9. Разбиение системы на задачи

Далее рассматривается разбиение на задачи. Для этого необходимо проанали­зировать все объекты на диаграммах кооперации и применить критерии выделе­ния задач. Мы сделаем это для каждой диаграммы по очереди.

В распределенной системе управления лифтами имеется по одному экземпляру Подсистемы Лифта для каждого лифта и по одному экземпляру Подсис­темы Этажа для каждого этажа (см. рис.15). Но, если трактовать систему как нераспределенную, можно кое-что упростить. В данном случае система управле­ния лифтами отображается на один процессор или сильно связанную многопро­цессорную конфигурацию (с общей памятью).

Важным аспектом нераспределенного решения является то, что сущностный объект Состояние и План Движения Лифта доступен всем лифтам, равно как и Планировщику, то есть его можно расположить в централизованном хранили­ще данных. Для слабо связанной распределенной системы, в которой нет разделя­емой памяти, этот подход не годится. Распределенное решение опишем в раз­деле 10.

Рис.18. Уточненная статическая модель системы управления лифтами

9.1. Выделение задач в подсистеме лифта

Рассмотрим архитектуру задач Подсистемы Лифта для нераспределенного случая.

На диаграмме кооперации Выбор Этажа Назначения (см. рис.5) нужно обратить внимание на объект интерфейса устройства, который получает входную информацию от актера, и затем проследить цепочку взаимодействий. Объект Интерфейс Кнопки Лифта выделяется в самостоятельную задачу Интерфейс Кно­пок Лифта с помощью критерия асинхронного интерфейса устройства ввода. Применив инверсию задач, мы проектируем одну задачу, которая будет отвечать за все кнопки лифта, вместо того чтобы иметь по одной задаче на каждую кнопку. Задача Интерфейс Кнопок Лифта активизируется прерыванием, возникающим при нажатии любой кнопки. Затем она считывает входную информацию от кноп­ки и посылает запрос Диспетчеру Лифта, а сама тем временем готовится к при­ходу следующего прерывания. Диспетчер Лифта, который является объектом-координатором, получает сообщения от Интерфейса Кнопок Лифта в данном прецеденте и от Планировщика в прецеденте Вызов Лифта (см. рис.6). Он выделяется в координирующую задачу, активизируемую приходом сообщения Запрос Планировщика или Запрос Лифта. Состояние и План Движения Лиф­та - это пассивный объект абстрагирования данных, у которого нет своего потока управления.

Рассмотрим далее прецедент Остановка Лифта на Этаже на рис.7. Объект Интерфейс Датчика Прибытия становится асинхронной задачей интерфейса устройства ввода - Интерфейс Датчиков Прибытия - по тем же причинам, что и в случае с задачей Интерфейс Кнопок Лифта. Он посылает номер этажа объек­ту Управление Лифтом, о котором речь пойдет ниже.

Разберем диаграмму состояний Управление Лифтом на рис.13. Здесь есть зависящий от состояния управляющий объект, который исполняет диаграмму состояний. На этапе анализа все аспекты физического объекта «лифт», связанные с управлением, были отображены на управляющий объект Управление Лифтом (см. рис.7 и 9). Если имеется несколько лифтов, то управляются они неза­висимо, так что в модели присутствует по одному такому объекту для каждого лифта. В ходе разбиения на задачи каждый объект Управление Лифтом отобра­жается на отдельную задачу Контроллер Лифта. Любая задача исполняет диа­грамму состояний для своего лифта, как показано на рис.13.

Задача Контроллер Лифта взаимодействует с несколькими объектами интер­фейса устройств вывода, которые работают непосредственно с внешней средой, в частности с мотором, дверью и лампочками лифта. Все эти устройства пассив­ны (то есть не генерируют прерываний), следовательно, асинхронные задачи не нужны. Каждый запрос на вывод информации выполняется по требованию, по­этому не нужны и периодические задачи. Кроме того, вызывающая задача обяза­на дожидаться завершения вывода, поэтому нет необходимости и в пассивной задаче вывода. Таким образом, объект вывода на устройство не стоит выделять в самостоятельную задачу, он объединяется с задачей Контроллер Лифта в соот­ветствии с критерием группировки задач. Например, если Контроллер Лифта инициирует действие Закрыть Дверь, он ждет ответа Дверь Закрыта, посколь­ку лифт не может начать движение, пока дверь не закроется.

Рассмотрим выполнение задачи Контроллер Лифта подробнее. Она полу­чает сообщение Приближается к Этажу, находясь в состоянии Лифт Едет (см. рис.8). Затем Контроллер Лифта посылает сообщение объекту Состоя­ние и План Движения Лифта, требуя Проверить Этот Этаж. Состояние изменя­ется только в том случае, если в соответствии с планом лифт должен остановить­ся на данном этаже. При этом объект Состояние и План Движения Лифта отправляет сообщение Приближается к Нужному Этажу, которое переводит Кон­троллер Лифта в состояние Лифт Останавливается и инициирует действие Стоп. Объекту Интерфейс Мотора передается сообщение Стоп (см. рис.7). Контроллер Лифта выходит из этого состояния только при получении ответа Лифт Остановился от Интерфейса Мотора. Таким образом, Контроллер Лиф­та и Интерфейс Мотора неспособны работать одновременно. Аналогичный ана­лиз показывает, что одновременно не могут исполняться также объекты Контрол­лер Лифта и Интерфейс Двери. Следовательно, на основе критерия группировки задач допустимо объединить объекты Интерфейс Мотора и Интерфейс Двери с задачей Контроллер Лифта.

Диспетчер Лифта (всего один экземпляр в нераспределенном решении) ре­ализуется асинхронно по отношению к задаче Контроллер Лифта, так как запрос к лифту может прийти в любой момент. Поэтому Диспетчер Лифта вычленяет­ся в отдельную задачу-координатор, которая активизируется асинхронно по со­бытию Запрос Лифта или Запрос Планировщика и обычно исполняется неза­висимо от задачи Контроллер Лифта. Единственное взаимодействие между двумя задачами возникает, когда лифт находится в состоянии Стоит и поступа­ет новый запрос. В этом случае Диспетчер Лифта активизирует задачу Кон­троллер Лифта.

Итак, в нераспределенной системе управления лифтами Подсистема Лифта разбивается на четыре задачи: Интерфейс Кнопок Лифта, Интерфейс Датчи­ков Прибытия, Диспетчер Лифта и Контроллер Лифта. Имеется по одному экземпляру первых трех задач и столько экземпляров четвертой задачи, сколько есть лифтов. Все экземпляры задачи Контроллер Лифта идентичны и исполня­ют собственную копию диаграммы состояний Управление Лифтом. Предвари­тельная архитектура задач изображена на начальной диаграмме параллельной кооперации (рис.19).