Veri Akışı Mimarisi

Veri akışı mimarisinde, tüm yazılım sistemi, veri ve işlemlerin birbirinden bağımsız olduğu ardışık parçalar veya girdi verileri kümesi üzerinde bir dizi dönüşüm olarak görülür. Bu yaklaşımda, veriler sisteme girer ve ardından bazı nihai hedefe (çıktı veya veri deposu) atanana kadar modüllerden birer birer akar.

Bileşenler veya modüller arasındaki bağlantılar, G / Ç akışı, G / Ç arabellekleri, borulu veya diğer bağlantı türleri olarak uygulanabilir. Veriler, çevrimlerle grafik topolojisinde, döngüsüz doğrusal bir yapıda veya ağaç tipi bir yapıda uçurulabilir.

Bu yaklaşımın temel amacı, yeniden kullanım ve değiştirilebilirlik niteliklerine ulaşmaktır. Derleyiciler ve ticari veri işleme uygulamaları gibi düzenli olarak tanımlanmış girdi ve çıktılar üzerinde iyi tanımlanmış bağımsız veri dönüşümleri veya hesaplamaları içeren uygulamalar için uygundur. Modüller arasında üç tür yürütme dizisi vardır−

Toplu sıralı
Boru ve filtre veya sıralı olmayan boru hattı modu
Süreç kontrolü

Toplu Sıralı

Toplu sıralı, klasik bir veri işleme modelidir; burada bir veri dönüştürme alt sistemi, sürecini ancak önceki alt sistemi tamamen tamamlandıktan sonra başlatabilir -

Veri akışı, bir alt sistemden diğerine bir bütün olarak bir veri yığını taşır.
Modüller arasındaki iletişim, ardışık alt sistemler tarafından kaldırılabilen geçici ara dosyalar aracılığıyla gerçekleştirilir.
Verilerin toplu olarak işlendiği uygulamalar için geçerlidir ve her alt sistem ilgili girdi dosyalarını okur ve çıktı dosyalarını yazar.
Bu mimarinin tipik uygulaması, bankacılık ve hizmet faturalandırması gibi iş verilerini işlemeyi içerir.

Avantajlar

Alt sistemlerde daha basit bölümler sağlar.
Her alt sistem, girdi verileri üzerinde çalışan ve çıktı verilerini üreten bağımsız bir program olabilir.

Dezavantajları

Yüksek gecikme süresi ve düşük verim sağlar.
Eşzamanlılık ve etkileşimli arayüz sağlamaz.
Uygulama için harici kontrol gereklidir.

Boru ve Filtre Mimarisi

Bu yaklaşım, verilerin birbirini izleyen bileşenlere göre artımlı dönüşümüne vurgu yapar. Bu yaklaşımda, veri akışı veriler tarafından yönlendirilir ve tüm sistem veri kaynağı, filtreler, kanallar ve veri havuzlarının bileşenlerine ayrıştırılır.

Modüller arasındaki bağlantılar, bayt, karakter veya bu türden herhangi bir başka türden akış olabilen ilk giren / ilk çıkar arabelleği olan veri akışıdır. Bu mimarinin ana özelliği, eşzamanlı ve artırılmış yürütülmesidir.

Filtrele

Bir filtre, bağımsız bir veri akışı transformatörü veya akış dönüştürücüleridir. Giriş veri akışının verilerini dönüştürür, işler ve dönüştürülen veri akışını bir sonraki filtrenin işlenmesi için bir boru üzerine yazar. Verilerin bağlı borudan gelir gelmez çalışmaya başladığı artımlı bir modda çalışır. İki tür filtre vardır -active filter ve passive filter.

Active filter

Aktif filtre, bağlı kanalların verileri içeri ve dönüştürülmüş verileri dışarı aktarmasına olanak tanır. Çekme ve itme için okuma / yazma mekanizmaları sağlayan pasif boru ile çalışır. Bu mod, UNIX boru ve filtre mekanizmasında kullanılır.

Passive filter

Pasif filtre, bağlı kanalların verileri içeri aktarmasına ve veri çekmesine olanak tanır. Bir filtreden veri çeken ve bir sonraki filtreye veri gönderen aktif boru ile çalışır. Okuma / yazma mekanizması sağlamalıdır.

Avantajlar

Aşırı veri işleme için eşzamanlılık ve yüksek verim sağlar.
Yeniden kullanılabilirlik sağlar ve sistem bakımını basitleştirir.
Filtreler arasında değiştirilebilirlik ve düşük bağlantı sağlar.
Boruyla bağlanan herhangi iki filtre arasında net ayrımlar sunarak basitlik sağlar.
Hem sıralı hem de paralel yürütmeyi destekleyerek esneklik sağlar.

Dezavantajları

Dinamik etkileşimler için uygun değil.
ASCII formatlarında veri iletimi için düşük bir ortak payda gereklidir.
Filtreler arasında veri dönüştürme ek yükü.
Filtrelerin bir sorunu çözmek için işbirliği içinde etkileşim kurması için bir yol sağlamaz.
Bu mimariyi dinamik olarak yapılandırmak zor.

Boru

Borular durumsuzdur ve iki filtre arasında var olan ikili veya karakter akışını taşır. Bir veri akışını bir filtreden diğerine taşıyabilir. Borular biraz bağlamsal bilgi kullanır ve örnekler arasında durum bilgisini tutmaz.

Proses Kontrol Mimarisi

Verilerin sıralı olarak toplu halde veya ardışık düzenlenmiş akış olmadığı bir tür veri akışı mimarisi. Veri akışı, sürecin yürütülmesini kontrol eden bir dizi değişkenden gelir. Tüm sistemi alt sistemlere veya modüllere ayırır ve bunları birbirine bağlar.

Alt Sistem Türleri

Bir süreç kontrol mimarisinin bir processing unit proses kontrol değişkenlerini değiştirmek için ve a controller unit değişiklik miktarını hesaplamak için.

Bir kontrol ünitesi aşağıdaki unsurlara sahip olmalıdır -

Controlled Variable- Kontrollü Değişken, temeldeki sistem için değerler sağlar ve sensörler tarafından ölçülmelidir. Örneğin, hız sabitleme sistemindeki hız.
Input Variable- Sürece bir girdiyi ölçer. Örneğin, sıcaklık kontrol sistemindeki dönüş havasının sıcaklığı
Manipulated Variable - Değiştirilen Değişken değeri, kontrolör tarafından ayarlanır veya değiştirilir.
Process Definition - Bazı süreç değişkenlerini işlemek için mekanizmalar içerir.
Sensor - Kontrolle ilgili süreç değişkenlerinin değerlerini alır ve işlenen değişkenleri yeniden hesaplamak için bir geri bildirim referansı olarak kullanılabilir.
Set Point - Kontrollü bir değişken için istenen değerdir.
Control Algorithm - Süreç değişkenlerinin nasıl değiştirileceğine karar vermek için kullanılır.

Uygulama alanları

Proses kontrol mimarisi aşağıdaki alanlarda uygundur -

Sistemin proses kontrolü değişken verileriyle manipüle edildiği gömülü sistem yazılımı tasarımı.
Süreç çıktılarının belirli özelliklerini verilen referans değerlerinde tutmayı amaçlayan uygulamalar.
Araba seyir kontrolü ve bina sıcaklık kontrol sistemleri için geçerlidir.
Otomobil kilitlenme önleyici frenleri, nükleer santralleri vb. Kontrol etmek için gerçek zamanlı sistem yazılımı.