Технологии программирования

8. Дайте краткую характеристику основным типам диалога программ.

9. В чем состоит основная задача оптимизации на этапе разработки программ?

Глава 3 ОСНОВНЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ ПРОГРАММ

3.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Традиционно инженеры стремились, а некоторые из них, не снижая качества проектов, добивались значительного сокращения сроков проектирования. В начале Великой Отечественной войны начальник Центрального артиллерийского конструкторского бюро В.Г. Грабин разработал и применил методы скоростного комплексного проектирования артиллерийских систем с одновременным проектированием технологического процесса. Внедрение этого метода позволило сократить сроки проектирования, производства и испытаний артиллерийских орудий с 30 мес (1939) до 2–2,5 мес (1943), увеличить их выпуск, уменьшить стоимость, упростить эксплуатацию.

Инженерный технологический подход [20] определяется спецификой комбинации стадий разработки, этапов и видов работ, ориентированной на разные классы программного обеспечения и особенности коллектива разработчиков.

Основные группы инженерных технологических подходов и подходы для каждой из них следующие:

Подходы со слабой формализацией не используют явных технологий и их можно применять только для очень маленьких проектов, как правило, завершающихся созданием демонстрационного прототипа. К таким подходом относят так называемые ранние технологические подходы, например подход "кодирование и исправление".

Строгие (классические, жесткие, предсказуемые) подходы рекомендуется применять для средних, крупномасштабных и гигантских проектов с фиксированным объемом работ. Одно из основных требований к таким проектам — предсказуемость.

Гибкие (адаптивные, легкие) подходы рекомендуется применять для небольших или средних проектов в случае неясных или изменяющихся требований к системе. При этом команда разработчиков должна быть ответственной и квалифицированной, а заказчики должны принимать участие в разработке.

Классификация технологических подходов к созданию программ:

Подходы со слабой формализацией

Подход "кодирование и исправление"

Строгие подходы

Каскадные технологические подходы:

— классический каскадный;

— каскадно-возвратный;

— каскадно-итерационный;

— каскадный подход с перекрывающимися видами работ;

— каскадный подход с подвидами работ;

— спиральная модель.

Каркасные технологические подходы:

— рациональный унифицированный подход к видам работ.

Генетические технологические подходы:

— синтезирующее программирование;

— сборочное (расширяемое) программирование;

— конкретизирующее программирование.

Подходы на основе формальных преобразований:

— технология стерильного цеха;

— формальные генетические подходы.

Гибкие подходы

Ранние подходы быстрой разработки:

— эволюционное прототипирование;

— итеративная разработка;

— постадийная разработка.

Адаптивные технологические подходы:

— экстремальное программирование;

— адаптивная разработка;

Подходы исследовательского программирования:

— компьютерный дарвинизм.

3.2. РАННИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ

Ранние технологические подходы не используют явных технологий, поэтому их применяют только для очень маленьких проектов, как правило, завершающихся созданием демонстрационного прототипа. В качестве примера подхода, не использующего формализации, в данной главе рассмотрен подход "кодирование и исправление".

Подход "кодирование и исправление" (code and fix) упрощенно может быть описан следующим образом. Разработчик начинает кодирование системы с самого первого дня, не занимаясь сколь-либо серьезным проектированием. Все ошибки обнаруживаются, как правило, к концу кодирования и требуют исправления через повторное кодирование.

Фактически каждый из программистов так или иначе применял этот подход. При использовании данного подхода затрачивается время лишь на кодирование и заказчику легко демонстрировать прогресс в разработке в строках кода.

Этот подход может быть рекомендован к использованию в двух случаях:

• для очень маленьких проектов, которые должны завершиться разработкой демонстрационного прототипа;

• для доказательства некоторой программной концепции.

3.3. КАСКАДНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ

Каскадные технологические подходы задают некоторую последовательность выполнения видов работ, обычно изображаемую в виде каскада. Иногда их называют подходами на основе модели водопада.

Классический каскадный подход (от англ. pure waterfall — чистый водопад) считается "дедушкой" технологических подходов к ведению жизненного цикла. Его можно рассматривать как отправную точку для огромного количества других подходов. Сформировался классический каскадный подход в период с 1970 по 1985 г. Специфика "чистого" каскадного подхода такова, что переход к следующему виду работ осуществляется только после того, как завершена работа с текущим видом работы (рис. 3.1). Возвраты к уже пройденным видам работ не предусмотрены.

Рис. 3.1. Классический каскадный подход

Данный подход может быть рекомендован к применению в тех проектах, где в самом начале все требования могут быть сформулированы точно и полно, например, в задачах вычислительного характера. Достаточно легко при таком технологическом подходе вести планирование работ и формирование бюджета. Основным недостатком классического каскадного подхода является отсутствие гибкости.

Каскадно-возвратный подход преодолевает недостаток классического подхода благодаря возможности возврата к предыдущим стадиям и пересмотру или уточнению ранее принятых решений (рис. 3.2). Каскадно-возвратный подход отражает итерационный характер разработки программного обеспечения и в значительной степени реальный процесс создания программного обеспечения, в том числе и существенное запаздывание с достижением результата. На задержку оказывают существенное влияние корректировки при возвратах.

Каскадно-итерационный подход предусматривает последовательные итерации каждого вида работ до тех пор, пока не будет достигнут желанный результат (рис. 3.3). Каждая итерация является завершенным этапом, и ее итогом будет некоторый конкретный результат. Возможно, данный результат будет промежуточным, не реализующим всю ожидаемую функциональность.

Каскадный подход с перекрывающимися видами работ (англ. waterfall with overlapping), так же как и классический каскадный подход предполагает проведение работ отдельными группами разработчиков, но эти группы не меняют специализацию от разработки к разработке, что позволяет распараллелить работы и в определенной степени сократить объем передаваемой документации (рис. 3.4).