OBJEKTNA ARHITEKTURA NA OSNOVI SEMANTIČNE ZGRADBE INFORMACIJE INFORMATICA 4/1983 V. 2UMER, P. KOKOL, L PIPAN UDK: 681.3.07 VISOKATEHNIŠKAŠOLA, MARIBOR, JUGOSLAVIJA FAKULTETAZAELEKTROTEHNIKO, LJUBLJANA, JUGOSLAVIJA Članek podeja semantiSno zgrsdbo informaci;je, kjer imado objekti omejitev, lastnost, atribut in predstavitev. Prikezana Je arhitektura ze nekatere znacilne objekte; Ta konoept je zelo primeren za zanesljivo neposredno izvajanje. OBJECT ARCHITECTUKE ON THE SEMANTIC STRUCTURE OF INFORMATION. The paper gives the semantic struc- ture of information where objects have soope, property, attribut and representation. Storage 8rehitecture for some interesting objects is desoribed. This ooncept for reli8ble direct execu- tion of HLL programs is appropriate. 1. UVOD Kljub izrednemu rszvoju elektronskih vezij po eni strani in razvoju programskih jezikov in tehnik programiranj po drugi strani, večina računalnikov deluje na prinoipu klasionege von Neumannovega koncepta. Posiedica tega je, da imamo danes še zmeraj velik semanticni razko- rak med uporabnikovim okoljem in materialno opremo. Do sedaj znane izboljšave von Neuma- nnovega koncepta v zgradbi informacige so zna- čke (1), ki vnašajo atribut podatka in des- kriptorji (2), s poraoojo katerih se dosegajo podatkovne strukture. Prav tako j.e znan kon- cept capability adresiranja (3)> š katerim se doseže pravilno dodeljevanje informacije. Še višjo abstrakoiop podatkov zasledimo y zadrgera 5asu a tako imetiovano objektno orientirano ar- hitekturo, kjer imamo nemesto lineamega po- mnilnika množico objektov. Vse navedene sheme pa uporabljajo še vedno fiksno dolžino informaoioe kot npr. zloge ali besede. Slabost tega je, da.ni mogoče oprav- ljati operacij med različno dolgimi podatki. Prav tako ni mogoče dinamično spreminjati na- rave objektov. Izboljšanje navedenih slabosti dosežemo s seraantično zgradbo informacije, ki se zrcali že v arhitekturi računalnika. 2. SEMANTIČNA ZGRADBA INFORHACIJE Semantično zgradbo informacije predstavimo kot nmožico odnosov med dosegom in vrednostjo (t-). Odnose razdelimo v štiri hierarhične kategori- je: otnejitev, lastnost, atribut in predstavi- tev (sl. 1). S tem je običajno definirani tip razdeljen na lastnost in atribut. lastnost objekt objekt atribut predstavitev sekvenca bitov Slika 1 Ime vsebuje omejitev, lastnost ter kazalec na objekt, sam objekt pa vsebuje atribut, pred- stavitev in sekvenco bitov. Omejitev definira, na kakšen tiačin in korau je dosegljiva informa- cija preko imena. 3 ten dosežemo pravilno do- del^.evanje informacije in :*aščito. Predstavi- tev daje možnost spremenlgive dolžine in struk- ture informacije. Iz sekvence bitov dobimo gle- de na atribut in predstavitev vrednost objekta ali kazalec na drug objekt. Imamo dve osnovni operaoiji: asocijacijo in evaluacijo. Asocijacija poveže ime in objekt ter se uporabi tedaj, kadar spremenljivkB do- bi neko vrednost. Če je bilo ime povezano z objektom, asocijacioa sprosti stari objekt in poveže ime z novim objektom. Pri asocijaciji je treba najpreo pregiedati pravico dosega gle- de na omejitev v imenu in nato še primernost asocijacije glede na lastnost v imenu. Z eva- luaci;jo se zgradi nov objekt in to pri kakrš- . nih-koli opracijah s starimi- objekti. Glede na vrednost omejitve v imenu se ugotavlja primer- nost evaluacije in možnost.operacije. Novi ob- jekt ima samo atribut in predstavitev, ne more pa imeti lastnosti niti omejitve tako dolgo, dokler se ne poveže z imenom. Omejitev vsebuje dva dela: način dosega in se- znam upravičencev, ki, lahko dosežejo to ime. Zlasti pri dodeljenih in porazdeljenih infor- macijah omejitev omogoča večjo zanesljivost izvajanja. Lastnost definira odnos med imenom in množico objektov, ki se lahko povežejo s tem imenom. Lastnost torej določa, kateri atribut v ob^ek- tu in kakšne vrednosti se lahko povežejo z imenom. V lastnosti se lahko podajo razne iz- jeme, ki so morda potrebne zaradi implementa- oije arhitekture. Atribut definira odnos med objektom in med množico dovoljenih operacij s tem objektom. Atribut določa naravo obgekta kot je npr. pro- cedura, celo ali realno stevilo, prav tako pa določa tudi strukturo objekta kot npr. polje, zapis, itd. . • Predstavitev določa odnos med objektom in nje- 22 f ovo fiaiSno predatevitvi.io. Prodafcuvitov do- oža oanovo atevilakega oistoras, dolžino Ste- vila, način zapiaa kodironja, nečin koko Je pred8t8vl^eno polje, dolžino dipomičnih struk- tur itd.. ime način doaega aoznam t.ipov.. 3 katorirai je možna povezava neznam uprovičencev obsop; vradno- Bti.s kp- terimi Je roožna pp- vezava poda- tek o tipu 0)8 kazalec na objakt^ omojilev laatnoat / objekt o objektu nornva objekta, sfcruktura podatki o dovol,jenih operacijah oatoli podatki (omejitev.lastnost mejo posumeznih olementov ....) predafcavitev aekvencn bitov (podatek ali ka- zalec na naalednji objekt) ptribut filika 2 Na sliki 2 prikszujemo podrobneJSo z^radbo imena in objekta. Podatki o objektu vsebujejp dodotno informaci- Jo o objektu. ki Je potrobna prl upravljanju a poranilnikom (dolžina objekto, istevilo Begnian- tov objekta, oktivnoat objekta, ...)• 3. AriHITEKTUUA OBJKKTOV Predijoatavl.jamo ciovolj velik poranilnik, v ka- fcerem jo aekljalna tabela in množioa nokljužno razporejenil) imen in objektov. Takrien koncept ae izkaže kot nelo uporaben pri neposrednem izvn,jon,1u viaokoKa proKrara$keKQ Jezika, aaj uiorumo y bera prlmoru prnRlpdovati priraei'nost evoluaoijo oz. aBoci.jacije tik pred izvaja- njetn. V mifiem primoru so, objekti : laliko raKli?.no po- dat;kovno strukture, sekl.-jalne babele, okviri, sliko procedur in krrailnih konatruktov kot ao npr. if, whi.le, when. Objokt zfi celi tip (integer) "oanovni blp I celi, ETp dovoljena operacije d flokvenca bitov d - rtol?,ino aokvonce bitov b -r baza Stevilsk^mu ! aiatorau c - pi-ods-.nnk Stevila Objekt za aoatavljeni tip polja (array) Zaradi enoebavnoati impleraontooije je polje deklarirano enodimenzionalno, vec dimenzij do- eežemo z rekurzijo. Bplošni atavek zs deklaractjo polja Jei ime i£ array aHt'1'BM ... ZMtTZM of tip polje | tlp dovol.ione operacije TSM | BM 1 TZM °1 kl h k2 °2 ... °n in kn T8M - ZM - TZM - olto2 kl»k2 apodnje ineja lndekoa polja fip 8M zgomja BOJU indakaa polja tip ZM ... CL - omojitvo poaameznih elementov polja leetnooti poearaeznih eleraontov polja kossalci na nadaljnje element« togo polja, ki ao lahko objokti oanovnlh tipov eli pa objelcti aeotovljonih tipov 1 - n k - Objekt krinilnih otovkov Podobno kot za podetkovne atrukture, lahko tu- di za krmilna aUavko upoStevamo aemantiko že v arhitekl;uri. Objekt krmi.lnen;a etavko ne potre- buje iraena, ima aomo vatop v aokljelni tabeli« fjplošna oblika krrailnegu atuvka jei atruct • Iop;i5ni izraz 1 do liste etsvkov 1 eloe logiSni izraz 2 do liata atavkov 2 olse end izraz n do liata at;avkov n Objekt krmilnega atuvlia vaobu.ie vač objekuovi H ^ izroz 1,. - liato atavkov k^ - kezoloo na loi izraz k - kuzoloc nu listo atavkov El 4. ?,AKTJUČIiK • Z novodono arhJ tckkuro ,ie mo|!;oSe zelo zanealjl- vo izvajenje proRramov, a žimer ae zmnnjše ce- na vzdrževnnja procramov. Prav tako se povefia učinkovitoat izvajnnja programov in zašcita infonnncijo. Co zuhtevomo Izvajonje prOKremov a veliko zdneBl^ivoat.lo, potem Je v navedenem konceptu izva,1nn,jo proiiramov mnop:o .Iiitnv.l5e kot pa v običadnih raSunalnikih. To jo rnzumljivo, ker Je koncopt prover,1enja vnotien že v arhi- tekturo, k,]nr BC flinamično proverjejo omejitev, laabnost, atribuk in prodat;flvit:ev. V primeru, da Solirao enako znnojiljivoBt doaeoi z obižaj- nimi raSunnlniki, opravljajo to delo proKraml v okviru operaciJBkegn siBteiiia. l)ona?.n;ja VI.SI telinolo,'i,|a nam ponuja pomnilni- ke ?, velikimi kapacl Latami na osnovi asocia- tivnoRa doneRB in z dodatno lotfiko. Cenenl mi- kroprofrramirunJ procesor.H pe omOKOČfljo izde- lavo procenor,1ev za nefie poaebne nainene. Raz- voj l.ehnol.O('i,1e knže, do bo v neliaj letili im- plomenlaci.ia objekl.ne arhitekture kljub kom- 23 plekanoati tudi ekononjsko upravičena. :LITERATURA! . • ' : ' .• • i • ••' . 1. E.A. Peuotel, Qh the AdvontOEea of Tagged Archlteoture, IEEE Tr. on Computer, . 0-22(7), 1973 2. T.A. Welch, An Inveatigation of Deacriptor Oriented Architecture, Proc- of the Third Annual Syuipooium on Computer.Architooture (1976) ' , ,. i . J.B. Dennis, E.C. Van Ilorn, Programming t!emanti.8c tov Multiprogrerained Computatlot)a, CACM 9(3), March 1966 ' . M, 'L'okoro, T, Takinaka, On fche Bemantio . struoture of information, 9-th Annual Symposium on Computer Arcliitecture, Austin .1982 • •••;•• V. Žumer idr., Raziskave inikroprogrorairane arhlfcekture za implementBoijo visokoga pro- grainekega dezika, raziskovulna rieloga., VTfi, Maribor 1982 "