Объектно-ориентированный анализ

Объектно-ориентированный анализ - это наука, изучающая методы моделирования процессов в условиях неполной формализации последних на основе объектно-ориентированной методологии. Например, для компьютеризации деятельности юриста необходимо вначале построить модель этой деятельности. Если бы деятельность юриста можно было бы полностью формализовать, тогда для ее моделирования можно было бы применять методы математического моделирования. Но деятельность юриста принципиально не может быть полностью формализована. Следовательно, методы математического моделирования в чистом виде здесь не применимы. Методы же объектно-ориентированного анализа позволяют построить модель деятельности юриста, и она была построена. Благодаря этой модели мы имеем сейчас такие прикладные программы, как КонсультантПлюс, Кодекс, Гарант. Естественно, полной автоматизации деятельности юриста не получилось. Получилась человеко-машинная система, но она реально повышает эффективность работы юриста.

Объектно-ориентированная методология - это наука, изучающая современный подход к разработке программных систем, при котором система рассматривается как совокупность объектов, принадлежащих некоторым классам.

Объектом в информатике называют абстрактную структурную сущность, содержащую как данные (называемые атрибутами, свойствами), так и алгоритмы (называемые функциями, операциями), необходимые для ее функционирования в разрабатываемой системе, а классом - множество объектов одинаковой структуры.

Такие классы и объекты обычно имеют аналоги среди классов и объектов реального мира. Например, можно рассмотреть класс сотрудников организации и сотрудника Петрова Ивана Алексеевича как конкретный объект из этого класса. Это обстоятельство и объясняет существенное упрощение разработки сложных программных систем при использовании объектно-ориентированного подхода.

В данном примере среди атрибутов могут быть ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ДАТА РОЖДЕНИЯ, ТАБЕЛЬНЫЙ НОМЕР, ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ, ДОЛЖНОСТЬ, ТАРИФИКАЦИОННЫЙ РАЗРЯД (поскольку человек рассматривается лишь как сотрудник, если бы он рассматривался как пациент стоматологической поликлиники, то атрибуты были бы иными). Среди операций могут быть ВЫПЛАТЫ ЗА ТЕКУЩИЙ МЕСЯЦ (подготовка необходимых документов по определенным датам, перевод денег на счет в Сбербанке; используя современные сетевые технологии все это может быть компьютеризировано), ОБСЛУЖИВАНИЕ КОМАНДИРОВОК, ПРИЕМ НА РАБОТУ (включая внутреннее совместительство), УВОЛЬНЕНИЕ.

В процессе разработки программного обеспечения (ПО) в соответствии с данной методологией сначала выявляют множество понятий, необходимых для описания рассматриваемых явлений, затем изучают всевозможные связи между этими понятиями, в результате это множество понятий представляется в виде системы взаимодействующих друг с другом классов, включающих атрибуты и операции. Постепенно увеличивая степень формализации подобных моделей, мы приходим к их компьютерной реализации в виде ПО. Объектно-ориентированная методология по сравнению со своими предшественниками требует качественно иного многогранного описания рассматриваемых явлений, требует рассмотрения их с разных точек зрения при построении моделей.

Системные аналитики. Ключевое место в создании современного ПО принадлежит специалистам нового типа - системным аналитикам. Системный аналитик - это специалист широкого профиля в области моделирования, в равной степени владеющий методами как естественнонаучных, так и гуманитарных областей знания, поскольку современная информатика должна обслуживать всех. Согласно современным представлениям при разработке ПО системный аналитик выполняет наиболее творческую часть необходимой работы. Он всесторонне изучает явление и строит его модель обычно в виде различных диаграмм. Затем по этим диаграммам программист без больших затрат творческого труда получает компьютерную реализацию модели в виде ПО, при этом он может совершенно не разбираться в моделируемом явлении. Таким образом, если системный аналитик похож на инженера-конструктора или исследователя, то программист - на рабочего-токаря или слесаря, который делает по чертежу готовую деталь.

Теория открытых систем

Теория открытых систем - это наука, изучающая общие принципы развития информационно открытых систем. Прогресс в развитии современной информатики столь быстр, что открытые этому потоку информации системы подвержены чрезвычайно быстрому моральному старению. Выход найден в стратифицированном (многоуровневом) метамоделировании этих систем. При этом рассматривается несколько уровней моделирования системы. Верхние уровни содержат модели более высокого уровня абстракции, а нижние - модели, которые ближе к практической реализации. Частные перманентные нововведения обычно затрагивают лишь нижние уровни, а верхние уровни обеспечивают определенную степень стабильности рассматриваемой системе.

Почему в конкретной компьютерной системе направления IBM PC можно безболезненно поменять, например, дисплей производства LG на другой дисплей производства Samsung? Дело в том, что оба эти дисплея имеют общую модель на некотором уровне абстракции. Низшие уровни контролируют конкретные фирмы-производители, более высокие уровни - международные рабочие группы по данному направлению науки и техники (в них входят представители наиболее авторитетных фирм, крупные ученые - специалисты по данному направлению), самые высокие уровни контролируются ISO (International Standart Organization - Международная организация по стандартизации). ISO и рабочие группы выпускают многоуровневые открытые спецификации - некоторое подобие стандартов, но добровольного характера. Фирмы-производители, как правило, следуют этим открытым спецификациям.

Архитектурные направления ЭВМ - это классы ЭВМ, имеющих некоторую степень совместимости между собой по техническому устройству. Различают закрытые, собственные и открытые направления.

Закрытое направление ЭВМ - это направление, которое предполагает, что прикладные научные исследования, разработка и производство новых систем выполняются одной крупной фирмой. Эта фирма публикует в открытой печати лишь сведения, необходимые для применения своих систем. До недавнего времени таким направлением были ПК Macintosh фирмы Apple. Отсутствие конкуренции внутри направления вызывает через некоторое время появлениние застойных тенденций в его развитии и в результате - коммерческие потери ведущей фирмы. В настоящее время фирма Apple сделала направление Macintosh более открытым. Несмотря на это, при одинаковой мощности ПК Macintosh приблизительно в 2 раза дороже, например IBM PC, а их эксплуатация (купивший Macintosh становится заложником Apple) в десятки раз дороже. К положительным моментам закрытых систем относится большая надежность, в частности, практически полное отсутствие компьютерных вирусов - в открытой печати нет информации, необходимой для их создания. Фирма Apple поставляет ПК Macintosh в систему образования США по льготным ценам либо бесплатно с целью приучить будущего специалиста к своим ПК. Этим объясняется преобладание ПК Macintosh в сфере образования США. При этом делается все возможное, чтобы приемы работы с Macintosh возможно более отличались от приемов работы с другими ПК.

Открытое направление ЭВМ - это направление, которое преполагает проведение прикладных научных исследований, разработки и производства новых систем параллельно несколькими конкурирующими организациями с обеспечением гармоничного сочетания интересов научно-технического прогресса, потребителей и производителей. Для этого создаются рабочие группы (см. выше), целью работы которых является создание и развитие метамоделей систем (моделей более высокого уровня абстракции) и выпуск так называемых открытых спецификаций. На основе этих спецификаций конкретная фирма разрабатывает модели своей продукции и производит ее. Этим обеспечивается высокая степень совместимости продукции разных фирм, несмотря на их взаимную конкуренцию. Полностью открытых систем пока нет, такое направление в развитии современной информатики рассматривается как перспективное.

Собственное направление ЭВМ занимает по открытости промежуточное положение между закрытым и открытым. Здесь метамодели разрабатываются одной или небольшим числом наиболее крупных фирм-производителей. Направление IBM PC является собственным, но очень близким к открытому. До недавнего времени лидерство здесь принадлежало фирме Intel. В настоящее время его делят несколько фирм (Intel, AMD, VIA). Все эти фирмы работают в рамках открытых спецификаций авторитетных некоммерческих международных организаций (IEC, IEEE, ISO, ITU, OMG) и имеют в них своих представителей. В результате направление IBM PC - самое многочисленное в мире. Однако следствием открытости является и огромное количество компьютерных вирусов именно для IBM PC.

Программная совместимость снизу вверх - это совместимость программ, функционирующих на ЭВМ одного направления. Программы, созданные для более ранних моделей ЭВМ, должны функционировать и на более поздних моделях. Для IBM PC именно такая совместимость имеет место, например, для машин с процессорами фирмы Intel. Такая совместимость достигается путем сохранения полного набора команд более старого процессора в расширенном наборе команд более нового процессора. Такая же совместимость имеет место и для процессоров фирмы AMD. Что касается совместимости между процессорами Intel и AMD, то она неполная, но почти полная.