Технологии программирования

Рис. 3.2. Каскадно-возвратный технологический подход

Рис. 3.3. Каскадно-итерационный технологический подход

Рис. 3.4. Каскадный подход с перекрывающимися видами работ

Каскадный подход с подвидами работ (англ. waterfall with subprocesses) очень близок подходу с перекрывающимися видами работ. Особенность его в том, что с точки зрения структуры, проект достаточно часто может быть разделен на подпроекты, которые могут разрабатываться индивидуально (рис. 3.5). В данном подходе требуется дополнительная фаза тестирования подсистем до объединения их в единую систему. Следует особое внимание обращать на грамотное деление проекта на подпроекты, которое должно учесть все возможные зависимости между подсистемами.

Рис. 3.5. Каскадный подход с подвидами работ

Рис. 3.6. Спиральная модель

Спиральная модель (spiral model) была предложена Барри Боэмом (Barry Boehm) в середине 80-х годов XX в. с целью сократить возможный риск разработки. Фактически, это была первая реакция на устаревание каскадной модели. Спиральная модель использует понятие прототипа — программы, реализующей частичную функциональность создаваемого программного продукта. Создание прототипов осуществляется в несколько витков спирали, каждый из которых состоит из "анализа риска", "некоторого вида работ" и "верификации" (рис. 3.6). Обращение к каждому виду работы предваряет "анализ риска", причем если риск превышения сроков и стоимости проекта оказывается существенным, то разработка заканчивается. Это позволяет предотвратить более крупные денежные потери в будущем.

Особенность спиральной модели — в разработке итерациями. Причем каждый следующий итерационный прототип будет обладать большей функциональностью.

3.4. КАРКАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ

Каркасные подходы представляют собой каркас для видов работ и включают их огромное количество.

Рациональный унифицированный подход к выполнению работ

(rational unified process-RUP), изложенный подробно в десятой главе данного учебника, вобрал в себя лучшее из технологических подходов каскадной группы. Весомое преимущество данного подхода состоит в созданном инструментарии его автоматизированной поддержки — программного продукта Rational Rose фирмы "Rational Software Corpation".

При использовании подхода выделяют четыре этапа: начало, исследование, построение, внедрение. В период прохождения этих этапов выполняются виды работ (например, анализ и проектирование), которые к тому же предусматривают итеративность их выполнения (рис. 3.7).

Основные особенности данного подхода:

• итеративность с присущей ей гибкостью;

• контроль качества с возможностью выявления и устранения рисков на самых ранних этапах;

• предпочтение отдается моделям, а не бумажным документам;

• основное внимание уделяется раннему определению архитектуры;

• возможность конфигурирования, настройки и масштабирования.

Рис. 3.7. Рациональный унифицированный подход к видам работ

3.5. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ

Термин "генетический" в названии этой группы подходов связан с происхождением программы и дисциплиной ее создания.

Синтезирующее программирование предполагает синтез программы по ее спецификации. В отличие от программы, написанной на алгоритмическом языке и предназначенной для исполнения на вычислительной машине после трансляции в используемый код, документ на языке спецификаций является лишь базисом для последующей реализации. Для получения этой реализации необходимо решить следующие основные задачи:

— доопределить детали, которые нельзя выразить при помощи языка спецификации, но которые необходимы для получения исполняемого кода;

— выбрать язык реализации и аппаратно-программную платформу для реализации;

— зафиксировать отображение понятий языка спецификаций на язык реализации и аппаратно-программную платформу;

— осуществить трансформацию представления (из спецификации в исполняемую программу на языке реализации);

— отладить и протестировать исполняемую программу.

Автоматическая генерация программ по спецификациям возможна для многих языков спецификаций, особенно для SDL, ASN.1, LOTOS, Estelle, UML (Rational Rose).

Сборочное (расширяемое) программирование предполагает, что программа собирается путем повторного использования уже известных фрагментов (рис. 3.8).

Сборка может осуществляться вручную или может быть задана на некотором языке сборки, или извлечена полуавтоматическим образом из спецификации задачи. Цейтин в 1990 г. изложил основные направления для создания техники сборочного программирования:

— выработка стиля программирования, соответствующего принятым принципам модульности;

— повышение эффективности межмодульных интерфейсов; важность аппаратной поддержки модульности;

— ведение большой базы программных модулей; решение проблемы идентификации модулей и проверки пригодности по описанию интерфейса. (Модули должны стать "программными кирпичиками", из которых строится программа.)

Рис. 3.8. Сборочное программирование

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 программирование предполагает, 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.