчивости наглядным, простым и интуитивно понятным образом с использованием средств визуального проектирования.
Библиографический список
- Istoan, P. Dynamic software product lines for service-based systems / P. Istoan [et al.] // Proceedings of the 2009 Ninth IEEE International Conference on Computer and Information Technology. — Washington: IEEE Computer Society, 2009. — P. 193-198.
- Baresi, L. Dynamically evolving the structural variability of dynamic software product lines / L. Baresi, C. Quinton // Proceedings of the 10th International Symposium on Software Engineering for Adaptive and Self-Managing Systems. — New York: ACM, 2015. — P. 57-63.