SystemLevel DesignforLowPower. Presentation of Jackson s Structure Development and Jackson s Diagram

Transkript

1 SystemLevel DesignforLowPower Presentation of Jackson s Structure Development and Jackson s Diagram Ünal Kocabaş Fen Bilimleri Enstitüsü Elektronik Mühendisliği

2 SystemLevel DesignforLowPower Giriş JSD ye neden ihtiyaç duyuldu? JSD Tarihçesi JSD Uygulama Yönelimleri JSD ve JSP Prensipleri Çalışma yöntemleri Modelleme Adımları Örnekler 2

3 SystemLevel DesignforLowPower Referanslar: C.A.R. Hoare, Michael Jackson System Development, Prentice-Hall, New York, ogramming opment Michael Jackson, The Jackson Development Methods, in Wiley Encyclopaedia of Software Engineering, ed J Marciniak, 1992) 3

4 Giriş : JSD ile diğer sistem geliştirme metotları arasında iki temel fark vardır. İlki JSD nin başlangıç alanı olarak ilgilendiği şey yazılım domenidir, yazılımın kendisi değildir. İkinci ise, metot ardışıl durumlarla ilgilenir.kullandığı alan gerçek dünya durumlarının bir kümesidir ki bu küme ardışıl olarak zamanda ilerler. 4

5 JSP gerçekte 1970lerde Bilişim Teknolojileri danışmanı Michael A. Jackson tarasından geliştirilmiştir ve ilk defa 1975 te yayımlanan Principles of Program Design kitabında sunulmuştur. Jackson ın buradaki asıl amacı kullanılan COBOL toplu dosya işleme programını daha kolay modifiye etmektir. Ama, daha sonradan bu metodun herhangi bir program diline kontrol birim yapılarıyla uyumu görülmüştür. Mesela C, Java ve Perl. Yaşına rağmen halen JSP Microsoft Visio ve CASE gibi diagram araçlarında kullanılmaktadır. 5

6 JSD Uygulama alanları : JSD sistemlerin geliştirilmesinde kullanılır, şöyle ki öznenin belirli bir zaman boyutunda çalışması gerekmektedir. Mesela, ana madde asansör kontrol sistemi olsun ki bu asansör gerçektir, yani gerçek kişilerden, ve bu kişilerin asansörü çağırmak için kullanılacak butonlardan oluşur. İşte bunun gibi, JSD de genel olarak zaman kavramının çok önemsendiği sistemlere uygundur. Gömülü sistem geliştirmelerinde, anahtarlamalı sistemlerde, kontrol sistemlerinde ve her tip veri işleme sistemlerinde kullanılabilir. Tüm bu sayılanlar gerçek dünya ile zaman boyutunun merkeze alındığı biçimde alakadardır. 6

7 JSD ve JSP prensipleri: JSP nin başlangıç noktası tüm özellikleri ile bir programın tasarlanmasıdır. Bir JSD programı tamamen ardışıldır ve sonuç olarak bir ardışıl programlama dili ile gerçeklenebilir. Basitleştirilmiş şekilde bir JSP programının tasarım prosedürü şu şekildedir : Her giriş ve çıkış veri akışının tanımlanması Bu yapıların bir program yapısı altında birleştirilmesi Programın girişlere göre nasıl çıkışlar vereceğinin operasyonlarının listelenmesi Programın yazılması ve gerekli koşulların konulmasıyla kontrol basamaklarının iterasyon ya da seçim ifadelerinin eklenmesi 7

8 Çalışma Şekli: JSD işlemlerinin temel prensibi; belirtme veya sistem tarafından gerçeklenen fonksiyonlaştırma işlemleri yerine, geliştirme işleminin tanımlamalar ve gerçek dünya modellemeleriyle başlamasıdır. İkinci prensip ise zaman boyutundaki dünyanın yeterli bir modelinin yine zamanla ilişkili yapılmasıdır. Üçüncü prensibe gelinirse, sistemde temellendirilmiş özelliklerin gerekli dönüşümlerle yazılım ya da donanımsal olarak kullanılabilir halde gerçeklenmesidir de ilk tanıtımında Jackson ın metodu altı adımdan oluşmaktaydı. 8

9 Eleman / Eylem ilişkisi Başlangıç modeli Etkileşimli Fonksiyonlar Adımı Bilgisel Fonksiyonlar Adımı Sistem zamanlaması Gerçekleme olayı 9

10 Daha sonraları, bazı adımlar metodu oluşturmak için birleşti ve üç adıma indirgendi. Modelleme Adımı (Analiz) Eleman / Eylem ilişkisi Eleman / Yapı ilişkisi Bağıntı Adımı (Tasarım) Başlangıç modeli Fonksiyon oluşturma Sistem zamanlaması Gerçekleme Adımı Gerçekleme olayı 10

11 Modelleme Adımları: Modelleme adımında tasarımcı bir dizi eleman yapı diyagramları oluşturur ve sistemdeki elemanların tanımlarını yapar. Eleman eylemlerinin ne olacağını ve eylem içindeki zaman sıralamalarını ve aralarındaki bağıntıyı oluşturur. Eleman / yapı diyagramları Jackson Structured Programming yapı diagramları notasyonunu kullanır. 11

12 Eleman (entity)modellenen herhangi bir nesnedir ki sistemde yeri çok önemli olabilir. Her elemanın gerçekleştirecek bir eylemler kümesi vardır. Eylemler şöyle sıralanabilir. 12

13 Eylem zamanda sadece tek bir noktada gerçeklenir. İşlem, bir eylem olamaz, çünkü işlem (process) zamanın belli bir periyodunda gerçeklenebilir. Eylem sistemin dışında gerçek dünyada yer almalıdır. Eylem alt bloklara ayrılamaz. 13

14 Elemanların özellikleri de şöyle sıralanabilir: Bir eylem gerçekleştirir ya da eylemi zamanda oluşturur. Gerçek dünyada olmak durumundadır. Bağımsız olarak hesaplanmalıdır. 14

15 Eleman/eylem adımında, olabilecek eylem ve eleman adayları listelenir. Her eylem için ilgili elemanı ve bir grup özelliği eklenir. Daha sonra, eleman yapı adımında, elemanların eylemlerine sınırlamalar getirilir. Yapı diyagramı oluşturulur. 15

16 Network (Bağıntı) Adımı Ağ örgüsü adımında sistemin tüm modeli geliştirilmiştir ve sistem tanımlama diagramları olarak gösterilmektedir. Network diagramları işlemleri (dikdörtgen) ve birbirleriyle nasıl haberleştiklerinin gösterir. Bunun gibi durum vektör bağıntılarını (state vector connection) (baklava biçimi) veya veri akış bağıntılarını (datastream) dairelerle gösterir. 16

17 Bu adımda sistemin fonksiyonu belirlenir. Her eleman bir işlem veya network diagramında program haline gelir. Dış programlar daha sonra network diagramına ekleneceklerdir. Bu programların amacı işlemi giriş olarak alıp gerekli hesaplamalardan sonra çıkışı hesaplamak ve eleman işlemlerini zamanı gelince kadar tutmaktır. 17

18 Bütün sistem böyle network diagramları aracılığıyla tanımlanır ve veri tanımlamaları ve işlemler ile programların arasındaki bağlantılardan oluşur. Başlangıç modeli, gerçek dünyanın bir simulasyonudur. Fonksiyon oluşturma adımında ise bu simulasyona yürütülebilir işlemler ve sistemin çıkışlarını oluşturacak olaylar eklenir. Sistem Zamanlaması adımı da işlemlerin ve başlangıç sınırlamalarının senkronize çalışması sağlar. 18

19 Gerçekleme adımı Gerçekleme aşamasında soyut tasarlanmış network çözüm modelifiziksel bir sisteme dönüştürülür ve sistem gerçekleme diagramları olarak tanımlanır. (system implementation diagram) SID sistemi işlem düzenleyici olarak modülleri çağırma ve işlemleri gerçekleme işlemlerini gösterir. Veri akışları işlemlere gönderilmiş çağrılar olarak gösterilirler. Veri tabanı sembolü eleman durum vektörleri koleksiyonu olarak gösterilir ve her birim için farklı semboller kullanılır. Mesela bufferlar için.. 19

20 Metot JSP yapısal programlama dört bileşenden oluşur: Temel işlemler Diziler Tekrarlamalar (iterasyon) Seçimler 20

21 Metot program girişlerinin dört temel bileşen tipine ayrılmasıyla başlar. Daha sonrasında çıkışlar içinde aynı işlem yapılır. Herbir giriş ve çıkış Data Structure Diagram (DSD) ie modellenir. JSP kullanımını yoğun hesaplamaların olduğu DSP (dijital işaret işleme) gibi sistemlerin için kullanmak istenildiğinde algoritma yapısal diagramında çizilmesi gerekir. Bu diagram giriş ve çıkış yapılarından çok içteki veri yapılarıyla ilgilenir. 21

22 Giriş ve çıkış yapıları daha sonrasında bir final program yapısı altında birleştirilir, ve bu program Program Structure Diagram(PSD) olarak bilinmektedir. Bu adımda giriş ve çıkışların birleştirilmesinde yüksek derecede kontrol yapısı eklenebilir. 22

23 JSP, giriş, çıkış ve programların yapılarını diagram notasyonuyla, temel bileşenler tiplerini kullanarak oluşturur. Basit bir işlem kutucuk olarak çizilir İşlem 23

24 Bir dizi işlem ise kutucukların çizgilerle bağlanmasıyla gösterilir. Aşağıdaki örnekte olduğu gibi, A işlemi B,C ve D işlemlerinin dizisini içermektedir. 24

25 İterasyon ( tekrarlama ) yine birbirine bağlanmış kutularla gösterilir. İterastonda farklı olan tek şey sağ üst köşeye eklenmiş bir yıldızdır. Yandaki örnekte olduğu gibi A işlemi sıfır veya B işlemi sayısınca tekrarlama içermektedir. 25

26 Seçimlerde dizilere benzemektedir, buradaki tek fark ise sağ üst köşeye konulan bir dairedir. Aşağıdaki örnekte A işlemi tek ve sadece tek bir B,C ve D işlemi içermektedir. Tekrarlama yok. 26

27 Run Length Encoder : JSP ile tasarım yaparken ilk adım program girişlerinin yapılarını tanımlamak olacaktır. Run encoder in sadece bir girişi bulunmaktadır, tekrarlama olacağı için iterasyon bloğu koymak gerekir. En az sıfır ya da daha fazla baytın akışı görülecektir. 27

28 İkinci adımda da çıkışların yapısını anlatmak gelmektedir. Run length encoder çıkışında tek ya da çok sayıda çiftler oluşacaktır ve her çift, bir bayt ve onun sayısını içermektedir. Bu örnekte de, sayım yine bir bayt olacaktır. 28

29 Run length encoderın girişleri ve çıkışları arasındaki ilişki 29

30 The run length encoder final program yapısı 30

31 Bu aşamasında programdaki olayları sınıflandırabiliriz; kurallar içine koymamız gereken bazı durumlar şöyledir: Baytı okuma Baytı hatırlama Sayıcıyı 0 a ayarlama Sayıcıyı bir arttırma Çıkışta hatırlanılan bayt Çıkış sayıcısı 31

32 İterasyonlarda sınıflandırılabilir. Bunları yapabilmek için uygun bazı koşullar konulmalıdır. Mesela; Daha çok bayt varken, Daha çok bayt varken, ve bu baytın ilk kullanılan baytla aynı olması ve sayıcının baytla uyumlu olması 32

33 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(int argc, char *argv[]) { int c; c = getchar(); // karakter alımı while (c!= EOF) { // alınan c karakterinin dosyanın son baytı olmaması durumunda int count = 1; // sayıcının ayarlanması int first_byte = c; // ilk baytın alımı c = getchar(); // sadece ilk baytın alımı while (c!= EOF && c == first_byte && count < 255) { count++; // c karakterinin son bayt olmaması ve sayacın 255 ten küçük olması c = getchar(); // durumunda geriye kalan baytların alımı } putchar(first_byte); // geri koyma işlemi putchar(count); } } return EXIT_SUCCESS; 33

34 Son olarak, örnekte görüldüğü üzere basit bir encoder düzeneğinde alınacak baytların sayıcısıyla birlikte senkron bir şekilde 16 bayt olana dek alımı ve daha sonrasında kodlama işlemi yapılması gösterilmiştir. En son programlama aşamasından sonra gerçekleme aşamasına geçilir. 34

35 Sabırla dinlediğiniz için teşekkür ederim. 35