Реализация концепции доски объявлений

Изначально доски объявлений (на основе компьютеров) разрабатывались в системах искусственного интеллекта для решения крупномасштабных и сложных задач – распознавания речи, принятии решений на основе баз знаний и т. д.

Современные распределенные системы (подобные доскам объявлений), такие как JavaSpaces и Т Spaces [URL 50, URL 25], основаны на модели пар «ключ-значение», изначально пропагандировавшейся в системе Linda [CG90], где этот принцип был известен под именем "область кортежей".

При помощи этих систем можно сохранять активные объекты Java (а не только данные) на доске объявлений и извлекать их при частичном соответствии полей (через шаблоны и трафаретные символы) или с использованием подтипов. Предположим, что имеется тип Author, являющийся подтипом Person. Вы можете искать доску объявлений, содержащую объекты Person, используя шаблон Author, в котором параметру lastName присвоено значение «Shakespeare». В результате вы получите автора по имени Bill Shakespeare, а не садовника по имени Fred Shakespeare. Основные операции в системе JavaSpaces:

Название – Функция

read – Осуществляет поиск и извлечение данных из данной области.

write – Помещает некий элемент в данную область.

take – Подобен read, но также удаляет элемент из данной области.

notify – Задает вид уведомления, которое присылается при записи объекта, совпадающего с шаблоном.

Система Т Spaces поддерживает аналогичный набор операций, но с другими наименованиями и несколько другой семантикой. Обе системы построены подобно базе данных; они обеспечивают элементарные операции и распределенные транзакции, гарантирующие целостность данных.

Поскольку мы можем хранить объекты, то можно использовать доску объявлений для проектирования алгоритмов, основанных на потоке объектов, а не только на данных. Любой может задать свидетелю вопросы, касающиеся расследования, поместить протокол и переместить свидетеля на другой участок доски, где он отвечал по-другому (если вы дадите и ему прочесть написанное на доске).

Большим преимуществом систем подобного типа является единственный непротиворечивый интерфейс к "доске объявлений". При построении обычного распределенного приложения вы можете затратить много времени, обрабатывая уникальные вызовы API для каждой распределенной транзакции и интеракции в системе. Проект быстро станет сущим кошмаром, если произойдет комбинаторный взрыв интерфейсов и интеракций.

Как организовать доску объявлений

Когда детективы ведут расследование крупных дел, то доска объявлений может прийти в беспорядок и найти на ней нужные данные станет сложно. Решение состоит том, чтобы разбить доску на секции и начать каким-то образом упорядочивать данные.

Различные программные системы осуществляют это разбиение по-разному; одни используют достаточно однородные зоны или группы интересов, тогда как другие используют более иерархичную древовидную структуру.

Стиль программирования под названием "доска объявлений" снимает потребность во многих интерфейсах, позволяя создавать более элегантную и последовательную систему.

Пример приложения

Предположим, что мы пишем программу для принятия и обработки заявлений на ипотечный кредит или ссуду. Законы, действующие в этой области, отличаются одиозной сложностью, и чиновникам различного уровня всегда есть что сказать по данному поводу. Кредитор обязан убедить заявителя в том, что он должен раскрыть некоторые факты и запросить определенную информацию, но не должен задавать других конкретных вопросов и т. д.

Помимо отвратительных правовых норм, нам приходится бороться со следующими проблемами.

• Порядок поступления данных никак не гарантируется. Например, выполнение запросов для проверки кредитоспособности или поиска названия требует существенных временных затрат, тогда как фамилия и адрес могут быть найдены сразу.

• Сбор данных может осуществляться разными людьми, рассеянными по разным офисам, расположенным в различных часовых поясах.

• Некоторые данные могут собираться автоматически с помощью других систем. Эти данные могут поступать в асинхронном режиме.

• И тем не менее, некоторые данные могут находится в зависимости от других данных. Например, вы не сможете начать поиск автомобиля по названию, пока не получите подтверждение права собственности или страховки.

• Поступление новых данных может вызвать появление новых вопросов и стратегии действий. Предположим, что проверка кредитоспособности заканчивается неубедительным результатом; теперь вам придется заполнить еще пять формуляров и, возможно, сдать анализ крови.

Вы можете попробовать обрабатывать всевозможные сочетания и обстоятельства, используя систему автоматизации документооборота. Существует большое число подобных систем, но они могут быть сложными и требовать интенсивной работы программистов. При изменении нормативов необходимо менять и документооборот: людям придется изменять процедуры и переписывать встроенную логику.

Доска объявлений в сочетании с механизмом правил, который включает в себя юридические требования, представляет собой изящное решение имеющих место проблем. Порядок поступления данных является несущественным параметром: регистрация некоего факта активизирует соответствующие правила. Обработка сигналов обратной связи также не представляет труда: результат действия любой совокупности правил может поместить на доску и вызвать активизацию более подходящих в данной ситуации правил.

Подсказка 43: Используйте доски объявлений для координации потоков работ

Можно использовать доску для координации неоднородных фактов и агентов, одновременно сохраняя независимость и даже изоляцию участников друг от друга.

Вы можете добиться тех же результатов, действуя и более грубыми методами, но в результате получите более хрупкую систему. Когда она сломается, даже "вся королевская конница и вся королевская рать" не смогут заставить работать вашу программу.

Другие разделы, относящиеся к данной теме:

• Преимущество простого текста

• Всего лишь визуальное представление

Вопросы для обсуждения

• Используете ли вы доски объявлений в реальности – памятные записки дома, рядом с холодильником или большие лекционные доски на работе? Что делает их эффективными? Всегда ли формат помещаемых сообщений является последовательным? Имеет ли это значение?

Упражнения

30. Будет ли уместным использование системы "доска объявлений" для приложений, указанных ниже, или нет? Почему? (Ответ см. в Приложении В.)

1. Обработка изображений. Несколько параллельных процессов захватывают фрагменты изображения, обрабатывают их и помещают обработанный фрагмент обратно.

2. Календарное планирование для групп. Есть группа людей, находящихся в разных странах, в различных часовых поясах, говорящих на разных языках и пытающихся спланировать встречу.

3. Средство мониторинга компьютерной сети. Система осуществляет сбор статистических данных о производительности сети и отчетов о неполадках. Вы хотели бы реализовать несколько программ-агентов, которые могли бы использовать эту информацию для отслеживания неисправностей в системе.

Глава 6

Пока вы пишете программу

Житейская мудрость гласит, что как только проект переходит в стадию написания текстов программ, работа становится большей частью механической, преобразующей спроектированную конструкцию в набор исполняемых операторов. Мы полагаем, что подобное отношение является единственной и самой серьезной причиной того, что многие программы уродливы, неэффективны, плохо структурированы, сложны в сопровождении и просто ошибочны.

Написание программ – не механическая процедура. В противном случае CASE-средства, с которыми специалисты связывали свои надежды в начале 80-х годов прошлого века, уже давно заменили бы программистов. Существуют решения, которые необходимо принимать ежеминутно, решения, требующие тщательного обдумывания и оценки, дающие написанной программе право на долгую, праведную и продуктивную жизнь.

Разработчики, не проявляющие активности при обдумывании своей программы, программируют в расчете на стечение обстоятельств. Программа, может быть, и работает, но этому нет определенного объяснения. В разделе "Программирование в расчете на стечение обстоятельств" мы призываем к большему участию в процессе написания программы.

Несмотря на то, что большинство составляемых нами программ выполняются быстро, иногда мы разрабатываем алгоритмы, которые способны «посадить» даже Самые быстрые процессоры. В разделе "Скорость алгоритма" обсуждаются методы оценки скорости работы программы и приводятся некоторые подсказки, предупреждающие возникновение потенциальных проблем.

Прагматики относятся критически ко всем программам, включая собственные. Мы всегда находим резервы улучшения в наших программах и конструкциях. В разделе «Реорганизация» рассматриваются методики, помогающие исправлять существующий текст программы, даже если проект находится в самом разгаре.

Всякий раз при написании текста программы необходимо помнить следующее: придет время, когда вам нужно будет ее тестировать. Сделайте так, чтобы тестирование не оказалось сложной процедурой, и вероятность того, что программа пройдет тестирование, увеличится. Эту идею мы развиваем в разделе "Программа, которую легко тестировать".

И наконец, в разделе "Злые волшебники" говорится о том, что необходимо быть осторожным с инструментальными средствами, генерирующими миллионы строк от вашего имени, если вы не понимаете сути работы этих средств.

Многие из нас в значительной степени управляют автомобилем "на автопилоте" – мы не даем явных указаний ноге, чтобы она нажала на педаль, или руке, чтобы она повернула руль, а мысленно говорим себе: "снизить скорость и повернуть направо". Но дисциплинированные водители постоянно контролируют ситуацию, отыскивают потенциальные проблемы и оказываются в нужном положении, если происходит непредвиденное. Это применимо и к написанию программ – возможно, об этом говорилось уже много раз, но хладнокровие всегда позволит вам предотвратить катастрофу.