Блочно-иерархический подход к созданию к созданию сложных систем.

Технология программирования. Перечислите основные этапы ее развития.

Этапы развития технологии программирования.

Й и 2й вопрос

Технологией программирования - называют совокупность методов и средств, используемых в

процессе разработки программного обеспечения. Как любая другая технология, технология

программирования представляет собой набор технологических инструкций, включающих:

• указание последовательности выполнения технологических операций;

• перечисление условий, при которых выполняется та или иная операция;

• описания самих операций, где для каждой операции определены исходные данные,

результаты, а также инструкции, нормативы, стандарты, критерии и методы оценки и т. п.

Первый этап - «стихийное» программирование. Этот этап охватывает период от момента Исходные данные в стандартном Представлении (документы, рабочие материалы, результаты предыдущей операции) Результаты в стандартном представлении Методические материалы, инструкции, нормативы и стандарты, критерии оценки результатов Исполнители, программные и технические средства появления первых вычислительных машин до середины 60-х годов XX в.

Второй этап - структурный подход к программированию (60-70-е годы XX в.).

Структурный подход к программированию представляет собой совокупность рекомендуемых технологических приемов, охватывающих выполнение всех этапов разработки программного обеспечения. В основе структурного подхода лежит декомпозиция (разбиение на части) сложных систем с целью последующей реализации в виде отдельных небольших (до 40 - 50 операторов) подпрограмм. С появлением других принципов декомпозиции (объектного, логического и т. д.) данный способ получил название процедурной декомпозиции. В отличие от используемого ранее процедурного подхода

Третий этап - объектный подход к программированию (с середины 80-х до конца 90-х

годов XX в.).Объектно-ориентированное программирование определяется как технология создания сложного программного обеспечения, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного типа (класса), а классы образуют иерархию с наследованием свойств [10, 24, 29]. Взаимодействие программных объектов в такой системе осуществляется путем передачи сообщений

Четвертый этап - компонентный подход и CASE-технологии (с середины 90-х годов XX в. до нашего времени).Компонентный подход предполагает построение программного обеспечения из отдельных компонентов физически отдельно существующих частей программного обеспечения, которые взаимодействуют между собой через стандартизованные двоичные интерфейсы.

Технологии COM и CORBA.

COM (Component Object Model - компонентная модель объектов), и технологии создания распределенных приложений CORBA (Common Object Request Broker Architecture - общая архитектура с посредником обработки запросов объектов). Эти технологии используют сходные принципы и различаются лишь особенностями их реализации.

Технология СОМ фирмы Microsoft является развитием технологии OLE I (Object Linking and Embedding  -  связывание  и  внедрение  объектов),  которая  использовалась  в  ранних  версиях Windows для создания составных документов. Технология СОМ определяет общую парадигму взаимодействия  программ любых типов:  библиотек, приложений, операционной системы, т. е. позволяет одной части программного обеспечения использовать функции (службы), предоставляемые другой, независимо от того, функционируют ли эти части в пределах одного процесса, в разных процессах на одном компьютере или на разных компьютерах (рис. 1.7). Модификация СОМ, обеспечивающая передачу вызовов между компьютерами, называется DCOM (Distributed COM - распределенная СОМ).

Технология CORBA, разработанная группой компаний ОМС (Object Management Group - группа внедрения объектной технологии программирования), реализует подход, аналогичный СОМ, на базе объектов и интерфейсов CORBA. Программное ядро CORBA реализовано для всех основных аппаратных и программных платформ и потому эту технологию можно использовать для создания распределенного программного обеспечения в гетерогенной (разнородной) вычислительной  среде.  Организация  взаимодействия  между  объектами  клиента  и  сервера  в CORBA осуществляется с помощью специального посредника, названного VisiBroker, и другого специализированного программного обеспечения.

Отличительной особенностью современного этапа развития технологии программирования, кроме изменения подхода, является создание и внедрение автоматизированных технологий разработки и сопровождения программного обеспечения, которые были названы CASE- технологиями (Computer-Aided Software/System Engineering - разработка программного обеспечения/программных систем с использованием компьютерной поддержки). Без средств автоматизации разработка достаточно сложного программного обеспечения на настоящий момент становится трудно осуществимой: память человека уже не в состоянии фиксировать все детали, которые необходимо учитывать при разработке программного обеспечения. На сегодня существуют CASE-технологии, поддерживающие как структурный, так и объектный (в том числе и компонентный) подходы к программированию.

Проблемы, возникающие при разработке сложных программных систем.

Большинство современных программных систем объективно очень сложны. Эта сложность обуславливается многими причинами, главной из которых является логическая сложность решаемых ими задач.

Дополнительными факторами, увеличивающими сложность разработки программных систем,

являются [10]:

• сложность формального определения требований к программным системам;

• отсутствие удовлетворительных средств описания поведения дискретных систем с большим числом состояний при недетерминированной последовательности входных воздействий;

• коллективная разработка;

• необходимость увеличения степени повторяемости кодов.

Сложность определения требований  к программным системам.  Сложность определения требований к программным системам обусловливается двумя факторами. Во-первых, при определении требований необходимо учесть большое количество различных факторов. Во-вторых, разработчики программных систем не являются специалистами в автоматизируемых предметных областях, а специалисты в предметной области, как правило, не могут сформулировать проблему в нужном ракурсе.

Блочно-иерархический подход к созданию к созданию сложных систем.

В природе существуют иерархии “целое-часть”, “простое-сложное”(иерархия развития систем в процессе эволюции). В этой иерархии любая функционирующая система является результатом развития более простой системы. Именно данный вид иерархии реализуется механизмом наследования объектно-ориентированного программирования.

Итак, в основе блочно-иерархического подхода лежат декомпозиция и иерархическое упорядочение. Важную роль играют также следующие принципы:

• непротиворечивость — контроль согласованности элементов между собой;

• полнота - контроль на присутствие лишних элементов;

• формализация - строгость методического подхода;

• повторяемость - необходимость выделения одинаковых блоков для удешевления и ускорения разработки;

• локальная оптимизация - оптимизация в пределах уровня иерархии.

Помимо того, что использование блочно-иерархического подхода делает возможным создание сложных систем, он также:

• упрощает проверку работоспособности, как системы в целом, так и отдельных блоков;

• обеспечивает возможность модернизации систем, например, замены ненадежных блоков с сохранением их интерфейсов.