В Камаев - Технологии программирования

Третий и четвертый механизмы позволили попытаться строить гибкие программы, обладающие свойством возможного развития при изменении условий их эксплуатации. Впервые возможность реализации получили идеи эволюционного программирования. Идеи прошлых технологий эволюционного программирования были явно недостаточными для обеспечения гибкости программ, что для длительного развития в изменчивой внешней среде требовало невозможного однозначного предсказания будущего. Согласно третьему механизму возникли СОМ-технологии. На основе четвертого механизма из базы готовых "кубиков П-объектов" создаются все новые "кубики" и из них новые программы.

Таким образом, в теории программирования проблема "кубиков" остается важнейшей проблемой, поэтапное решение которой уже позволило создавать самые большие по количеству составных частей искусственные системы — программы. Второй аспект проблемы "кубиков" — удешевление программных разработок за счет повторного использования во все новых программах частей, созданных в предшествующих разработках. Если есть "кубики", то в технологии программирования необходимо включить методы, облегчающие синтез цельных систем из отдельных "кубиков".

ВЫВОДЫ

• Проектирование — высокоинтеллектуальный процесс. Для понятия теории проектирования необходимо оперировать множеством терминов и определений, такими как проектная ситуация, технология, оптимизация программных разработок. Все это говорит о необходимости тщательно подходить к изучению словарного аппарата теории проектирования.

• Программы в основном представляют собой сложные системы из миллионов машинных инструкций. Сложность определяется четырьмя основными причинами: сложностью задачи; сложностью управления процессом разработки; сложностью описания поведения отдельных подсистем; сложностью обеспечения гибкости конечного программного продукта.

• При разработке программного обеспечения следует использовать следующие общие принципы: частотный; модульности; функциональной избирательности; генерируемости; функциональной избыточности; "по умолчанию".

• Одной из важнейших составляющих успешного проектирования является системный подход, предусматривающий всестороннее исследование сложного объекта.

• При создании и развитии ПО рекомендуется применять следующие общесистемные принципы: включения; системного единства; развития; комплексности; информационного единства; совместимости; инвариантности.

• В программировании существуют различные парадигмы, приводящие к разным подходам при написании программ: процедурно-ориентированный; объектно-ориентированный; логически-ориентированный; ориентированный на правила; ориентированный на ограничения; параллельное программирование, а также многие другие.

• Необходимо помнить, что проектирование неотъемлемо от различных стандартов (ГОСТ, ANSI, проекта) и их следует соблюдать как при оформлении документации, так и для унификации вашего проекта.

• Программы создаются, эксплуатируются и развиваются во времени, проходя свой жизненный цикл. Характерная особенность жизненного цикла ПО — отсутствие этапа утилизации.

• В процессе выполнения проекта предусматриваются отдельные моменты времени, которые характеризуются законченным оформлением результатов всех работ, выполненных разработчиками до данного момента. Согласно ГОСТ возможны следующие стадии разработки: ТЗ; ЭП; ТП; РП; внедрение. Возможны также и нестандартные этапы и стадии. Набор этапов и стадий отражает результаты проектирования самого процесса проектирования.

• Модели играют важнейшую роль в проектировании программ. При построении моделей используется абстрагирование и декомпозиция.

• Каждая стадия проекта завершается утверждением программных документов. Документы включают описания (спецификации). Спецификации являются моделями. Спецификации делятся на внешние и внутренние.

• Рациональный выбор стандартных элементов ("кубиков") имеет два аспекта: удобство при повторном использовании и возможность осуществления синтеза из малых элементов более общих элементов.

• Имена, используемые в программах, должны соответствовать назначению, обладать узнаваемостью, обеспечивать запоминаемость, быть краткими, обладать уникальностью.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение проектированию.

2. Что такое эвристика?

3. В чем состоит схожесть и различие алгоритма и эвроритма?

4. Что решает задача оптимизации разработки программ?

5. Назовите пять признаков сложной системы.

6. На чем основан частотный принцип разработки программ?

7. Какие виды анализа используются при системном подходе?

8. Что такое принцип совместимости?

9. Для чего необходима стандартизация проектирования и программирования?

10. Назовите основные этапы жизненного цикла программных изделий.

11. Назовите основные стадии и этапы разработки программ по ГОСТ 19.102-77.

12. В чем суть моделирования?

13. Какие типы абстракций вы знаете?

14. Что такое первичная функциональная спецификация?

15. Какие механизмы использования "кубиков" дали объектно-ориентированные языки программирования?

16. Что такое рефакторинг?

17. Зачем нужен рефакторинг имен?

18. Почему трудно определять идеальные имена?

На разных этапах проектирования (особенно часто на начальных этапах) перед разработчиком встает задача выбора наилучшего варианта из множества допустимых проектных решений, которые удовлетворяют предъявленным требованиям.

Неизбежной платой за попытку получить решение в условиях неполной информации об объекте проектирования является возможность ошибочных решений. Поэтому в такой ситуации лицо, принимающее решение (ЛПР), должно вырабатывать такую стратегию в отношении принятия решений, которая хотя и не исключает возможность принятия неправильных решений, но сводит к минимуму связанные с этим нежелательные последствия. Для уменьшения неопределенности ЛПР может провести эксперимент, но это дорого и требует больших затрат времени. Поэтому ЛПР должно принять решение о форме, времени, уровне эксперимента.

Само по себе принятие решения есть компромисс. Принимая решение, необходимо взвешивать суждения о ценности, что включает рассмотрение многих факторов, в том числе экономических, технических, научных, эргономических, социальных и т. д.

Принять "правильное" решение означает выбор такой альтернативы из числа возможных, в которой с учетом всех разнообразных факторов будет оптимизирована общая ценность. Процесс принятия решения при оптимальном проектировании характеризуют следующие основные черты: наличие целей (показателей) оптимальности, альтернативных вариантов проектируемого объекта и учет существенных факторов при проектировании.