Камерон Хьюз - Параллельное и распределенное программирование на С++

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.

При создании объекта MajorAgentвызывается 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 MajorAgentвыполняет действие, которое состоит в создании списка основных курсов. После то г о как объект blackboardвыполнит «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.

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.

Конечный автомат можно представить в виде таблицы или ориентированного графа, именуемого диаграммой состояний. На рис. 10.14 изображена UML-диаграмма состояний для конечного автомата некоторого процесса. На этом рисунке показаны состояния, через которые проходит процесс в период своей активности. Рассматриваемый процесс может иметь в системе четыре состояния: готовности, выполнения, ожидания и останова. К наступлению этих четырех состояний процесса могут привести 8 событий. Три из них происходят только при выполнении определенного условия. Событие блокирования происходит только в том случае, если процесс запрашивает операцию ввода-вывода или ожидает наступления некоторого события. Событие блокирования инициирует переход процесса из состояния выполнения («бодрствования») в состояние ожидания («сна»). «Пробуждение» процесса происходит или из-за события пробуждения или в результате завершения операции ввода-вывода. Событие пробуждения заставляет процесс перейти из состояния ожидания (исходно г о состояния) в состояние г отовности (целевое состояние). Событие выхода происходит только в случае, если процесс выполнит все свои инструкции. Событие выхода заставляет процесс перейти из состояния выполнения в состояние ожидания. Остальные события относятся к категории внешних и не подвластны процессу. Они возникают по некоторым внешним причинам, вынуждающим процесс перейти из некоторого исходного в некоторое целевое состояние.