Modern mühendislikte, cihazlar genellikle Ethernet, USB, Bluetooth veya Wi-Fi gibi farklı protokolleri kullanarak iletişim kurmak gerekir.Bu model, geniş yeniden yazılabilirlik ve ölçeklenebilirlik gerektiren sistemler için verimli bir şekilde tasarlanmıştır. Fabrika yöntemi ayrıntılı olarak, mühendislik cihazlarında iletişim protokollerinin iletişim protokollerinin hazırlanması ve ayrılması için uygulamayı keşfedin.Bu model, kapsamlı yeniden yazılabilirlik ve ölçeklenebilirlik standartların oluşturulmasına olanak sağlar.
Fabrika Yönteminin Anlayışı
Fabrika Yöntemi modeli, nesne oluşturma için bir arayüz oluşturan bir yaratım tasarım modelidir, ancak alt sınıfları oluşturulacak nesneler türü değiştirmesine izin verir.Bu, dört desenli klasik Gangs ve müşteri koduna esnek, ölçeklenebilir bir şekilde yönetmek için yaygın olarak kullanılır.
Niyet ve Yapı
Fabrika Yöntemi modelinin birincil amacı, sınıfın alt sınıflarına anlıklaştırmasına izin vermektir.
- [FONT:0)Ürün - Fabrika yönteminin türünü tanımlayan ortak arayüz veya soyut sınıf oluşur.
- [FONT:0)ConcreteProduct[[DÜT:1) - Ürün arayüzünün özel uygulamaları, nesnenin belirli bir çeşidine karşılık gelen her biri.
- [FONT:0]Creator[[Dönetici: 1)) - Fabrika yönteminin bir ürün nesnesini döndürür, ancak Yaradan'ın kendisi beton ürünlerinin anlık olduğunu bilmiyor.
- [FONT:0)ConcreteCreator[[Dönetici: 1 ) - Fabrika yönteminin ortaya çıkmasını ve belirli bir beton ürünü örnek haline gelmesini sağlayan alt Yaratıcılık.
İletişim protokolleri bağlamında, Ürün, [[DÜŞÜNÜŞÜNÜ:0) gibi yöntemlere bir arayüz olabilir ve böylece fabrika yöntemini tanımlayan bir fabrika yöntemi olarak belirlenen ve beton ürünleri, o zaman da sınıfları olacaktır.
Fabrika Yöntemi Deseni Ne Zaman Kullanılır
Fabrika Yöntemi modeli, aşağıdaki senaryolarda özellikle yararlıdır:
- Bir sınıf, yarattığı nesneler türü tahmin edemez.
- Bir sınıf yarattığı nesneleri belirtmek için alt sınıflarını istediğinde.
- Birden bir yerde karmaşık bir nesneyi anlıklaştırma mantığını yerelleştirmek istediğinizde.
- Yapı, çevre veya runtime parametrelerine dayanan farklı nesneler oluşturmanız gerektiğinde.
Birden fazla iletişim protokolü desteklemeli mühendislik cihazları için, tüm bu koşullar geçerlidir. Sistem, protokol gerekli olan zaman derlemede bilemez - genellikle bağlantılı periferi, ağ altyapısına veya kullanıcı tercihlerine bağlıdır. Fabrika yöntemlerine anlık olarak protokol yapmak, temel aygıt yazılımının protokolel olarak geliştirilmesi ve bağımsız olarak test edilmesine izin verir.
Mühendislik Cihazlarında Deseni Uygulamak
Çeşitli sensörler ve modüllerle iletişim kurma ihtiyacı olan bir mühendislik cihazı düşünün. Her iletişim protokolüne zorlayan bir iletişim yöneticisi yerine, cihazı uygun protokol eller dinamik olarak kullanabilmek için bir fabrika yöntemi kullanabilir.Bu yaklaşım bakım ve esnekliği basitleştirir.
Birleşik İletişim Yöneticisi Örnek
İletişim seanslarını yönetmek için iskelet sağlayan bir temel sınıf GÜNDEMT:13'u düşünün. Örneğin: AİLFLT:15) arayüzü döndürür.TheTELT:16, bağlantı yeniden giriş, hata işleme gibi ortak mantığı da uygular.
- [FONT=18]((İngilizce)) {0}
- [FONT: {2}) {0}{0}
- [FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=)
- [FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=)
Müşteri kodu (örneğin, bir sensör veri satın alma modülü) sadece yeni bir Beton Ürün sınıfı ve yeni bir BetonCreator alt sınıfı ile etkileşime girilmesi gerekir. Bu, sistemi son derece basit hale getirir: Zigbee veya LoRaWAN gibi yeni bir protokol ekleyin, sadece yeni bir beton ürün sınıfı ve mevcut müşteri kodunu değiştirmeden önce.
Uygulama Adımları
Fabrika Metod modelini iletişim protokolleri için uygulama aşağıdaki adımları içerir:
- [[Ürün arayüzünü [[Dönetici: 1)[[Dönetici: 1 ) Tanımlayın – Bir arayüz veya soyut sınıf oluşturun, e.g., 03.03.2014; bir bağlantı kurmak için yöntemler, veri göndermek, veri göndermek, veri göndermek ve bağlantıyı kapat.
- [FONTNT:0]Implement ConcreteProduct classes[[Dönetici: 1 ) - Her protokol için sınıf uygulamaları yazın, örneğin, [[Üyetim: 15. paragrafın, her sınıfında, protokol kurma ve yönetmenin özellerini ele alalım.
- [FONT=0) Yaratıcı sınıfı[[Dönetici 1] - Fabrika yöntemi ile fabrika yöntemi ile soyut bir sınıf (UTT:32) tanımlayın. bağlantı havuzu veya zaman yönetimi gibi ortak mantık içerir.
- [FONTNT=0]Implement ConcreteCreator classes[DÜT:1) - Her protokol için, aşırı sağlanmışların uygun fiyatlı olması için alt sınıf oluşturmak.
- [FONT:0) Fabrika yöntemini kullanın [Dönetici kodunda, istenen [[Dönemli:0) Kontrol dosyalarına (örneğin, konfigürasyon dosyalarına, kullanıcı girişine veya cihazına göre alt sınıf).
İşte yapıyı açıklayacak bir sahte kod örneği:
interface Communicator {
void connect();
void send(byte[] data);
byte[] receive();
void disconnect();
}
class EthernetCommunicator implements Communicator { /* … */ }
class USBCommunicator implements Communicator { /* … */ }
abstract class CommunicationManager {
abstract Communicator createCommunicator();
// common methods like retry logic, logging
}
class EthernetManager extends CommunicationManager {
Communicator createCommunicator() { return new EthernetCommunicator(); }
}
class USBManager extends CommunicationManager {
Communicator createCommunicator() { return new USBCommunicator(); }
}
// Client
string protocol = getConfiguration("comm_protocol");
CommunicationManager manager;
if (protocol == "ethernet") manager = new EthernetManager();
else if (protocol == "usb") manager = new USBManager();
// …
Communicator comm = manager.createCommunicator();
comm.connect();
Bu tasarım müşteriyi temiz tutar ve her protokol uygulamasına bağımsız olarak evrim geçirmeye olanak sağlar. Fabrika yöntemi, protokolleri değiştirmek veya kodbase boyunca anlıklaştırma mantığı olmadan yeni olanları eklemek kolay hale getirir.
Faydaları ve Ticaret-offs
Fabrika Yöntemi modelini iletişim protokolü işlemeye uygulamak birkaç farklı avantaj sunuyor, ancak aynı zamanda mühendislerin dikkate alması gereken ticaretle geliyor.
Avantajları Avantajları Avantajları Avantajları
- [FONT:0)Extenability [[Dönetici:0)[[Döneticiler)[[Döneticiler)[değiştir | kaynağı değiştir] – Yeni protokoller, mevcut müşteri kodu veya soyut Yaratıcı sınıfı değiştirmeden yeni beton ürün ve betonCreator sınıfları tanıtarak eklenebilir.
- [FONT:0) nesne yaratımının enkapı[Dönetici:0)[[Dönetici:0))[[FONT:0)))Reformasyon, kaynak tahsisi ve hata işleme dahil olmak üzere protokol anjimlerinin karmaşıklığına dikkat edin.Bu, özel sınıflar içinde, daha temiz kod ve daha kolay debugging teşvik eder.
- [FONT:0]Scalability[DÜT:1) - Cihaz ekosistemleri büyüdükçe, desteklenen protokollerin sayısı mimari bloatya neden olmadan artabilir.Her protokolün uygulanması izole kalır, istenmeyen müdahale riskini azaltır.
- [FONT:0]Loose darbesi[[[DÜDÜT:1) - Müşteri kodu sadece soyut arayüzlere bağlıdır, beton sınıflara bağlı değildir. Bu, protokolleri çalıştır zamanında takas etmek veya test için alay objeleri tanıtmak mümkün kılar.
- [FONT:0) Ortada bakım[[Dönetici:0)[[Dönetici] – Bir protokoldeki anlık mantıka yapılan değişiklikler, betonCreatoruna yerelleştirilmiştir, sistemdeki dalgalanma etkisini azaltın.
Potansiyel Uyarılar
- [FONT:0]Sürekli sayıda sınıf [Dönetici: 1 ) - Her protokol için, bir Beton Ürün ve bir betonCreatora ihtiyacınız var. Birçok protokolle sistem içinde, bu yeni geliştiriciler için öğrenme eğrisini artırabilir.
- [FONT=0)Genellik ([Dönetici: 1)) - Bu model, çok basit sistemlerde gereksiz olan ekstra bir soyutlama katmanını ortaya koyar. Mühendisler, esneklik için beklenen ihtiyaçlara karşı soyutlama maliyetini dengelemelidir.
- [FONT:0]Runtime kararları[[[Dönetici:0][Dönetici] – Eğer protokol bir kayıt veya bağımlılık kullanarak enjeksiyon yapılabilir.
- [FONT:0)Testing karmaşıklığı[Dönetici:0)[Dönetici:0)Testing karmaşıklığı[Dönetici:0)[Dönetici:)[Dönlendirmek (Dönetici düzeyinde daha kolay hale gelirken, beton fabrika yöntemlerini test etmek, protokole özel ortamlar veya donanım bağımlılıkları bağlı hale getirmek isteyebilir.
Mühendisler, proje ölçeğine dayanan bu faktörleri tartmalıdır, beklenen büyüme ve desteklenen protokollerin istikrarı. Küçük, kısa ömürlü projeler için, daha basit bir yaklaşım yeterli olabilir. Ancak, uzun ömürlü mühendislik cihazları için, fabrika yöntemi genellikle değerini kanıtlamaktadır.
İlgili Desenlerle Karşılaştırma
Fabrika Yöntemi modeli genellikle diğer tasarım kalıplarının yanında karıştırılır veya kullanılır. Farklılıkları iş için doğru aracı seçmede yardımcı olur.
Fabrika Yöntemi vs. Abstract Factory
[FONT:0]Abstract Factory[[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Döneticileri)[Döneticileri ve yapılandırmaları için bir arayüz sağlar. Fabrika Yöntemiyle, tek bir ürünle ilgilenirken, Abstract Factory iletişim protokolünde birden çok ürün yaratır.
Fabrika Yöntemi vs. Strateji
[FONT=0]Strateji[Dönetici:0)[Dönetici][Dönetici], her bir algoritmayı tanımlamanızı ve bunları bir arayüze dahil etmek için yapılandırın.
Fabrika Yöntemi vs. Simple Factory
[FONT:0]Simple Factory[[Dönetici:0] resmi bir model değil, tek bir statik yöntemin girişe dayanan farklı nesneler yarattığı ortak bir deyim.
Gerçek Dünya Vakaları Kullanıyor
Fabrika Yöntemi modeli birçok gerçek dünya mühendisliği sistemlerinde, özellikle de çeşitli iletişim protokolleriyle başa çıkmaları gerekenler şunlardır: İşte birkaç örnek:
- [[Düzg:0) Orta IoT ağ geçidi[Dönetici:0)[Döneticileri kullanarak veri toplayan cihazlar (RS-232, CAN otobüs, Ethernet, Wi-Fi, LoRa).
- [FONT:0)Medical cihazlar[DÜT:1) - USB üzerinden iletişim kurma sistemleri ( yatak bağlantısı için), Bluetooth (özellikle de kullanılabilir sensörler için) ve Ethernet ( hastane ağı için) sistem, veri satın alma boru hattını etkilemeden protokolleri değiştirmesine izin verir.
- [FONT=0)Otomatik elektronik kontrol birimleri (ECUs)) -- Modern araçlar kontrol alan Ağı (CAN), FlexRay, Ethernet ve LIN. Birden çok protokolü destekleyen bir teşhis aracı, hedef ECU için uygun iletişim nesnesini oluşturmak için fabrika yöntemini kullanabilir.
- [FONT:0]Test ve ölçüm ekipmanları – Oscilloskops ve veri loggerları genellikle GPIB, USB, Ethernet ve uzaktan kontrol için Wi-Fi destekler.The Hardware uses the pattern to anındaiate the communication Channel specified by the user.
- [FONT:0]Smart ev merkezi[[Dönetici:0)[FONT:0) – Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi ve cihazlar, bir eklenti benzeri mimaride nesnel sürücüleri oluşturmak için Fabrika Yöntemini kullanabilir.
Tüm bu durumlarda, desen, genel iletişim mantığı ve protokole özel detaylar arasında temiz bir ayrım sağlar, takımların her protokolü bağımsız olarak geliştirmelerini ve test etmelerine olanak sağlar.
Firmaware ve gömülü sistemlerde uygulama göz önünde bulundurun
Fabrika Yöntemi modelini mühendislik cihazlarına uygularken - özellikle de kısıtlı kaynaklarla-yakıtlı düşünceler ortaya çıkar:
- [FONT:0]Memory tahsisi[[[Dönetici: 1) gömülü sistemlerde, dinamik hafıza tahsisi statik tahsis havuzları veya yerleştirme yeni operatörleri ile birlikte uygulanabilir.
- [FONT:0]Static fabrika yöntemleri[[Dönetici: 1)[Döneticileri) - Eğer protokol sayısı sabitlenir ve derleyici zamanda bilinse, desen derleme-zaman polimorphism (e.g., C++ veya generals) kullanarak uygulanabilir.
- [FONT=0)Hardware bağımlılıklara bağlı olarak – BetonÜrün sınıfları genellikle donanım kayıtlarına doğrudan erişime, kesmelere veya DMA kanallarına ihtiyaç duyar. Fabrika yöntemi iletişimci nesnesi geri dönmeden önce donanım başlangıçlarını gerçekleştirebilir.
- [FONT:0]Error işleme[[[Dönetici: 1) – Bir protokol kurulamazken (örneğin, USB cihazı tespit edilmedi), fabrika yöntemi bir null nesneyi geri döndürebilir veya bir istisna atmalıdır.The Creator and client must be designed to handle these casescious.
- [FONT:0]Configuration devam ediyor.[[Dönetici:0]- BetonCreator seçimi, önbellek bellekte saklanan konfigürasyon tarafından belirlenebilir.
Bu kısıtlamalara rağmen, Fabrika Yöntemi modelinin ilkeleri uygulanabilir. Birçok gömülü yazılım çerçeveleri ve RTOS kütüphanesi, desene, yeniden ve test edilebilirliğe benzeyen soyut arayüzler sağlar.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Fabrika Yöntemi modeli, yeni iletişim standartları için destek sağlamak için sağlam, ölçeklenebilir bir çözüm sunar.Diğerleri soyutlayarak, bağlantılarını yöneten temel mantığı tersine çevirerek, veri veya süreçleri yanıtlar.Bu, riski azaltır, hızları genişletir ve uzun vadeli bakım için destek verebilir.
Model ek sınıf yapıları getirirken, gevşek bir darbenin faydaları, enkaps edilmiş yaratım mantığının ve açık / kapalı prensibin genellikle maliyetlerin - özellikle karmaşık, uzun ömürlü cihaz ekosistemleri.Eğer endüstriyel bir ağ geçidi inşa ediyorsanız, bir tıbbi monitör veya akıllı bir ev merkezi, fabrika düzeninin oluşturulmasına yardımcı olabilir[değiştir | kaynağı değiştir]