М. Сидоров - ВСТУП ДО ІНЖЕНЕРІЇ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Таким чином, усі методи інженерії програмного забезпечення можна розділити на два типи. Перший тип - проблемно-орієнтовані методи, що забезпечують краще розуміння проблеми і пропонованого рішення. Другий тип - продукто-оріентовані методи, що забезпечують коректну трансформацію формальної специфікації в супроводжувану реалізацію. Очевидно, що можуть бути методи, які забезпечують обидва аспекти процесу розробки. У табл. 4.2 наведено методи інженерії програмного забезпечення.

Таблиця 4.2

Розглянемо ці методи докладніше.

Рівні абстракції (Е. Дейкстра, 1968). Ґрунтуючись на досвіді системи мультипрограмування Т.Н.Е., Дейкстра запропонував розробляти програмне забезпечення за рівнями. Перший низький рівень забезпечує балові сервіси для реалізації наступних, рівнів і ґрунтується на можливостях тієї машини, що реально існує. Кожен наступний рівень використовує сервіси поперед нього. Процес Створення рівнів продовжується до тих пір, доки по буде реалізований найвищий рівень абстракції. Наводиться приклад з управлінням пам'яті. На базовому рівні (машинна мова) відомі канальні команди для обміну даними між різними типами пам'яті. На першому рівні проектується механізм управління перериваннями - вплив на сигнали переривання, але без деталей маскування, відкриття, закривання, блокування, черговості. На наступному рівні проектується канальний супервізор - зберігається можливість управління каналами без зайвих деталей і, нарешті, на ще вищому рівні адміністратор пам'яті організовує обмін. Метод можна віднести як до методів розробки, так і управління.

Покрокове уточнення (Н. Вірт, 1971). Цей метод ґрунтується на таких принципах:

- розкладання простору рішень на підпростори;

- ітеративне вирішення завдання (повторення дій);

- аналіз ефективності розкладання (наступне поліпшення виконується лише у вигідному напрямі).

Мета покрокового уточнення полягає в зменшенні ризику, пов'язаного із застосуванням рішень під час програмування. Розділений процесу розробки програмного забезпечення на кроки дає змогу планувати його створення, відкладаючи реалізацію певних модулів, шляхом заміни їх заглушками, що імітують міжмодульні інтерфейси.

Наприклад, метод МЕТА (X. Ледгард, 1973) використовує низхідне уточнення.

Необхідна умова роботи методу - наявність точного і стабільного опису завдання, а результат S - програма.

Функціональна декомпозиція — це метод низхідного аналізу програмного забезпечення шляхом опису функцій, котрі йога утворюють і уявлення про їх реалізацію у вигляді функціональних зв'язаних модулів. Модуль називається функціонально зв'язаним, якщо містить компоненти, спрямовані на виконання однієї функції. Додаток, побудований з функціонально зв'язаних модулів, легко будувати і супроводжувати.

Модуляризація (Д. Парнас, 1972). Цей метод заснований на трьох фундаментальних принципах: з'єднання, скріплення, приховування інформації. Метод призначений для вирішення завдання розбиття програми на модулі, яка називається модуляризацією. Використовуються такі критерії модуляризації:

- з'єднання - поєднання частин модуля із зовнішнім оточенням повинне бути слабким;

- скріплення - скріплення частин, що входять до складу модуля має бути сильним;

- приховування - інформація, що міститься в модулі, повинна бути прихованою.

Модуль мас тіло, яке містить опис функції, що вирішується модулем, і інтерфейс, що забезпечує зв'язок модуля з його користувачами.

Структурне програмування (Е. Дейктра, 1972). Цей метод обмежує написання програм шляхом використання лише трьох типів операторів: послідовне з'єднання, вибір і повтор. Такий операторний базис достатній для написання будь-якої програми. Програми називаються структурними, а процес програмування - структурним. Метод передбачає також способи переходу від неструктурних програм до структурних.

Абстрактні типи даних (Б, Лісков, С. Зайліс, 1975). Суть методу полягає в розширенні концепції структур даних визначуваними операціями над ними. Перші реалізації абстрактних типів даних могли здійснюватися вже в підпрограмних мовах програмування (Paskal, С) шляхом використання процедурного типу або вказівного тину на підпрограму. У подальшому в мовах програмування були введені спеціальні конструкції (модуль, клас), спрямовані на ефективну реалізацію абстрактних типів даних.

Структурний аналіз (Т. де Марко, 1978). Метод аналізу специфікацій вимог за допомогою діаграм (управління, дані, перехід станів) - PSL/PSA (Д. Тіхроєв, 1977) шляхом ієрархічної декомпозиції вирішення проблеми. Людино-машинна техніка реалізована у вигляді мов і призначена для структуризації документації і аналізу інформації. Мови PSL/PSA використовують графічні діаграми {System Analisys and Design Techik - SADT), які застосовують для опису даних, перетворення інформації і процесів, що відбуваються в системах (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Діаграма SADT

ER-моделювання (С. Чен, 1976). Метод опису прикладного домена за допомогою спеціальних діаграм «суть-зв'язок» (Enitity -Relation - ER), Метод використовує три типи нотацій: сутність, зв'язок (відношення), з'єднання.

Наприклад, діаграма на рис. 4.7 описує домен «комп'ютер — програма».

ER-модель використовується для опису логічних схем баз даних.

Рис. 4.7. ER-Діаграма:

□-сутність; ◊-(зв'язок,відношення) − − - з’єднання