автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Концептуальный анализ программного обеспечения распределенных вычислительных систем
Автореферат диссертации по теме "Концептуальный анализ программного обеспечения распределенных вычислительных систем"
О Р
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОИИТЕТ РСФСР ПО ДЕЛАН НАУКИ И ВЫСПЕИ ГКОЛИ ЛИШНГР АДСКИЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
КС1ШЕПТУАЛЫЩЯ АНАЛИЗ НРОГР/ИРЮГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Специальность 05. 13. 11. -Математическое и программное обеспечение вачксги-тедьЕнх наши. комплексов. систем и сетей
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
На правах рукописи
КРХЕ20ЕСКИИ Александр Викторович
УДК 631. 142:550.2
РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЕЫЧ2СЛПТЕЛЫШХ СПСТЕН
Ленинград 1991 .
Работа выполнена на кафедре вычислительных систем Ленинградского института авиационного приборостроения.
Научный 'руководитель - кандидат технических наук. . доцент В.В. Сгльчадоз.
СЬйяшаяьпыэ оппоненты - до:стор технических наук, профессор ■ Е.И. Пзроаская; кандидат технических наук, старший научный сотрудник В. А. Павлоэ.
Бадуаая организация - Езстетут ипФорцаткки и математического шдгягровашш тохнологачесгснх процессов Кольского научного азнтра АН СССР.
ВацЕта ДЕсссртащш состоятся "_"_' 12Э1 г.
в "__" часоа на засодашз! спсцвалиодаовакного совета
К 063.21.03 в Лшшнградскоа институте авиационного приборостроения во едрзсу: 120000, Ленинград, ушпха Гераона, дом 67.
С дпсес-ртацкэЗ етзю озггкоюггьея в библиотеке ЛИДЛ.
Ваши отанвы Е двух экзешйлрах, завзронпыз почать», проси шагать по указанному одргоу.
Автореферат разослал "_"____ 1931г.
Ученый секретарь спецаалнзнрозашюго
совета к.т.н., доц.'. /2$ В.В. Фильчакоз
Подрисано к печати 30.04.91 г. Зак. Объем 1 п.л. Тир. 100
ЦНИИ им. А.Н.Крылова. Ленинград, Московские и., 44
'..':• ; OEÍ'ÁÍI z\?AiOTFnjn::A рлготн
""Алггузлькооть ту;^. 3 кастотаэе врэ.чя р.азглвггтгтся области
:тпучя?:х хсслэд^жглсз. сваэаянш с а^том.атглгащгой гхрсзкгзрогаш програютого сс'еспо-.нюг 8Ш. В отдеяьпоэ нзпг-тлл-жгэ гидолгалго!. прсблеюпка реаргЗотка нового покояслзя япсгр74.'эзт.зльЕы:г средств автс'_'атлз.т>лпт пг-грг»?ярозан:гя - CASS-спстсм (Сс\-pvilcr Aided Software Engineering). Tc~î:;c:.î :с рг&тп з дгдпел папрлзлзл:::: пссотгяяа ентугдпл, в области ргярабочяа програюзгого ссЬгазчстгш
я 2араг.тзр::з?с:'гл в .»етгратурэ ках Ерогрглг^рогзям.В тглзз-
TSG его сог.сита:: пртагахск сяодус? ушкиу-гь розгеоэ уплхгл-пкэ р.чт на nporposrnpo?«!«» л есгзг.озессть еалпого сйосг^гсяпЛ Epi y::-Hb:''S!ï :rî <я'с:и:ост!: ¡i ГССТС лглллкгг.: сш:?рат?т-!:: стэдоте, а lo, чх-э вродйС'.к, -о'-^яаглпо 2?ü прэггкггдг:
crrcTCU, связна па сто л:.-::» о- рл'зрг'.ио'псс": 4
сколько с кач-зстгсц п:: сбъодипежл s parscas cr~c:î сглгслгг. '. ;
• Гетаппо по:£отср:л: зкязлллл-ле;! :?г-т преграглого '
сбсепсчзгга проблем соетстг? з к«!ой:сог2гпз rnnrrs ст^ддадг
гроэгг^г-с-с-гтя г:гге;;егяЛ, пезгол.-.'зяг.г стронь
?ор>?зльпи;? опясжая рзгкдак з п^ст.'ЭТ'" - сглоет.-пг -са~
дзч, ■!?: осуг.зста.т.ет'- гле.гл.? :: c~.~T.cr ггяс-х-.
та. Г>р~: тага гзигатая î.ryro;.a
caor;!-*TcruiT5í (SADT, HEYS, SSL п др. ). s таеггз тсгпплтггпг глзр^ошг Ш1 (рсяк-лко задал кд ослогэ з сг.сгс:гэ Пргз,- -
й-Д-тетаолсгдз. "Ггтод I'-rcpec^cirin. т^.охг-ъп). »
П'-осто с те:,; з к ne.:~'cn'í." • стеттспуг?
тахпэ Г-ЗО&ХД^.Г-ГЭ прз пг-гзктпродалге! срогрзгл-пго р-?с~
прзлзгениыз кгяюгптякпк c:ïcto:j срэдстза, £~::сапт:з . угэ га уровне прод'эт^оЗ области струзтурн я.мажало^опгкг гспоД52??я*!ТГХ xc;.ao:"S'rr cKcrreist, пх с галл^с;'1* п át^í^vaín
прэдмэтгоа сбластя. Пэ глсс:птрпп~ятс.*г оплат» перехода оу прэдузтаей сб::пот:: к л'гсс.лч cr.vciirsasrsjf.,
скптс-за слс:ц:ф:плач':3 прогрг.?гаого ;; стрттггур
Оспззан;1-;:>г в'!псллс!Ш padoïn uoa'iyran; ' 1:лг'.го-^гокг!Л?зетсгя прогр?.тл'л 0.80.01, утвзр-ло:;нэя псстй!ЮЛл;ш:см Г131Г СССР, Гогпягкй СССР, Ахалсжей наук СССР; кст.ялггсо.тая иолезая гроггл.'гл разгпткя САПР с'ортслого сбсрудозаяжг г. XIII шгнаткэ :л5:г:отерстза авгггапол-КОЙ ПРО'.ХЛ'ЛОППОСТП. РпЙОТН НРСВОДПЛЛСЬ S Г'ЧЛ'ЛЛ imp ПЭ TO'J^a "PCDpa-<5стка п псслелованке янструиош^яыпк ерэдетп проел-
Tupozcxin npcrpaisiücro обосяе^еаз.т ШХС", :: лсслэдозалпз
про<5лг^!о-ор:!опт::ровлпивх гголеясл гг-зпл^чггог"» згогргкпгого оЗосп-з-
чения ЛВС ПЭВМ", "Исследование гфсГехтавностк параллельных алгоритмов и их реализаций","Разработка катодов организация интеллектуальных подсистем на микропроцессорах к СБИС для какрокоиаейерных ЭВМ".
П^я'тР ваботи является автоматизация проектирования програшного обеспечения распределенные вычислительных систем на ранних стадиях его разработки - получэ:г,:5 на основа концептуальных моделей пред-ыатыой области и Есполшггелыют средств спецификаций программных систец. удовлотаоряваах заданные показателям качества.
Для достнкёппя указанной цела в работе вводятся классы кокцепту-.- альных шделз£ СЕеапальпого езда п доказывается из: свойства: разрабатывается алгоритма определенна класса шделн. глаллза целостности н разрзгзцоста копцеатусльшс: шдояеЗ: определяются правила коли-чостазиноа оаозкг ароегтоз сзстои. продстазлэзнш концеатуаяьншн кодзлган^^разрабатнзгэтсз иэтоди выбора альтернативных вариантов . реализации и структура прогр^'.г^кх сксте::; разрабатываются кетлш скятега спэаз:Ф:зсааЕ2 алтератаэз.
И^то.та Есо-гс-теаст^. Идя ргЕЗЕЕя поселенных в работе задач.используются ЦЗТ02Ш теорлл шюхоств, теораи графоз. «атеггатеческо;! логаш, теории алгоргшов, искусственного ептеялгкта. Иттая?-*:, го^т^еп ргбош состоит в следущ-зы: взздсны классы нерегулярных н циклических концептуальных гаге-леа, доказана свойства гэдояеа перечисленных. типов, поззолязепэ сводить агалзз моделей в цэяш к анализу отдепьЕиа: Фрагкентоз -сайсопов спасаши, разработки» ютоды, позволяла» определять класс 2-;с;]сдусг,оа шдола;
продленка Формальная ссстеыз' логического тиса,- позволявшая свести анализ разрсапыссти концептуальных ыодэлеп к доказательству вы-рааяша вычпслиыости на осново иногества аксиои. подученного трансляцией концептуальной цоделн, разработана стратегия вывода,установлена екЕПвалэнтыостъ вывода в Формальной системе. соотвотствуваой всей кололи в целоы, к совокупности выводов для отдельных шаблонов, что нозволяэт существенно уменьшить вычпелитеяьнуи сложность задачи
_ _слалЕза;---------------------------
разработаны катоды получения варианта реализации программного обеспечения вычислительной систем как результата совместного выбора Фрагментов описания процессов обработки информации и информационных объектов предметной области, представленных в концептуальной ¡¿одели проектируемой скстеш:
разработан ыэтод синтеза на основе концептуальных ыоделей процедурных спецификаций программного обеспечения для моделей потока уп-
\
- о -
ргзхсння н потока давши.
{Тр-ч.ггичрсь-зя соягго^тт» работа состой? з слэд>'пг;?}г: разра.-Ьтага кнструнактальвая с::стсна для хсир.е-ггуальняго а:'алпза nporcù-rtroro сбсспоп'лшя распраяолангих дчрпо.тяртд.тья слетс-'.:;
разработает алгср;:т;ш аихздэа цслсстностя и ртзрсзисст* тхз-лсЗ, а текг.го дягорстни аскдоестзэянсЗ спевки. позЕряйЗзагэ проводить сбословгтаоо сопостазлсгго гзргтаятоз псетгос-пкя аг-огрсаггэгз скотом:
ратзг-абот&г?» гетотдагд зчйвра вархгптз рззяизас:з. гфоп>.г:лпоЛ сестсш, ?дсвт;от:ор;п:-"--;го таяг-гппг.; scK£oatonir?i гс^тстга, п аягсрзт-км сштгза црщ-?лтр:ппг спсапфжгятгз ви«ссгг:ггал,-п'.г:' сроглсссз.
¿^¡чяетксзтагт работа является ооотйсггс." чт.осгэ пат^о-тесгзг.огатс-льсзг^ riC« nt> гз--тоштазздяя npcr?aiü3pc-2?.3ri.i, кз ез-^лго u з zz-
■ числстелт.-ЗгП{ состой ЯсзтагрЛлсгсго
стгоггг'я. работа vosoaso'.ssi ersTcrri "з-
тсгятгзг-цкз прс?:-гг~р03?."гт:т прогг'-'-^огэ с&сеггтпй
вах гучзсл:г?влът;ьгг спетом (ЛШО аз-
кета прзгрко! да ог>;;г.<5:ггге ^-лттуглпк рсггггл егггзгк*
(ЛНГЮ "Д?льсада.ь"}:-трзоятп?5ггзпп s:?eîir?:сгпзЗ ноЗ готг-сяйтспысл cor: ГГ?гГГ| лея crunn . гэтгпг^гро^пзтаго
управггкшя арочзйолстпсм (ПО *!»з?с-«г.:3 согач"}: гг~' гл'зрогг.ггя тсмн ааттазс пссгз^сз^ггл ('^отггягг ггт/гр'лкглз а
те;.:атачоскогз гл-ол:грс~ап:'Я тэггпопогпгэеггг: ïïpci'.vceoa КШ /П СССР).
am?o<fenw/t .уфт??... ocrcmi-t результат:-? лз-
кяадкзаягсь п c6c?:c.a;rtc:> ira гсссоззпоз ncn-^pssrnn алзг "Чз.то-
■ век - 83'{" (Сверялсзок, 1.РсЭ г.}; кау*ято-тс:авр:сс:<я2 "Технология проеятсрозаяяя проптскяяпс я атаратая срэлсто гит»-
4 лвтелышх слетом* {Лззшгггзд, 103Э.1ПСЭ г.); сс£1*^стзо;!_ cî:~2P3 АН' СССР л Sicnsns AG, i?r {'.'ос;:ва. ißfiQ г.}: ШУ по
asToîmraairaa р.сс-'пн?^ исс-'галоггшяЗ (¿"яатата, 1ГШ г.}.; 0етеа?иг? работа, sksosfis» па oaxsws
прэллогеви кл-осы :сс!щопт5'аль::ш: кочс.тог:, потасл.тгтп: сгпсэтать предмзтауо область с корс-гуляркоЗ ясраргаозскоЗ структурой, ео*ор-saajD ияклвчэокяэ хсдасзгпига прсцоссоз л iBrtcpîs.iKO'aae: объектов:
прэдяогеп ыетод спалпза р.^зрэ'л:«ост:: г.о::цотп73Льеш: г:здсгса пг-тем преобразования cnticanstK гопелой я ФоризяыхоЗ с::ст:::э логгчэсг.о-го 'Н'па;
разработан нотод получения зарнгктоз корретстг-ой рэплотацте как результата сойиэстпсго ппбэра Фрагпоптоз описаний прса-зсссз п па-
- в -
Фориашгонных обьектов в копцоятуаяыгсй кодели преднатной облает»: проектируемой с:;сто;:и;
разработали г-штоди автоматического синтеза процедурных специф::-шй проп>21зстого обеспечения ыа основе нерегулярных циклических кокаентуайыаг: г^долс-П;
предложена икструг.&нтаяып.'д нрог;^г.п-.с1ые сродства концептуального анализа, поаволяюдие существенно сократить сроки разработки к повисать надежность распределена;.« систси управления и обработки ккфор-гздал.
Оеаоануэ результата диссертации опубликовала в 8 печатал работах и отрагс-ва в 7 отчэтгх по Ш!?.
Оггтртурл г гы'атя. Диссортааая состоит ш введения, пяти
глаз, игзкзчоазш к спсска литература (39 пгишокэвавий), шеет обгкк •сбьса 171 игзшшош» сгргэду. содерзхт 2 таблицы к 19 рисунков.
• С0£МЖ12 РАВОШ ■
р.? ио^зага мстугигоегь ирогодакх ксбяздссапдй, с^сг.>-
куезрэггяа ье-аь к ^глачп рабэти, ооцомке каучназ к п?ах-
тг^га^'-реэульте.'и!, жзэа&до.ш згагху.
В г-у*; про^с^'А-^гг &з£?пгэ .сгн^ол я сродстг, исиольэуеааг дяв агкхаткайаи хфдзяквроггззцг црегрг^акого ебэопзчэвда (£А/£Л1)Т, ШуШЗ.Ш.). озаоаэдх •рзггеле сЬотакгё: вадач (вычкелительниэ ко-кга,. кьххл црсюанаЗ о$йаэте в -р^-ая: ЕЛнкааюсогаи, содах для К-сзржкекцз крирага), крссктярогаЕгя' структур ' -гапиз: • (допцзпту-т&ахжръ&явэ' бга «спид, БНчжзгз). Пэ рззультатан. ааап:-• еа счэрлгжг.: «¿аса трсйггагла'к вегэт саксаггя програклак скстзк на р^кгаг стггЬг из резрлбота», соста^саи ссгиэ ¡гсдачк, нэ ргзгеаиэ в ргхдгх сусгстггкзг т-еггогогай ковЕтсрэгазаг. •
III ост хд: Хфгггдсагаг ыгэ еоддодоз к щюс-хтеррззнйэ ц разра-. врогри^лог'о сбгссгчзгцш ко ирсдусматрава&т описания ксполвг!-техьпах срсдстБ ' епчислитслъеоз састсцз. Описание исполнительных средств юйср ггяаоз сиачзз:9 для распредояснкнх систем обработки, _—Е54ор^5Ж2 в позволяет получать оаевхш "логачёской. корректности рас-, прегелэаая кэрграгессшс Бза£1»деЗству»«ш: процессов в вычислительной ссстеао. оценивать качество такого распределения по критериям Еадвгзсстл. вроуаш работа, эатратаы памяти.
Лкол::з проекта в взвостиих технологиях сводится, по суаесгву, к анализу потоков е ео предусматривает получения количественных оценок, соваостгого анализа структур и взаимодействия процессов, ин-Форишпонные объектов, ссаолпателеа, соответствия спецификаций на
различных уровнях иерархии з опксзннк разрабатнваоксЗ спстеш.
Нетолы синтеза вычислительных прсаессоз лишь частично поддергивается пахотными технолог:! :гг а в форте построения плансз решения Задач. Вместо с тем, методика проектярованяя лолгпа предусматривать такие котоди синтеза как выбор фрагмента реализации (о послэдувма его оценкой па сс-гово Формальны,-: крзтараез). гекерашш спе-акфтсацпа алгоритмов. сбеспеч:'5аспях связь ргзяих этапов прсеятпрс8ая2.1 (па уровне предметной области) с этапам болзэ детальной прерг.ботки вычислительных процессов (разработки алгоритмов решения залач). Ре::зш:э перочпелеяшх зетэ задач поззояпт:
существенно сократить сроки разработки програмляк систем и производства вовже взреза (сскрэпггуз достигается за счет япяьгодгя затрат времэ-; на ггепразяагго сакбох, доп7скао:сгх па рчгатая этапах про-эхткроваягя. а таксо за ечтг автозатлзарозаппого ш5ора варианта реализации л синтеза процедура»к ссеад&ппгпЗН
повысить иадежоэть програгэски сгстои (за счет згсгггаеэгпп вероятности появления ск»5ек з кспечгхл рез.тгхзшпг):
уиеньшггь затрата на сопровокгеяие, ;:лггксст:ш, обучение пользователей, згаусгс локуп-жтга (за с*:э? яснолъзсгаиля для стгз целой копцеатуальпого олг.сазз.1 прсдкетяоП области спсто:я, псстрсезпо которого предусматривается технологией гязктх'эптусльзого аяалста).
Ртопая гяэрп пссвгаона разработке гптсзтггсосяого аппарата дня ояясаиия л аяалнза концептуальных модолсЯ агедкотсоя сбяг.стнЛС числу решаемых з главе задач относятся:
разработка языка концептуальных модулой, поэволясгзго врэдетав-лять информация. несбходкыуи для послздувпого акалгза и синтеза;
определение правил построения моделей, разработка гптсдоз и ал-горлтиоз синтаксического аяаяяэа, анализа аеясстаосст я разрешимости, позволяютх в последуззе!' корректно производить выбор варианта реализация, синтез процедурных спецификаций;
разработка правил определения р.рсиетап: характеристик ржеяая задач, показателей надежности я требованн." к ресурсам такта. Сходаа концептуально.! модели прэд::с-т::с* области называется:
по = < р' °< нр- 