В Камаев - Технологии программирования

Сборочное программирование тесно связано с методом повторного использования кода, причем как исходного, так и бинарного. Выделяют несколько разновидностей технологических подходов сборочного программирования, которые в значительной степени определяются базисной методологией.

1. Модульное сборочное программирование — исторически первый подход, который базировался на процедурах и функциях методологии структурного программирования.

2. Объектно-ориентированное сборочное программирование базируется на методологии объектно-ориентированного программирования и предполагает распространение библиотек классов в виде исходного кода или упаковку классов в динамически компонуемую библиотеку.

3. Компонентное сборочное программирование предусматривает распространение классов в бинарном виде и предоставление доступа к методам класса через строго определенные интерфейсы, что позволяет снять проблему несовместимости компиляторов и обеспечивает смену версий классов без перекомпиляции использующих их приложений. Существуют конкретные технологические подходы, поддерживающие компонентное сборочное программирование — COM (DCOM, COM+), CORBA, Net. (см. 6.6).

4. Аспектно-ориентированное сборочное программирование, при котором концепция компонента дополняется концепцией аспекта — варианта реализации критичных по эффективности процедур. Аспектно-ориентированное сборочное программирование заключается в сборке полнофункциональных приложений из многоаспектных компонентов, инкапсулирующих различные варианты реализации.

Конкретизирующее программированиепредполагает, что частные, специальные программы извлекаются из универсальной программы.

Наиболее известная технология конкретизирующего программирования — это подход с применением паттернов проектирования (см. 8.6).

Дополнительно к паттернам существуют каркасы (framework) — наборы взаимодействующих классов, составляющих повторно используемый дизайн для конкретного класса программ. Каркас диктует определенную архитектуру приложения, в нем аккумулированы проектные решения, общие для проектной области. Например, существуют каркасы, которые используются для разработки компиляторов.

Эта группа подходов содержит максимально формальные требования к виду работ создания программного обеспечения.

Технология стерильного цеха.Основные идеи технологии стерильного цеха (cleanroom process model) были предложены Харланом Миллзом в середине 80-х годов XX в. Технология складывается из следующих частей (рис. 3.9):

• разработка функциональных и пользовательских спецификаций;

• инкрементальное планирование разработки;

• формальная верификация;

• статистическое тестирование.

Процесс проектировании связан с представлением программы как функции в виде так называемых "ящиков":

• черного ящика с фиксированными аргументами (стимулами) и результатами (ответами);

• ящика с состоянием, в котором выделяется внутреннее состояние;

• прозрачного (белого) ящика, представляющего реализацию в виде совокупности функций при пошаговом уточнении.

Использование ящиков определяют следующие три принципа:

— все определенные при проектировании данные скрыты (инкапсулированы) в ящиках;

— все виды работ определены как использующие ящики последовательно или параллельно;

— каждый ящик занимает определенное место в системной иерархии.

Рис. 3.9. Технология стерильного цеха

Черный ящик представляет собой точную спецификацию внешнего, видимого с пользовательской точки зрения поведения. Ящик получает стимулы от пользователя и выдает ответ.

Прозрачный ящик получаем из ящика с состояниями, определяя процедуру, выполняющую требуемое преобразование. Таким образом, прозрачный ящик — это просто программа, реализующая соответствующий ящик с состоянием.

Однако в данной технологии отсутствует такой вид работ, как отладка. Его заменяет процесс формальной верификации. Для каждой управляющей структуры проверяется соответствующее условие корректности.

Технология стерильного цеха предполагает бригадную работу, т. е. проектирование, уточнение, инспекцию и подготовку текстов ведут разные люди.

Формальные генетические подходы.Сложились методы программирования, обладающие свойством доказательности. Три таких метода соответствуют уже исследованным генетическим подходам, но с учетом формальных математических спецификаций.

Формальное синтезирующее программирование использует математическую спецификацию — совокупность логических формул. Существуют две разновидности синтезирующего программирования: логическое, в котором программа извлекается как конструктивное доказательство из спецификации, понимаемой как теоремы, и трансформационное, в котором спецификация рассматривается как уравнение относительно программы и символическими преобразованиями превращается в программу.

Формальное сборочное программирование использует спецификацию как композицию уже известных фрагментов.

Формальное конкретизирующее программирование использует такие подходы, как смешанные вычисления и конкретизацию по аннотациям.

Развитием и одновременно альтернативой каскадных подходов является группа подходов быстрой разработки. Все эти подходы объединяют следующие основные черты:

• итерационную разработку прототипа;

• тесное взаимодействие с заказчиком.

Эволюционное прототипирование.Первый прототип при эволюционном прототипировании (evolutionary prototyping) обычно включает создание развитого пользовательского интерфейса, который может быть сразу же продемонстрирован заказчику для получения от него отзывов и возможных корректив. Основное начальное внимание уделяется стороне системы, обращенной к пользователю. Далее до тех пор, пока пользователь не сочтет программный продукт законченным, в него вносится необходимая функциональность (рис. 3.10).

Эволюционное прототипирование разумно применять в тех случаях, когда заказчик не может четко сформулировать свои требования к программному продукту на начальных этапах разработки или заказчик знает, что требования могут кардинально измениться.

Существенным недостатком данного подхода является невозможность определить продолжительность и стоимость проекта. Неочевидным является количество итераций, по истечении которых пользователь сочтет программный продукт законченным.