2. Язык UML. Руководство пользователя. Буч_ Рамбо_ Якобсон (2-е издание) (2006) (1185732), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Они также необходимы для визуализации и управления ее архитектурой. Модели помогают добиться лучшего понимания создаваемой нами системы, что зачастуюприводит к ее упрощению и обеспечивает возможность повторногоиспользования. Наконец, модели нужны для минимизации риска.Значение моделированияЕсли вы хотите соорудить собачью будку, то можете приступитьк работе, имея в наличии лишь кучу досок, горсть гвоздей, молоток,плоскогубцы и рулетку. Несколько часов работы после небольшогопредварительного планирования – и вы, надо полагать, сколотитевполне приемлемую будку, причем, скорее всего, без постороннейпомощи. Если будка получится достаточно большой и не будетсильно протекать, собака останется довольна. В крайнем случае никогда не поздно начать все сначала – или приобрести менее капризного пса.Если вам надо построить дом для своей семьи, вы, конечно, можете воспользоваться тем же набором инструментов, но временина это уйдет значительно больше, и ваши домочадцы, надо полагать,окажутся более требовательными, чем собака.
Если у вас нет особого опыта в области строительства, лучше тщательно все продуматьперед тем, как забить первый гвоздь. Стоит, по меньшей мере, сделать хотя бы несколько эскизов будущей постройки. Без сомнения,вам нужно качественное жилье, удовлетворяющее запросам вашейсемьи и не нарушающее местных строительных норм и правил, –а значит, придется сделать коеFкакие чертежи с учетом назначениякаждой комнаты и таких деталей, как освещение, отопление и водопровод. На основании этих планов вы сможете правильно рассчитать необходимое для работы время и выбрать подходящие стройматериалы. В принципе можно построить дом и самому, но гораздовыгоднее прибегнуть к помощи других людей, нанимая их для выполнения ключевых работ, или хотя бы купить готовые детали.Коль скоро вы следуете плану и укладываетесь в смету, ваша семьябудет довольна.
Если же чтоFто не сладится, вряд ли стоит менятьсемью – лучше своевременно учесть пожелания родственников.Задавшись целью построить небоскреб для офиса, было бы совсемнеразумно браться за дело, имея в распоряжении груду досок и молоток. Поскольку в этом случае, скорее всего, будут привлекаться20Зачем мы моделируеммногочисленные капиталовложения, инвесторы потребуют, чтобывы учли их пожелания относительно размера, стиля и формы строения.
Кстати, они могут изменить свое решение уже после того, каквы приступите к строительству. Так как любой просчет вам обойдется слишком дорого, значение планирования многократно возрастает. ПоFвидимому, вы окажетесь членом большого коллективапроектировщиков и застройщиков, и для успешного взаимодействия вам потребуется выполнять множество разнообразных чертежей и моделей здания.Подобрав нужных людей, подходящие инструменты и приступив к реализации намеченного плана, вы с большой вероятностьюсумеете построить здание, удовлетворяющее всем требованиям будущих обитателей.
Если вы и дальше собираетесь возводить дома, топридется искать компромисс между пожеланиями заказчика и возможностями современной технологии строительства, а к рабочему коллективу относиться с заботой, не рискуя людьми и не требуяработы, отнимающей всех сил без остатка.Хотя это и кажется комичным, многие компании, разрабатывающие программное обеспечение, хотят создать небоскреб, в то время как их подход к делу очень напоминает строительство собачьейбудки.Конечно, иногда вам может просто повезти. Если нужные людиоказались в нужном месте в нужное время и расположение планетблагоприятствует новым начинаниям, то, возможно, вам посчастливится создать продукт, который подойдет потребителям.
Но,скорее всего, нанять подходящих работников не удастся (все ониуже заняты), благоприятный момент вы упустите (вчера было былучше), а расположение планет будет крайне неблагоприятным(этот факт вообще неподвластен вашему контролю). Сталкиваясьс возрастающими требованиями к скорости разработки программного обеспечения, коллективы разработчиков часто ограничиваются тем единственным, что они поFнастоящему умеют делать – написанием новых строк кода.
Героические усилия, затрачиваемыена программирование, стали легендой в этой отрасли, и кажется,что единственным ответом на трудности в разработке программного обеспечения послужит еще более интенсивная работа. Однаконаписанный код вовсе не обязательно поможет решить проблему,а проект может быть настолько грандиозным, что даже увеличениерабочего дня на несколько часов окажется недостаточным для егоуспешного завершения.Если вы действительно хотите создать программный продукт,по масштабности замысла сопоставимый с жилым домом или небоскребом, то ваша задача не сводится к написанию большого объемакода. На самом деле проблема в том, чтобы написать правильныйЗначение моделирования21код минимального объема. При таком подходе разработка качественного программного обеспечения сводится к вопросам выбора архитектуры, подходящего инструментария и средств управления процессом.
Кстати, нужно иметь в виду, что многие проекты, задуманные«по принципу будки», быстро вырастают до размеров небоскреба,становясь жертвой собственного успеха. Если такой рост не был учтен в архитектуре приложения, технологическом процессе или привыборе инструментария, то неизбежно наступает время, когда выросшая до размеров огромного дома будка обрушится под тяжестьюсобственного веса. Но если разрушится будка, то это лишь разозлитвашу собаку, а если рухнет небоскреб, это затронет материальныеинтересы его арендаторов.Неудачные проекты терпят крах в силу самых разных причин,а вот успешные, как правило, имеют много общего.
Хотя успех программного проекта обеспечивается множеством разных составляющих, одной из главных является применение моделирования.Моделирование – это устоявшаяся и повсеместно принятаяинженерная методика. Мы строим архитектурные модели зданий,чтобы помочь их будущим обитателям во всех деталях представитьготовый объект. Иногда применяют даже математическое моделирование зданий, чтобы учесть влияние сильного ветра или землетрясения.Моделирование применяется не только в строительстве. Врядли вы сумеете наладить выпуск новых самолетов или автомобилей, не испытав свой проект на моделях: от компьютерных моделей и чертежей до физических моделей в аэродинамической трубе,а затем и полномасштабных прототипов. Электрические приборыот микропроцессоров до телефонных коммутаторов также требуютмоделирования для лучшего понимания системы и организацииобщения разработчиков друг с другом.
Даже в кинематографииуспех фильма невозможен без предварительно написанного сценария (тоже своеобразная форма модели!) В социологии, экономикеили менеджменте мы также прибегаем к моделированию, котороепозволяет проверить наши теории и испытать новые идеи с минимальным риском и затратами.Итак, что же такое модель? Попросту говоря, модель – это упрощенное представление реальности.Модель – это чертеж системы: в нее может входить как детальный план, так и более абстрактное представление системы «с высотыптичьего полета».
Хорошая модель всегда включает элементы, которые существенно влияют на результат, и не включает те, которыемалозначимы на данном уровне абстракции. Каждая система можетбыть описана с разных точек зрения, для чего используются разныемодели, каждая из которых, следовательно, является семантически22Зачем мы моделируемзамкнутой абстракцией системы. Модель может быть структурной,подчеркивающей организацию системы, или же поведенческой,отражающей ее динамику.Зачем мы моделируем? Для этого есть одна фундаментальнаяпричина.Мы строим модель для того, чтобы лучше понимать разрабатываемую систему.Моделирование позволяет решить четыре различные задачи(см.
главу 2):1. Визуализировать систему в ее текущем или желательномдля нас состоянии;2. Описать структуру или поведение системы;3. Получить шаблон, позволяющий сконструировать систему;4. Документировать принимаемые решения, используя полученные модели.Моделирование предназначено не только для создания большихсистем. Даже программный эквивалент собачьей будки выиграетот его применения. Чем больше и сложнее система, тем большеезначение приобретает моделирование при ее разработке.
Дело в том,что мы строим модели сложных систем, поскольку иначе такие системы невозможно воспринять как единое целое.Человеческое восприятие сложных сущностей ограничено. Моделируя, мы сужаем проблему, акцентируем внимание в каждыйданный момент только на одном ее аспекте. По сути, этот подходесть не что иное, как принцип «разделяй и властвуй», который Эдсгер Дейкстра (Edsger Dijkstra) провозгласил много лет назад: сложную задачу легче решить, если разделить ее на несколько меньших.Кроме того, моделирование усиливает возможности человеческогоинтеллекта, поскольку правильно выбранная модель позволяет создавать проекты на более высоких уровнях абстракции.Сказать, что моделирование имеет смысл, – еще не значит, чтооно абсолютно необходимо.
И действительно, многие исследованияпоказывают, что в большинстве компаний, разрабатывающих программное обеспечение, моделирование применяется редко или жене применяется вообще. Чем проще проект, тем менее вероятно, чтов нем будет использовано формальное моделирование.Ключевое слово здесь – «формальное». На практике даже приреализации простейшего проекта разработчики в той или иноймере применяют моделирование, хотя бы неформально.
Для визуализации части системы ее проектировщик может нарисовать чтоFтона доске или клочке бумаги. Коллектив разработчиков может применять CRCFкарточки, чтобы проработать сценарий или конструкцию механизма. Ничего плохого в таких моделях нет. Если ониПринципы моделирования23работают, то их существование оправдано. Но такие неформальныемодели часто создаются для однократного применения и не обеспечивают общего языка, который был бы понятен другим участникампроекта. В строительстве существует общий, понятный для всехязык чертежей, имеются общие языки в электротехнике и математическом моделировании. Организация разработчиков также может извлечь выгоду из применения общего языка моделированияпрограммного обеспечения.От моделирования может выиграть любой проект.
Даже присоздании одноразовых программ, когда зачастую бывает полезновыбрать неподходящий код изFза преимущества в скорости разработки, которое дают языки визуального программирования, моделирование поможет коллективу разработчиков лучше представитьплан системы, а значит, выполнить проект быстрее и создать именно то, что подразумевал первоначальный замысел. Чем сложнеепроект, тем более вероятно, что изFза отсутствия моделирования онсвернется раньше времени – или будет создано не то, что нужно.Все полезные и интересные системы с течением времени обычноусложняются. Пренебрегая моделированием в самом начале создания системы, вы, возможно, серьезно пожалеете об этом, когда будет уже слишком поздно.Принципы моделированияМоделирование имеет богатую историю во всех инженерныхдисциплинах.
Длительный опыт его использования позволил сформулировать четыре основных принципа.ВоFпервых, выбор модели оказывает определяющее влияние на подход к решению проблемы и на то, как будет выглядеть это решение.Иначе говоря, подходите к выбору модели вдумчиво. Правильно выбранная модель высветит самые коварные проблемы разработки и позволит проникнуть в самую суть задачи, что при иномподходе было бы просто невозможно. Неправильная модель заведетвас в тупик, поскольку внимание будет заостряться на несущественных вопросах.Давайте отвлечемся на минутку от обсуждения программногообеспечения и предположим, что вам нужно решить задачу из областиквантовой физики. Такие проблемы, как взаимодействие фотоновв пространствеFвремени, могут потребовать чрезвычайно сложныхматематических расчетов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
