Pemrograman Dasar TinyOS Komponen dan Antarmuka

Komponen Setiap komponen memiliki ciri-ciri/tanda yang mendeskripsikan fungsi yang dipanggil dan fungsi yang dapat dipanggil oleh komponen lain Ciri/tanda tersebut dinyatakan dalam bentuk antarmuka Antarmuka adalah kumpulan fungsi dari suatu layanan atau abstraksi Komponen dapat berupa modul (module), yaitu implementasi logika aplikasi, atau konfigurasi (configuration) yang menghubungkan komponen-komponen pada abstraksi yang lebih besar

Komponen Program dalam nesC adalah kumpulan dari komponen-komponen Setiap komponen berkorespondensi satu-ke-satu dengan nama file-nya Contoh, LedsC.nc berisi kode implementasi komponen LedsC dan PowerupC.nc berisi implementasi komponen PowerupC Nama komponen berada pada lingkup global, artinya hanya ada satu definisi komponen PowerupC, yaitu file PowerupC.nc

Komponen Modul dan konfigurasi dapat digunakan secara bersama-sama untuk membentuk suatu layanan atau abstraksi yang lebih kompleks Keduanya berbeda pada bagian implementasi Bagian implementasi pada modul berisi kode nesC: deklarasi variable, deklarasi fungsi, pemanggilan fungsi Bagian implementasi pada konfigurasi berisi kode wiring nesC yang menghubungkan komponen-komponen

Sintaksis Komponen Modul Konfigurasi

Visualisasi Komponen

Ciri/Tanda Komponen Sintaksis pada blok ciri/tanda komponen baik untuk modul maupun konfigurasi adalah sama, yaitu berupa nol atau lebih antarmuka (interface) Ciri/tanda komponen mendeklarasikan apakah komponen tersebut menyediakan (provide) atau menggunakan (uses) antarmuka Atau keduanya: menyediakan dan menggunakan Contoh, komponen yang menginginkan untuk menyalakan atau mematikan LED menggunakan antarmuka Leds, sementara komponen yang mengimplementasikan fungsi untuk menyalakan atau mematikan LED menyediakan antarmuka Leds

Ciri/Tanda Komponen Pengguna Penyedia

Ciri/Tanda Komponen Kata kunci “as” dapat digunakan untuk memberikan alias pada suatu antarmuka Digunakan jika suatu modul menggunakan 2 antarmuka yang sama agar dapat dibedakan Contoh, pada saat booting ada 2 tahap inisialisasi, yaitu PlatformInit dan SoftwareInit. Keduanya sama-sama antarmuka Init tetapi untuk membedakan 2 tahap maka diberikan alias yang berbeda Antarmuka dapat dikelompokkan (clustered) Contoh, pada komponen LedsP

Penamaan Komponen (dan File) Akhiran C dan P pada nama komponen bukan suatu keharusan, melainkan hanya kesepakatan Komponen dengan nama yang berakhiran dengan C berarti dapat digunakan secara bebas, yaitu dapat digunakan oleh komponen lain yang berbeda fungsi Komponen dengan nama yang berakhiran dengan P menandakan komponen tersebut bagian dari sistem yang lebih kompleks (suatu abstraksi atau layanan yang lebih besar) C berarti Component P berarti Private

Implementasi Komponen: Modul Perbedaan antara nesC dan C utamanya pada bagaimana pemanggilan fungsi dilakukan dan lingkup variabel Komponen harus menyediakan implementasi perintah (command) untuk antarmuka yang disediakan dan implementasi kejadian (event) untuk antarmuka yang digunakan: kode modul harus mendefinisikan fungsi-fungsi tersebut Modul memanggil perintah dengan kata kunci “call” dan memanggil kejadian dengan kata kunci “signal”

Implementasi Komponen: Modul Modul menyediakan state dan mengimplementasikan logika aplikasi Fungsi dan variabel di dalam modul diekspor melalui antarmuka Deklarasi variabel sama seperti pada C Contoh, antarmuka Get

Implementasi Komponen: Konfigurasi Agar suatu komponen (dalam hal ini modul) dapat melakukan pekerjaannya, maka harus ditentukan komponen yang menyediakan antarmuka yang digunakan Menghubungkan komponen satu dengan lainnya yang menyediakan antarmuka dilakukan di dalam konfigurasi Menghubungkan 2 komponen disebut dengan wiring Konfigurasi digunakan untuk membangun abstraksi yang lebih besar dengan cara menghubungkan komponen-komponen terkait

Implementasi Komponen: Konfigurasi Konfigurasi harus menyebutkan komponen mana saja yang akan dihubungkan dengan kata kunci “components” yang dapat dituliskan pada baris manapun di dalam implementasi konfigurasi Komponen harus disebutkan terlebih dahulu sebelum dihubungkan

Implementasi Komponen: Konfigurasi Operator konfigurasi: =, ->, dan <- Operator “=“ digunakan untuk menghubungkan spesifikasi konfigurasi (akan dijelaskan lebih lanjut) Operator “->” dan “<-” memiliki arti yang sama, yaitu menghubungkan pengguna dan penyedia antarmuka Tanda panah menunjuk dari pengguna ke penyedia, tetapi hubungan bersifat dua arah Konfigurasi utama pada suatu aplikasi tidak menggunakan ataupun menyediakan antarmuka

Komponen Generik Pada dasarnya komponen pada TinyOS adalah singleton: hanya ada 1 buah instance komponen Artinya, jika ada 2 komponen di dalam konfigurasi yang terhubung pada komponen yang sama, maka kedua komponen tersebut mengakses kode yang sama (state dan fungsi) Komponen generik memungkinkan untuk membuat banyak instance untuk sebuah komponen

Komponen Generik Komponen generik umumnya digunakan pada struktur data: struktur perangkat keras umumnya singleton, tetapi struktur data pada tingkat perangkat lunak tidak Komponen generik memungkinkan pemanfaatan ulang kode yang sudah ada (code reuse) Contoh, struktur data antrian, struktur data vektor bit, dll

Komponen Generik Definisi Menggunakan Generik dapat memiliki parameter Generik dapat memiliki typedef: tipe data yang didefinisikan pada saat instansiasi (di bab 8)

Antarmuka Antarmuka mendeskripsikan hubungan fungsional antarkomponen Peran sebuah komponen dalam suatu relasi ditentukan apakah komponen tersebut menyediakan atau menggunakan antarmuka Antarmuka juga memiliki hubungan satu-ke-satu dengan nama file-nya (tentu saja tanpa akhiran C atau P untuk membedakan dengan komponen)

Antarmuka Sama halnya dengan komponen, nama antarmuka juga memiliki lingkup global Sintaksis penulisan antarmuka:

Antarmuka

Antarmuka Antarmuka mendefinisikan fungsi dengan tipe perintah (command) atau kejadian (event) Ingat: pada modul digunakan kata kunci “call” dan “signal” Antarmuka yang mendefinisikan command dan event disebut dengan bi-directional interface, contoh: Timer Tidak ada perbedaan dalam perintah atau kejadian: semua diterjemahkan sebagai function call pada C Tipe dari suatu fungsi menentukan peran dari suatu antarmuka, apakah sebagai penyedia atau pengguna Pada komponen: menyediakan antarmuka berarti memberikan layanan, menggunakan antarmuka berarti menggunakan layanan yang disediakan At this point, the distinction between commands and events might seem pointless. After all, providing an interface with a command is the same as using an interface with an event. In the case of interfaces which only have commands or events but not both, this is true, and distinction is more for presentation and legibility. Providing an interface means providing a service, whether that be controlling the LEDs on a node or notifying components when the system has booted. Using an interface means using that service. However, as we’ll soon see, many interesting interfaces have both commands and events, representing a relationship between two components where both can call the other.

Antarmuka Boot has a single event, Boot.booted. MainC provides Boot, so it signals the event when a node has booted successfully. This signaling is a function call: the boot sequence calls Boot.booted on all of the components that want to know when the system has come up. If a component – such as PowerupC – wants to know when the node has booted, it uses the Boot interface. At this point, the distinction between commands and events might seem pointless. After all, providing an interface with a command is the same as using an interface with an event. In the case of interfaces which only have commands or events but not both, this is true, and distinction is more for presentation and legibility. Providing an interface means providing a service, whether that be controlling the LEDs on a node or notifying components when the system has booted. Using an interface means using that service. However, as we’ll soon see, many interesting interfaces have both commands and events, representing a relationship between two components where both can call the other. Kata kunci apa yang digunakan pada hubungan ini? Kearah mana function call dilakukan?

Antarmuka Generik Antarmuka generik menyediakan satu atau lebih tipe sebagai parameter Jika ada lebih dari satu parameter maka dipisah dengan tanda koma: <a, b>

Antarmuka Dua Arah Antarmuka dua arah mendefinisikan 2 jenis fungsi: command dan event Contoh, antarmuka Notify Antarmuka dua arah memungkinkan mekanisme callback pada nesC tanpa harus menggunakan function pointer

Antarmuka Split-Phase Termasuk pada jenis antarmuka dua arah Terdapat 2 jenis Antarmuka generik, contoh Read, digunakan untuk akuisisi data: type checking saat kompilasi Antarmuka non-generik, contoh Send, digunakan dalam pengiriman paket: tidak menggunakan variable passing tetapi menggunakan pointer passing untuk mengirimkan data yang lebih besar

Alokasi Memori nesC tidak menganjurkan penggunaan dynamic allocation mengingat tidak adanya proteksi memori pada perangkat keras (Programming hint 3) Alokasi memori dilakukan dengan mendefinisikan variabel di dalam modul: static allocation Atau menggunakan shared pool, contoh pada antarmuka Send Rekursi dan array sangat tidak dianjurkan (Programming hint 2)

Alokasi Memori Setiap saat hanya boleh ada satu modul yang memiliki suatu objek memori (variabel atau elemen dalam array) Dalam hal suatu objek memori harus dipakai bersama-sama, harus ada serah terima yang jelas mengenai kepemilikan objek memori Pada akhirnya, kepemilikan objek memori harus dikembalikan kepada pemiliknya, contoh antarmuka Receive Programming hint 4: menegaskan mekanisme kepemilikan objek memori

Alokasi Memori Deklarasikan konstanta sebagai enumerasi: kompiler akan menempatkan konstanta pada memori program alih-alih pada RAM (Programming hint 5) Tetapi hanya berlaku untuk konstanta bertipe integer, selain integer maka deklarasikan dengan #define Jangan menggunakan enumerasi untuk mendeklarasikan variabel: alokasi memori akan lebih besar sesuai enumerasinya (Programming hint 5)

Deklarasi Tipe Data/Konstanta Dilarang menggunakan atribut “packed” pada deklarasi struktur untuk menjaga portabilitas kode (Programming hint 6) Mengenalkan adanya prefiks “nx_” (big endian) atau “nxle_” (little endian) pada tipe data sejak nesC 1.2 Deklarasi struktur atau union dengan “nx_struct” dan “nx_union” pada nesC 1.2 untuk menjaga portabilitas (Programming hint 7) Programming hint 6 dan 7 terkait dengan pertukaran data antarplatform Platform independent type harus diubah menjadi native type jika digunakan pada komputasi yang intensif untuk menjaga kecepatan (Programming hint 8)

Deklarasi Tipe Data/Konstanta Untuk tipe data yang digunakan antarmuka, antarmuka harus menyertakan deklarasi tipe datanya (Programming hint 9) sehingga komponen yang menggunakan antarmuka tersebut tidak perlu menyertakan deklarasi tipe data Untuk menyertakan suatu file deklarasi (header file, .h) menggunakan sintaks yang sama dengan C, yaitu #include

Deklarasi Tipe Data/Konstanta Untuk konstanta yang dideklarasikan dengan #define, selalu deklarasikan di dalam sebuah file .h dan sertakan disetiap komponen yang menggunakannya (Programming hint 10) Penggunaan pustaka C dapat langsung dilakukan dengan menyertakan pustaka yang sesuai