FOSD origami - FOSD origami

Programování zaměřené na funkce nebo Feature Oriented Software Development (FOSD) je obecným paradigmatem pro syntéza programu v softwarových produktových řadách. Přečtěte si prosím Programování zaměřené na funkce stránka, která vysvětluje, jak je model FOSD domény n-ticí funkcí 0-ary (nazývané hodnoty) a sadou 1-ary (unárních) funkcí zvaných funkce. Tato stránka pojednává o vícerozměrných zobecnění modelů FOSD, které jsou důležité pro kompaktní specifikace složitých programů.

Origami

Základní zobecnění metamodelů je origamiZákladní myšlenkou je, že design programu nemusí být reprezentován jediným výrazem; lze použít více výrazů.^[1]^[2]^[3] To zahrnuje použití více ortogonálních modelů GenVoca.

Příklad: Nechť T je model nástroje, který má funkce P (parse), H (sklizeň), D (doclet) a J (přeložit do Javy). P je hodnota a zbytek jsou unární funkce. Nástroj T1, který analyzuje soubor napsaný v jazyce jazyka Java a překládá jej do čisté Javy, je modelován pomocí: T1 = J • P. A nástroj podobný T javadocu T2 analyzuje soubor v jávském dialektu, sklízí komentáře a převádí sklizené komentáře na stránku HTML: T2 = D • H • P. Takže nástroje T1 a T2 patří mezi produkty produktové řady T.

Jazykový model L popisuje rodinu (produktovou řadu) jávských dialektů. Zahrnuje funkce: B (Java 1.4), G (generika), S (State machines). B je hodnota a zbytek jsou unární funkce. Takže dialekt Java L1, který má generika (tj. Java 1.5), je: L1 = G • B. A dialekt Java L2, který má jazykovou podporu pro státní stroje, je: L2 = S • B. Takže dialekty L1 a L2 patří mezi produkty produktové řady L.

Popsat nástroj podobný javadocu (E) pro dialekt Javy se stavovými automaty vyžaduje dva výrazy: ten, který definuje funkčnost nástroje pro E (pomocí modelu T) a jeho dialekt Java (pomocí modelu L):

  E = D • H • P - rovnice nástroje E = S • B - rovnice jazyka

Modely L a T jsou ortogonální modely GenVoca: jeden vyjadřuje strukturovanou strukturu nástroje E a druhý strukturovanou strukturu jeho vstupního jazyka. Všimněte si, že modely T a L opravdu jsou abstraktní v následujícím smyslu: implementace jakékoli funkce T skutečně závisí na dialektu nástroje (vyjádřeno L) a (symetricky) implementace jakékoli funkce L skutečně závisí na funkčnosti nástroje (vyjádřeno T). Jediným způsobem, jak by bylo možné implementovat E, je znalost obou rovnic T a L.

Nechť U = [U₁, U₂, ..., U_n] být GenVoca modelem n funkcí a W = [W₁, ... Ž_m] být modelem GenVoca m funkcí. Vztah mezi dvěma ortogonálními modely U a W je matice UW, nazývaná anMatice Origami, kde každý odpovídá prvku v U a každý sloupec odpovídá prvku v W. Vstup UW_ij je funkce, která implementujekombinace funkcí U_i a w_j.

Poznámka: UW je tenzorový produkt U a W (tj. UW = U × W).

     ${displaystyle UW = U imes W = {egin {bmatrix} UW_ {11} & UW_ {12} & cdots & UW_ {1n} vdots & vdots & ddots & vdots UW_ {m1} & UW_ {m2} & cdots & UW_ {mn} end {bmatrix}} }$

Příklad. Připomeňme modely T = [P, H, D, J] a L = [B, G, S]. Matice Origami TL je:

     ${displaystyle TL = T imes L = {egin {bmatrix} PB & PG & PS HB & HG & HS DB & DG & DS JB & JG & JSend {bmatrix}}}$

kde PB je hodnota, která implementuje syntaktický analyzátor pro Javu, PG je unární funkce, která rozšiřuje syntaktický analyzátor Java tak, aby analyzoval generika, a PS je unární funkce, která rozšiřuje syntaktický analyzátor Java tak, aby analyzoval specifikace stavu stroje. HB je unární funkce, která implementuje sklízeč komentářů k Java kódu. HG je unární funkce, která implementuje kombajn komentářů k obecnému kódu, a HS je unární funkce, která implementuje kombajn komentářů ke specifikacím státního stroje atd.

Chcete-li zjistit, jak se k syntéze programu používá více rovnic, zvažte opět modely U a W. Program F je popsán dvěma rovnicemi, jednou na model. Rovnici pro F můžeme napsat dvěma různými způsoby: odkazováním na prvky podle názvu nebo podle jejich indexové polohy, například:

     ${displaystyle F = U_ {1} cdot U_ {2} cdot U_ {4} = součet _ {i = 1,2,4} U_ {i}}$ —U výraz F  ${displaystyle F = W_ {1} cdot W_ {3} = součet _ {j = 1,3} W_ {i}}$ —W výraz F.

Model UW definuje, jak jsou implementovány modely U a W. Syntetizační program F zahrnuje promítání UW nepotřebných sloupců a řádků a agregaci (a.k.a. kontrakce tenzoru ):

     ${displaystyle F = UW_ {11} cdot UW_ {21} cdot ... cdot UW_ {33} = součet _ {i = 1,2,3} součet _ {j = 1,3} UW_ {i, j} = součet _ {j = 1,3} součet _ {i = 1,2,3} UW_ {i, j}}$

Základní vlastnost origami matic, tzv ortogonalita, je to, že nezáleží na pořadí, v jakém jsou smluvní rozměry. Ve výše uvedené rovnici nezáleží na sčítání napříč dimenzí U (index i) jako první nebo dimenzí W (index j). Ortogonalita je samozřejmě vlastnost, kterou je třeba ověřit. Byly vyvinuty efektivní (lineární) algoritmy k ověření, že matice origami (nebo tenzory / n-dimenzionální pole) jsou ortogonální.^[4] Význam ortogonality spočívá v konzistenci pohledu. Agregace (uzavírání smluv) podél určité dimenze nabízí „pohled“ na program. Různé pohledy by měly být konzistentní: pokud někdo opraví kód programu v jednom pohledu (nebo prokáže vlastnosti programu v jednom pohledu), měla by správnost těchto oprav nebo vlastností platit ve všech pohledech.

Obecně může být produkt produktové řady reprezentován n výrazy, od n ortogonální a abstraktní Modely GenVoca G.₁ ... G._n. Origamimatrix (nebo krychle nebo tenzor) je n-rozměrné pole A:

      ${displaystyle A = G_ {1} imes ... imes G_ {n} = prod _ {k = 1} ^ {n} G_ {k}}$

Produkt H této produktové řady je vytvořen vyloučením zbytečných řádků, sloupců atd. Z A a agregací (kontrakcí) n-krychle do skaláru:

     ${displaystyle H = součet _ {i_ {1}} součet _ {i_ {2}} ... součet _ {i_ {n}} G_ {i_ {1}, i_ {2} ... i_ {n}} }$

Příklad. Vyvolejte program E a model T = [P, H, D, J]. E = D • H • P = T₂• T₁• T₀. Podobně reprezentace E v modelu L = [B, G, S] je E = S • B = L₂• L₀. Syntéza E daného modelu Origami TL hodnotí následující výraz:

{displaystyle E = součet _ {i = 2,0} součet _ {j = 2,0} TL_ {i, j} = součet _ {j = 2,0} součet _ {i = 2,0} TL_ {i , j}}

.

Aplikace

Existuje několik aplikací produktové řady vyvinutých pomocí Origami. Mezi ně patří:

Je třeba dodat více aplikací.

Viz také

Reference

[origami-1] „Generování produktových řad produktových rodin“ (PDF).

[sigsoft03-2] „Vylepšení a vícerozměrné oddělení obav“ (PDF).

[ECOOP05-3] „Hodnocení podpory funkcí v pokročilých modularizačních technologiích“ (PDF).

[sahil-4] „Návrh a analýza vícerozměrných struktur programů“ (PDF).

[1]

[2]

[3]

[4]