Özet. Karmaşık yazılım-yoğun sistemlerin davranışını betimlemek ve anlamak amacıyla kullanılan yöntemlerden biri Kullanım Eşlemesi (Use Case Map UCM) gösterimidir. Gereksinimler ve kullanım durumları doğrultusunda ortaya çıkan senaryoları mimari bileşenlerle eşleştirmek, dolayısıyla sistem davranışlarını daha iyi açıklamak ve analiz etmek amacıyla UCM kullanılır. Bu çalışmada ise örnek çoklu ortam veri yönetim sisteminin belgelenmiş üst seviye yazılım mimarisi kullanılarak, sisteme ait örnek bir senaryonun, belgedeki mimari üzerinde UCM gösterimiyle görsellenmesi ve mimari bileşenlerle eşleştirilmesi süreci değerlendirilmektedir.
Yazılım bileşenleri bu bileşenlerin davranışları ve yazılım sisteminin tasarım
modellerinin görsellenmesi sistem tasarımının anlaşılırlığını arttırır. Yazılımın
istenilen davranışını tanımlamak amacıyla kullanılan senaryoları görsellemek,
böylece sistemin dışarıdan gözlenen davranışlarını daha iyi açıklayabilmek amacıyla
çeşitli senaryo gösterimleri bulunmaktadır. UML Etkinlik Çizeneği (Activity
Diagram), sistemin dinamik davranışını işlemler üzerinden sunar. Kullanım Durumu
(Use Case) Çizenekleri sistemin davranışlarını kullanıcı açısından ele alır. Đ leti
ArdılĐş lem Çizenekleri (Message Sequence Charts) genellikle reaktif sistemlerde iletişime
dayalı davranışları açıklar [
Belge içerikleri genellikle standartlara ve kurallara uygunluk, yazım hataları ve
anlaşılabilirlik gibi ölçütler üzerinden değerlendirilir [
Kullanım Eşlemesi Kullanım Eşlemesi gösterimi davranış ve yapı arasındaki bağı görsel olarak belirgin bir şekilde sunmayı amaçlar. UCM yolu, sistemin örgütsel yapısındaki soyut bileşenlere bağlı olan UCM sorumlulukları arasındaki nedensel ilişkiyi betimler. Gereksinimler ve tasarım arasında ortaya çıkan boşluğu dolduran senaryolar UCM yolları ile temsil edilir. UCM’ler kullanıcı gereksinimlerinden ya da mevcutsa kullanım durumlarından türetilebilir. UCM’lerde sistem işlevleri mesajlaşma seviyesinde değil, kuş bakışı seviyede UCM yolları doğrultusunda incelenir. Böylece mimari seçeneklerin değerlendirilmesi teşvik edilir. UCM yolu başlangıç ve bitiş noktaları incelenen sistem ve çevresi arasındaki sınırı çizer. 2.1
Bir grup bileşen arası nedensel ilişkiler kuran sıralama, bir UCM yolu üzerinden Şekil
1’de gösterilmiştir. Bu şekildeki öğeler aşağıdaki gibi sıralanabilir [
Sorumluluklar bileşenlere bağlanabilir. • Yol (Path): Başlangıç noktasını, sorumlulukları ve bitiş noktasını birbirine bağlar.
Şekil 1. Temel Gösterim öğeleri [
Gereksinimleri hedefler ve senaryolar kullanarak analiz eden Kullanıcı
Gereksinimleri Gösterimi (User Requirements Notation - URN), 2008 yılında
Uluslararası Telekomünikasyon Birliği tarafından standart haline getirilmiş bir
modelleme dilidir [
Çoklu ortam veri yönetimi sistemi yazılım mimarisi belgeleme çalışmaları
dahilinde [
METU-MMDMS, mevcut veri tabanı sistemlerindeki çoklu ortam bilgisi kaydetme ve
sorgulama işlem ve eklentilerinin yetersizliğinden yola çıkılarak, semantik sorgulama
ve çoklu ortama ait bilginin etkili ve verimli bir biçimde çekilmesi gibi kullanıcı
istemlerine yönelik araştırmalar kapsamında geliştirilmiş ve geliştirmeye açık bir
sistemdir. METU-MMDMS, temel girdi ve bilgi çekme işlevlerinin yanında,
karmaşık çoklu ortam nesneleri için özelleşmiş benzerlik tabanlı işlemler yapabilen
bir sistemdir. Sistemin mimarisi, kullanım eşlemesi çalışmasının anlaşılması
açısından, özet olarak sunulacaktır. Yapılan belgeleme çalışmaları kapsamında
kapsamlı sunumlar bu bildirinin kapsamı dışında bırakılmıştır. [
Sistem Đ stemci (Client), Koordinatör (Coordinator), Anlamsal Bilgi Çıkarma (Semantic Information Extractor) ve Çoklu Ortam Veritabanı (Multimedia Database) olmak üzere dört temel modülden oluşmaktadır. Đ stemci modülü, video yükleme/güncelleme/silme, sorgulama, sorgu sonuçlarını çekme ve gösterme işlevlerine sahiptir. Sunucu tarafında Anlamsal Bilgi Çıkarma, Koordinatör, Çoklu Ortam Veritabanı modülleri mevcuttur. Koordinatör modülü, diğer tüm modüller arası iletişimin organize edilmesinden sorumludur. Bu modülde yönetsel işlevleri yerine getiren servlet modülleri bulunmaktadır. Anlamsal Bilgi Çıkarma modülü işitsel, görsel, metinsel nesne, olay ve kavramları etiketleme ve etiketlenen nesne, olay ve kavramları birleştirerek yeni nesne, olay ya da kavramlar etiketleme görevlerini yerine getirir. Çoklu Ortam Veritabanı ise gelen sorguyu Çoklu Ortam Dizinleme Yapısı, Bulanık Bilgi Tabanı (Fuzzy Knowledge Base) ve veritabanını kullanarak yanıtlamakla, bunun yanında videoyu saklamak ve etiketlenen nesne, olay ve kavramları barındırmakla yükümlüdür.
Şekil 2. Üst Seviye Modül Görünümü Şekil 3. Üst Seviye Bileşen-Bağlayıcı Görünümü Đ stemci-sunucu bileşen-bağlayıcı mimarisine sahip sistemin istemci tarafında Đ stemci bileşeni bulunmaktadır. Đ stemci bileşeni, sunucu tarafındaki bileşenlerle XML ve HTTP tabanlı iletişim kurmaktadır. Đ stemci bileşeni aracılığıyla sisteme yüklenen video, Koordinatör bileşeni tarafından Anlamsal Bilgi Çıkarma bileşenine iletilir. Videonun işlenip, olay (örn. bir futbol videosunda, gol atmak), nesne (örn. top) ve kavramların (örn. hakem) elde edilmesi işlemi Anlamsal Bilgi Çıkarma bileşeninde gerçekleştirilir. Çoklu Ortam Veritabanı bileşeni ise, oluşturulan olay, nesne ve kavramları Koordinatör bileşeni aracılığıyla alır ve kaydeder. Đ stemci bileşeninde yapılan sorgular, Koordinatör aracılığıyla Çoklu Ortam Veritabanı bileşenine iletilir ve dizinleme mekanizması kullanılarak ilgili veri Çoklu Ortam Veritabanı bileşeninden yine Koordinatör bileşeni aracılığıyla Đ stemci bileşenine aktarılır. 4
Yapılan uygulama mimari belgelerin yeterliliğini sorgulamaya yöneliktir. Mimari
belgesinin gereğinden büyük olması, sürdürülebilirliğinin önünde bir engeldir.
Dolayısıyla belgenin rahat anlaşılır ve kolay güncellenebilir bir büyüklükte tutulması
istenir. (Bu “hafif seyahat et” prensibi olarak da bilinir.) Buna karşılık mimari
belgelerde yeterli materyal bulunduğuna, kritik detayların ve kararların atlanmadığına
emin olmamız da gerekir. Aksi halde, mimari belgesi faydasız olacaktır. Belgelerde,
seçilmiş senaryoların karşılanması için yeterli öz olup olmadığını anlamak, belgenin
yetersiz içerikle ortaya çıkmasını engellemek amacıyla UCM süreci belgeleme
dahilindeki üst seviye bileşen ve bağlayıcı görünümüne uygulanmıştır.
METUMMDMS mimari değerlendirmesi [
UCM uygulama sürecinde öncelikle kullanılacak senaryonun eşleştirileceği mimari bileşenler belirlenmiştir. Daha sonra senaryo basamakları UCM gösterimi kullanılarak nedensel ilişkileri olan sorumluluklar ve UCM yolu aracılığıyla bu bileşenlerle eşleştirilmiştir. Son olarak da her bir sorumluluğun ait olduğu alt seviye bileşen, kullandığı girdi ve ürettiği çıktılar, tablo halinde UCM çizeneğini tamamlayıcı ek bilgi olarak sunulmuştur. 4.1
Çoklu ortam veri yönetim sistemi mimarisi belgelenme sürecinde “Views and Beyond” (V&B) yöntemi kullanılmıştır. Sistemin dinamik yapısını açıklayan bileşen ve bağlayıcı görünümlerinde sunulan bileşenler ve modül görünümlerinde sunulan modüller arası bire bir eşleşme bulunmaktadır. Başka bir deyişle her bir modüle karşılık gelen bir bileşen bulunmaktadır.
UCM kapsamında kullanılan mimari bileşenlerin somut mimari bileşenler olma zorunluluğu bulunmamaktadır. Fakat mevcut sistemin mimari altyapısı oturmuş olduğundan, bu çalışmada gerçek mimari bileşenler kullanılmıştır. Görsel anlamda karmaşıklıktan kaçınarak, anlaşılırlığı korumak amacıyla çoklu ortam veri yönetim sistemine ait en üst seviye bileşenler UCM çalışmasında kullanılmıştır. Bu bileşenler Şekil 3’teki bileşen ve bağlayıcı görünümünde sunulmuştur. 4.2
UCM çalışması çerçevesinde sistemin işlevlerini görsellemek ve bileşenlerle
eşleştirmek amacıyla kullanılmak üzere METU-MMDMS sistemi ”Sorgulama”
kullanım durumu (Şekil 4) dahilindeki “Alt seviye özelliklere dayalı sorgulama”
başlığı altında “Đş itsel içeriğe dayalı sorgulama” senaryosuna ait gerçekleştirilen
UCM uygulaması, bu bildiri kapsamında örnek olarak anlatılacaktır. Çalışma
jUCMNav [
Şekil 4. METU-MMDMS Kullanım Durumları
UCM bileşen tipleri Team, Object, Process, Interrupt Service Request, Agent, Pool şeklinde sıralanmaktadır. Şekil 5’te gösterilen bileşen özellikleri yukarıda sıralanan tiplerle uyuşmadığından jUCMNav-UCM cizeneği “Other Component Type” bileşen tipi kullanılarak oluşturulmuştur. Sorumluluk, başlangıç ve bitiş noktaları çizenek üzerinde isimlendirilmiş/numaralandırılmış ve ilgili açıklamalar bu isimlere/numaralara bağlı olarak notlar halinde ifade edilmiştir.
Şekil 5’teki UCM yolunun oluşmasında tetikleyici eylem, kullanıcının işitsel içeriğe dayalı sorgulama yapma senaryosunu uygulamaya başlamasıdır. Kullanıcı sorgulayacağı kavramı videonun içinden seçer (1-7) ve bu kavramın içeriğine ait alt seviye özellikler sistemden çekilir (8-10). Alt seviye özellikleri, seçilen kavramın özellikleriyle en çok uyuşan kavramların bulunduğu video parçaları kullanıcıya sunulur (11-16). Senaryo bir sorgulama sürecini ifade ettiğinden, UCM yolu bitiminde “End1” bitiş noktasıyla eşleşen önemli bir son koşul ya da etki bulunmamaktadır.
Şekil 5. Đş itsel içeriğe dayalı sorgulama UCM (Audio content based query)
Oluşan UCM yolu incelendiğinde, bu senaryonun gerçekleşebilmesi için Đ stemci ile Koordinatör ve Çoklu Ortam Veritabanı ile Koordinatör bileşenleri arasında bağlayıcıların olması beklenmektedir. Bu bağlayıcıların varlığı Şekil 2 Üst Seviye Bileşen-Bağlayıcı görünümü ile gösterilmektedir. UCM çizeneğinde gösterilen her bir sorumluluğun, ilgili modül arayüzünde tanımlanmış olan bir metoda eşlenebilmesi, görünümdeki detay seviyesinin (bu örnekte, arayüz tanımlamalarının), mevcut senaryo bağlamında, yeterli olduğuna işaret eder. Bu örnek için yapılan çalışma kapsamında sorumlulukların bağlı olduğu modül arayüzleri incelenmiş, sorumluluklara karşılık gelen metotların varlığı gözlenmiştir.
Şekil 6. Yetersiz mimari içerik sebebiyle UCM sürecini gerçekleştirememe
Bir diğer örnekte mimarinin görünüme, dolayısıyla belgeye tam yansıtılamadığını, Çoklu Ortam Veritabanı bileşeninin gözden kaçtığını varsayalım ve Şekil 5'ten bir bileşeni çıkaralım. Bu durumda UCM çizeneğinde sadece Đ stemci ve Koordinatör bileşenleri bulunacaktır. Senaryonun 4. adımına karşılık gelen sorumluluk, veritabanından bilgi çekmeyi gerektirdiğinden, UCM üzerinde gösterilemeyecektir (Şekil 6). Bu durumda sunulan mimari belge içeriğinin yetersizliği söz konusudur. 4.3
Her bir sorumluluğu bir seviye aşağıda bulunan mimari bileşenlerle eşleştirmek ve bu sorumlulukların girdi ve çıktılarını bu eşleştirme aracılığıyla sunabilmek amacıyla, UCM gösterimindeki sadeliği bozmayacak şekilde, ek bir bilgi olarak bir eşleştirme tablosu oluşturulmuştur. Bir sorumluluğa karşılık gelen işlev, tabloda belirtilen ilgili alt bileşen kapsamında bulunmaktadır. Tablo 1'de “Đş itsel içeriğe dayalı sorgulama UCM” çizeneğine ait alt seviye mimari eşleştirme tablosu görülmektedir.
Tablo 1. Alt seviye mimari eşleştirmeler (Alt bileşen detayları kapsam dışıdır.) S.# 1 2
Client. ResultPresenter
Alt seviye mimari görünümlerin yetersiz olduğu varsayımsal örnekte, Đ stemci bileşeninde Erişim Đş leyicisi (Retrieval Handler) alt bileşeninin mimari belgede bulunmaması durumunda, 2. sorumluluğa ait tablo satırı (Tablo 2), dolayısıyla UCM çizeneği (Şekil 7) tamamlanamayacak ve belge içeriğinin yetersiz olduğu görülecektir.
Tablo 2. Yetersiz mimari içerik Alt Sistem Client. QueryFormulator Client. ?
Girdi Video ID Çıktı Video ID Shot Info Şekil 7. Yetersiz mimari içerik sebebiyle UCM sürecini gerçekleştirememe 5
Sonuçlar Örnek çoklu ortam veri yönetim sistemi mimari belge görünümleri ve senaryolar arası eşleştirmeyi gerçekleştirmek, sistem davranışlarını daha iyi anlamak ve sistemi analiz etmek amacıyla bu çalışma kapsamında kullanılan UCM gösterimi, öğrenme eğrisi düşük ve kolay uygulanabilir bir yöntem olarak değerlendirilmektedir. Örnek çoklu ortam veri yönetim sisteminin geliştirilme süreci tamamlanmış olduğundan, sistem hakkında detaylı bilgi sunmak mümkündür. Belgede sunulan ilgili alt seviye mimari yeterliliğini denetlemek amacıyla UCM gösterimine ek olarak, sorumluluklarla eşleştirilen girdi, çıktı ve alt bileşenleri içeren bir mimari alt-bileşen eşleştirme tablosu oluşturulmuştur. Alt bileşen eşleştirme tablosu benzeri bir eklenti UCM gösterimine yönelik ve görsel gösterimin sadeliğine dokunmayan bir geliştirme önerisi olarak belirtilebilir.
Sonuç olarak örnek çoklu ortam veri yönetim sistemi mimari belgeleri dahilindeki görünümlerin “Đş itsel içeriğe dayalı sorgulama” senaryosunun gerçekleştirilmesi için yeterli öze sahip olduğu yapılan UCM çalışmasıyla kanıtlanmıştır. Aynı soyutlama seviyesindeki senaryo çeşitliliğinin arttırılmasıyla, eldeki mimari görünümlerin, ilgili detay seviyesindeki yeterliliğine yönelik kanıtlar çoğaltılabilir.
Teşekkür. Bu çalışma TÜBĐ TAK EEEAG'nin 109E014 kodlu proje desteği ile kısmen desteklenmiştir.