【アーキテクチャパターン】POSA Vol.1のPresentation-Abstraction-Control

Presentation-Abstraction-Controlアーキテクチャパターン(PAC)は，協調するエージェントの階層と言う形で，対話型ソフトウェアシステムのための構造を定義する.このエージェントはその1つずつがアプリケーション機能の特定の一面を実現する責務を負っており，3つの部分から構成される.3つの部分とは，Presentationコンポーネント，Abstractionコンポーネント，Controlコンポーネントである．これらのコンポーネントへ分割することにより，エージェントの機能中核部分や他のエージェントとの通信から，人間とコンピュータの対話機能が分離される．

前提

エージェントを利用する対話型システムの開発

課題

協調するエージェントから構成されるアーキテクチャでは，各エージェントが特別なタスクを専門的に行うよう定義される． このエージェントの協働によりシステム全体の機能を提供する． このアーキテクチャでは水平分割と垂直分割が行われる．

フォースを見てみる.

• エージェントが自身の状態とデータを保持している
• 対話型エージェントのそれぞれが，独自のインターフェースを提供する
• 時間経過により，システムが拡張される．

解決策

対話型アプリケーションをPACエージェントからなる木構造化する．

• トップレベルに一つのエージェント
• 中間レベルに複数のエージェント
• ボトムレベルにはそれよりも数の多いエージェント

とする． 各エージェントそれぞれアプリ機能の一部を分担する． 各エージェントは3つの下記コンポーネントを持つ．

• Presentation
  • エージェントの振る舞いを可視化
• Abstraction
  • エージェントが実現するデータモデルを管理
• Control
  • PresentationとAbstractionの接続
  • エージェントが他のPACエージェントと通信する機能の提供

各エージェントは，木構造の自分より上位のエージェント全てに依存する．

例

この政治選挙システム例では，

• トップレベルエージェント
  • data repository
• 中間レベルエージェント
  • view coordinator
• ボトムレベルエージェント
  • spreadsheet
  • pie chart
  • bar chart
  • seat distribution

ユーザはspreadsheetに対してデータ入力し，pie chartやbar chartなどがビューの役割を果たす． view coordinatorは3つのビューエージェントを管理する． spreadsheetはトップレベルエージェントと直接のリンクを持つ．

静的側面

トップレベルエージェント

システムの機能中核となる部分を提供する． その他のPACエージェントは，このエージェントに依存し，このエージェントを操作するもの．

複数の責務を持つことが多い．

• Presentation
  • システム共通のUIを提供する
• Abstraction
  • グローバルモデルを維持管理する
• Control
  • 下位のエージェントに対して，トップレベルエージェントが提供するサービスを利用できるようにする．
  • PACエージェントの階層を調整する
  • ユーザとシステムの相互作用についての情報を維持管理する

ボトムレベルエージェント

自己完結的な意味的概念を表現する システムのユーザはその概念に対してアクションを行う．

• Presentation
  • 意味的概念に対する1つのビューを提供する
• Abstraction
  • エージェント固有のデータを管理する
• Control
  • AbstractionとPresentationの一貫性を維持する

中間レベルエージェント

自分よりも下位に位置するエージェントの組み合わせや，そのようなエージェント間の関係を表現する．

動的側面

シナリオ1

新しいビューを開く．

• ユーザがViewCoordinatorに対してBarchartを開くようリクエストを送ると，そのインスタンスが生成される
• ボトムレベルエージェントがトップレベルエージェントからデータを取得する際には，中間レベルエージェントが仲介する．

シナリオ2

新しいデータの入力．

• ユーザがspreadsheetに書き込む
• トップレベルエージェントにデータ転送し，トップレベルのabstractionコンポーネントを更新する． その更新通知をすべてのエージェントに送る．

実装

1. アプリケーションのモデルを定義する。
2. PAC階層を組織的に作成するための汎用戦略を定義する。
3. トップレベルエージェントを設計する。
4. ボトムレベルエージェントを設計する。
5. システムサービスを行うボトムレベルエージェントを特定する。
6. 下位に位置するPACエージェントから構成される中間レベルエージェントを設計する。
7. 下位に位置するPACエージェントを調整する役割を持つ中間レベルエージェントを設計する。
8. 中核機能とヒューマン－コンピュータ相互作用を分離する。
9. 外部インタフェースを提供する。
10. 階層をリンクする。

バリエーション

以下の2つのPACのバリエーションでは，マルチタスクの実現というフォースを解決している．

• アクティブオブジェクトとしてのPACエージェント
• プロセスとしてのPACエージェント

適用例

• ネットワークトラフィック管理
• モービルロボット

結論

PACパターンの利点

• 関心の分離
  • 意味的概念をエージェントで分けられる
• 変更と拡張の支援
• マルチタスクの支援

PACパターンの欠点

• システムの複雑度の増大
• 複雑なControlコンポーネント
• 効率性
• 適用可能性

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