Системное мышление

Вместо одного принтера через интерфейс USB к компьютеру можно подключить другой экземпляр принтера той же марки, или даже принтер другой марки, или не принтер, а какое-то другое устройство (скажем, сканер, или даже дополнительный дисплей) – без стандартизации интерфейса это было бы невозможно.

Платформы и технологические стеки

Если рассмотреть модульную холархию, то в ней можно увидеть какие-то наборы мелких конструктивных «кирпичиков», представляющих через свои интерфейсы сервисы для сборки на их основе «кирпичиков» более высокого уровня. Вот такой согласованный по предоставляемым ими совместно сервисам набор модулей с их предопределёнными интерфейсами называют платформой.

Платформа – это всегда модульное рассмотрение, обсуждение платформы всегда связано с её сервисами, т.е. внешним поведением, предоставляемом на интерфейсе к другим модулям. Для программных модулей этот интерфейс обычно называется API (application program interface), программный интерфейс приложения. Если речь идёт не о программной системе, то можно говорить просто об интерфейсе приложения, или прикладном интерфейсе. Прикладной – это определяемый использующей системой платформы (согласованного в части выполнения каких-то сервисов набора модулей) или модуля. Приложение – это использующая система для платформы модуля, части приложения находятся в операционном окружении модуля.

Основной вопрос при обсуждении платформ – это так называемая видимость интерфейсов. Интерфейсы какого-то низкого системного уровня не должны быть видны снаружи модуля, то есть невозможно соединение модулей иначе, чем через предусмотренные в нём интерфейсы. Грубо говоря, если у вас коробочка с каким-то разъёмом, то нельзя воткнуть внешнее устройство не в этот разъём, а куда-нибудь внутрь коробочки, мимо этого разъёма. Для обсуждения видимости интерфейсов используется диаграмма модульных уровней, диаграмма холархии системных уровней. Каждый уровень отделён от другого уровня каким-то интерфейсом. Реализации нижестоящих уровней тем самым могут быть сменены так, что использующая система этого не заметит. А итоговую холархию называют платформенным стеком или технологическим стеком (stack, стопка – диаграммы похожи на стопку подносов в столовой или стопку листов бумаги в пачке). Вот пример различных технологических стеков для организации связи126:

На диаграмме видно, что в разных стандартах связи определяются пять уровней (по отношению часть-целое) модулей, которые можно разделить реализующих передачу физического сигнала (physical), передачу данных (Data Link), использующую передачу физического сигнала, и так далее. Неважно, что делают эти уровни платформенного стека, но главное тут то, что никакой модуль вышестоящего уровня «не видит» модули более низкого уровня (не имеет к ним доступа, не может туда «воткнуться»), чем находящийся непосредственно под ним, и интерфейсы реализующих сервисы этих платформенных уровней стандартизованы – как стандартизован и сам набор этих уровней.

Есть два способа чтения таких модульных диаграмм: на некоторых диаграммах «платформа» именуется стандартом, а реализация этого стандарта находится как бы «между уровнями» (ровно этот способ показан на диаграмме, он самый распространённый), и показ собственно модулей (именование платформ), тогда API этих модулей либо считаются проименованные самим модулем (скажем, модуль TensorFlow имеет API TensorFlow, и поэтому его не нужно отдельно прописывать), или если платформенный уровень реализует стандарт, то он прописывается где-то в границах реализующего его модуля отдельной строчкой поближе к границе использующего модуля, или даже выносится и явно прописывается «между платформами», как это сделано в картинке стека безопасности приложений127 – стандарты указаны сбоку картинки платформенного стека, а каждая плашка обозначает слой модулей:

Верхняя скобка для стандарта интерфейса в использующую систему от custom code ведёт как бы в никуда при таком способе показа, поэтому чаще используется способ предыдущей картинки, где платформа обозначается не по назначениям/именам её модулей/слоёв, а назначение указывается сбоку.

Часто оба этих способа перемешивают, получая гибридную диаграмму. Вот, например, модульная диаграмма компилятора искусственных нейронных сетей, где верхние строки – наименования программных модулей-пакетов реализации нейронных сетей (например, пакет MXNet), а нижние – интерфейсных стандартов для какой-то аппаратуры (например, стандарт OpenCL)128: