Современные информационные технологи / 3. Программное обеспечение

Е.М. Саєнко, О.О. Супруненко

Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна

Засоби побудови та аналізу моделей з паралелізмом

Сучасне програмне забезпечення характеризується підвищеною складністю, яка обумовлена потребою у ефективному використанні програмних платформ, численних сервісів та паралельних узгоджувальних і підтримуючих процесів, які характеризуються двома формами паралелізму: класичною паралельністю та конкуруючими процесами, а також мають вкладатися у обмеження режиму реального часу [1, с. 154; 2, с. 102]. Достатньо високою складністю характеризуються, наприклад, багатопоточні додатки [2, с. 103], що використовують механізми синхронізації, при реалізації яких досить легко допустити помилки, а виявити їх і гарантувати працездатність надзвичайно складно, оскільки більшість таких помилок належить до прихованих, які не виявляються тестуванням. Тому на даний час особливо актуальною задачею є створення інструментальних засобів моделювання та аналізу ПЗ, в основі яких – імітаційне моделювання та графові моделі представлення елементів, а також строго математичний опис динаміки досліджуваних об’єктів.

Для проектування складних систем з паралельними та конкуруючими процесами необхідно використовувати автоматизовані інструментальні засоби з розвинутим інструментарієм для моделювання та аналізу програмних компонентів, який забезпечує як статичний аналіз, так і динамічне моделювання та аналіз об’єктів проектування. Для створення даного інструментарію в даній роботі обрані інтерпретації мереж Петрі, які мають строгий математичний опис та служать для статичного і динамічного аналізу систем з паралелізмом [1, с. 155; 3, с. 70].

В робота проведений огляд та аналіз програмних засобів моделювання на основі мереж Петрі (PIPE2, Petri.Net Simulator 2, DCNET), який показав, що дані засоби дозволяють використовувати властивості визначених інтерпретацій мереж Петрі, проводити аналіз побудованих моделей. Але загальним виявленим недоліком розглянутих програмних засобів є неможливість комбінування властивостей різних інтерпретацій мереж з метою створення адаптованої до поточної задачі інструментальної модифікації.

Для створення засобу з комбінованим інструментарієм у поточному проекті передбачені розширені функції налаштування поточної моделі, які дозволять використовувати як мінімум дві інтерпретації для відображення особливостей моделі, а також доповнювати елементи моделі часовими властивостями та заперечуючими умовами (за допомогою інгібіторних дуг). Також це дозволить більш гнучко використовувати наявні інструменти для опису досліджуваного об’єкту.

Для проведення аналізу побудованих на комбінованому інструментарії моделей доповнено правила аналізу. Так при використання комбінування елементів безпечних і оціночних мереж Перті закладаються наступні правила. 1) Ведеться контроль розгалужень. Якщо використовується розгалуження від вершини місця, то вимагається поставити пріоритет вихідних дуг, а також злиття цих дуг теж до вершини місця. 2) Контролюється властивість відтворення початкової розмітки [4, с. 235] для вершин місць, типу «накопичувальні» у частково замкнених моделях, а також у незамкнених моделях, які приведені до замкнених через початкову і кінцеву вершини [4, с. 241]. 3) Контролюються властивості живості та обмеженості.

На даному етапі проекту виділені та проаналізовані функціональні вимоги й обмеження до програмного засобу, сформована архітектура програмного продукту, яка представлена на рис. 1. Клієнт-серверна архітектура розділяє доступ до ресурсів і прикладні функції.

Розроблюваний програмний засіб спрямований на забезпечення побудови та автоматизованого аналізу моделей програмних компонентів з двома видами паралелізму (див. вище) і дозволяє провести під час проектування дослідження динамічних властивостей як компонентів так і програмної системи з паралелізмом в цілому.

Рис. 1. Структура моделюючого середовища на базі мереж Петрі.

Дослідник отримує інструмент для створення та повторного використання моделей програмних компонентів і може зосередити свою увагу на унікальних задачах поточного проекту.

ЛІТЕРАТУРА

1. Suprunenko O.A. Combined tools simulation Workflow based graph models. // Theoretical and Applied Science. – 2015. – № 3 (23). – С. 153-158.

2. Фаулер М. Архитектура корпоративных программных приложений.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. – 544 с.

3. Кузьмук В.В., Кузьмук А.В., Супруненко О.А, Тараненко Е.А. Модифицированные сети Петри и современные методы моделирования параллельных процессов в сложных системах. // Управління розвитком складних систем. – 2011. – № 5. – С. 66-72.

4. Вил ванн дер Аалст, Кейс ванн Хей. Управ-ление потоками работ: модели, методы и системы / Пер. с англ. В.А. Башкин, И.А. Ломазова. Под ред. И.А. Ломазовой. – М.: Физматлит, 2007. – 316 с.