tehnologia (Г.С. Иванова - Учебник - Технология программирования), страница 5

Программное ядро CORBAреализовано для всех основных аппаратных и программных платформ и потому этутехнологию мо-22жно использовать для создания распределенного программного обеспечения в гетерогенной(разнородной) вычислительной среде.

Организация взаимодействия между объектамиклиента и сервера в CORBA осуществляется с помощью специального посредника,названного VisiBroker, и другого специализированного программного обеспечения.Отличительнойособенностьюсовременногоэтапаразвитиятехнологиипрограммирования, кроме изменения подхода, является создание и внедрениеавтоматизированных технологий разработки и сопровождения программного обеспечения,.которые были названы CASE-технологиями (Computer-Aided Software/System Engineering разработкапрограммногообеспечения/программныхсистемсиспользованиемкомпьютерной поддержки). Без средств автоматизации разработка достаточно сложногопрограммного обеспечения на настоящий момент становится трудно осуществимой: памятьчеловека уже не в состоянии фиксировать все детали, которые необходимо учитывать приразработке программного обеспечения.

На сегодня существуют CASE-технологии,поддерживающие как структурный, так и объектный (в том числе и компонентный) подходык программированию.Появление нового подхода не означает, что отныне все программное обеспечение будетсоздаваться из программных компонентов, но анализ существующих проблем разработкисложного программного обеспечения показывает, что он будет применяться достаточношироко.1.2. Проблемы разработки сложных программных системБольшинство современных программных систем объективно очень сложны.

Этасложность обуславливается многими причинами, главной из которых является логическаясложность решаемых ими задач.Пока вычислительных установок было мало, и их возможности были ограничены, ЭВМприменяли в очень узких областях науки и техники, причем, в первую очередь, там, гдерешаемые задачи были хорошо детерминированы и требовали значительных вычислений. Внаше время, когда созданы мощные компьютерные сети, появилась возможность переложитьна них решение сложных ресурсоемких задач, о компьютеризации которых раньше никто ине думал. Сейчас в процесс компьютеризации вовлекаются совершенно новые предметныеобласти, а для уже освоенных областей усложняются уже сложившиеся постановки задач.Дополнительными факторами, увеличивающими сложность разработки программныхсистем, являются [10]:• сложность формального определения требований к программным системам;• отсутствие удовлетворительных средств описания поведения дискретных систем сбольшим числом состояний при недетерминированной последовательности входныхвоздействий;23• коллективная разработка;• необходимость увеличения степени повторяемости кодов.Сложность определения требований к программным системам.

Сложностьопределения требований к программным системам обусловливается двумя факторами. Вопервых, при определении требований необходимо учесть большое количество различныхфакторов. Во-вторых, разработчики программных систем не являются специалистами вавтоматизируемых предметных областях, а специалисты в предметной области, как правило,не могут сформулировать проблему в нужном ракурсе.Отсутствие удовлетворительных средств формального описания поведениядискретных систем. В процессе создания программных систем используют языкисравнительно низкого уровня.

Это приводит к ранней детализации операций в процессесоздания программного обеспечения и увеличивает объем описаний разрабатываемыхпродуктов, который, как правило, превышает сотни тысяч операторов языкапрограммирования. Средств же, позволяющих детально описывать поведение сложныхдискретных систем на более высоком уровне, чем универсальный язык программирования,не существует.Коллективная разработка. Из-за больших объемов проектов разработка программногообеспечения ведется коллективом специалистов.

Работая в коллективе, отдельныеспециалисты должны взаимодействовать друг с другом, обеспечивая целостность проекта,что при отсутствии удовлетворительных средств описания поведения сложных систем,упоминавшемся выше, достаточно сложно. Причем, чем больше коллектив разработчиков,тем сложнее организовать процесс работы [8].Необходимость увеличения степени повторяемости кодов. На сложностьразрабатываемого программного продукта влияет и то, что для увеличенияпроизводительности труда компании стремятся к созданию библиотек компонентов, которыеможно было бы использовать в дальнейших разработках.

Однако в этом случае компонентыприходится делать более универсальными, что в конечном итоге увеличивает сложностьразработки.Вместе взятые, эти факторы существенно увеличивают сложность процесса разработки.Однако очевидно, что все они напрямую связаны со сложностью объекта разработки программной системы.1.3. Блочно-иерархический подход к созданию сложных системПрактика показывает, что подавляющее большинство сложных систем как в природе,так и в технике имеет иерархическую внутреннюю структуру. Это связано с тем, что обычносвязи элементов сложных систем различны как по типу, так и по силе, что и позволяетрассматривать эти системы как некоторую совокупность взаимозависимых подсистем.Внутренние связи элементов таких подсистем сильнее, чем связи между подсистемами.Например,24компьютер состоит из процессора, памяти и внешних устройств, а Солнечная системавключает Солнце и планеты, вращающиеся вокруг него.В свою очередь, используя то же различие связей, можно каждую подсистему разделитьна подсистемы и т.д.

до самого нижнего «элементарного» уровня, причем выбор уровня,компоненты которого следует считать элементарными, остается за исследователем. Наэлементарном уровне система, как правило, состоит из немногих типов подсистем, поразному скомбинированных и организованных.

Иерархии такого типа получили название«целое-часть».Поведение системы в целом обычно оказывается сложнее поведения отдельных частей,причем из-за более сильных внутренних связей особенности системы в основномобусловлены отношениями между ее частями, а не частями как таковыми.В природе существует еще один вид иерархии – иерархия «простое-сложное» илииерархия развития (усложнения) систем в процессе эволюции. В этой иерархии любаяфункционирующая система является результатом развития более простой системы. Именноданный вид иерархии реализуется механизмом наследования объектно-ориентированногопрограммирования.Будучи в значительной степени отражением природных и технических систем,программные системы обычно являются иерархическими, т. е.

обладают описанными вышесвойствами. На этих свойствах иерархических систем строится блочно-иерархический подходк их исследованию или созданию. Этот подход предполагает сначала создавать части такихобъектов (блоки, модули), а затем собирать из них сам объект.Процесс разбиения сложного объекта на сравнительно независимые части получилназвание декомпозиции.

При декомпозиции учитывают, что связи между отдельнымичастями должны быть слабее, чем связи элементов внутри частей. Кроме того, чтобы изполученных частей можно было собрать разрабатываемый объект, в процессе декомпозициинеобходимо определить все виды связей частей между собой.При создании очень сложных объектов процесс декомпозиции выполняетсямногократно: каждый блок, в свою очередь, декомпозируют на части, пока не получаютблоки, которые сравнительно легко разработать. Данный метод разработки получил названиепошаговой детализации.Существенно и то, что в процессе декомпозиции стараются выделить аналогичныеблоки, которые можно было бы разрабатывать на общей основе.

Таким образом, как ужеупоминалось выше, обеспечивают увеличение степени повторяемости кодов и,соответственно, снижение стоимости разработки.Результат декомпозиции обычно представляют в виде схемы иерархии, на нижнемуровне которой располагают сравнительно простые блоки, а на верхнем – объект,подлежащий разработке. На каждом иерархическом уровне описание блоков выполняют сопределенной степенью детализации, аб-25страгируясъ от несущественных деталей. Следовательно, для каждого уровняиспользуют свои формы документации и свои модели, отражающие сущностьпроцессов, выполняемых каждым блоком. Так для объекта в целом, как правило,удается сформулировать лишь самые общие требования, а блоки нижнего уровнядолжны быть специфицированы так, чтобы из них действительно можно было собратьработающий объект.

Другими словами, чем больше блок, тем более абстрактнымдолжно быть его описание (рис. 1.8).При соблюдении этого принципа разработчик сохраняет возможность осмысленияпроекта и, следовательно, может принимать наиболее правильные решения на каждомэтапе, что называют локальной оптимизацией (в отличие от глобальной оптимизациихарактеристик объектов, которая для действительно сложных объектов не всегдавозможна).Примечание. Следует иметь в виду, что понятие сложного объекта по мере совершенствованиятехнологий изменяется, и то, что было сложным вчера, не обязательно останется сложным завтра.Итак, в основе блочно-иерархического подхода лежат декомпозиция ииерархическое упорядочение.

Важную роль играют также следующие принципы:• непротиворечивость - контроль согласованности элементов между собой;• полнота - контроль на присутствие лишних элементов;• формализация – строгость методического подхода;• повторяемость – необходимость выделения одинаковых блоков для удешевленияи ускорения разработки;• локальная оптимизация – оптимизация в пределах уровня иерархии.Совокупность языков моделей, постановок задач, методов описаний некоторогоиерархического уровня принято называть уровнем проектирования.26Каждый объект в процессе проектирования, как правило, приходится рассматривать снескольких сторон.

Различные взгляды на объект проектирования принято называтьаспектами проектирования.Помимо того, что использование блочно-иерархического подхода делает возможнымсоздание сложных систем, он также:• упрощает проверку работоспособности, как системы в целом, так и отдельных блоков;• обеспечивает возможность модернизации систем, например, замены ненадежныхблоков с сохранением их интерфейсов.Необходимоотметить,чтоиспользованиеблочно-иерархическогоподходаприменительно к программным системам стало возможным только после конкретизацииобщих положений подхода и внесения некоторых изменений в процесс проектирования.

Приэтом структурный подход учитывает только свойства иерархии «целое-часть», а объектный –использует еще и свойства иерархии «простое-сложное».1.4. Жизненный цикл и этапы разработкипрограммного обеспеченияЖизненным циклом программного обеспечения называют период от момента появленияидеи создания некоторого программного обеспечения до момента завершения егоподдержки фирмой-разработчиком или фирмой, выполнявшей сопровождение.Состав процессов жизненного цикла регламентируется международным стандартомISO/IEC 12207: 1995 «Information Technologies – Software Life Cycle Processes»(«Информационные технологии - Процессы жизненного цикла программного обеспечения»).ISO - International Organization for Standardization – Международная организация постандартизации.