Инкапсуляция – это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе и скрыть детали реализации от пользователя.
Наследование – это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью.
Полиморфизм – это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.
В результате существенно увеличивается показатель повторяемости использования кода и появляется возможность создания библиотек классов для различных применений.
Другой характерной особенностью технологии ООП является архитектура программы, представленная на рисунке 1.20.
Реализацией технологии ООП в рамках спиральной модели ЖЦ является получившая в последнее время широкое распространение технология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development).
Основные принципы (концепции) технологии RAD:
– разработка приложений итерациями;
– необязательность полного завершения работ на каждом из этапов ЖЦ;
– обязательное вовлечение пользователей в процесс разработки АИС;
– необходимое применение CASE-средств, обеспечивающих целостность проекта;
– применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;
– использование прототипирования, позволяющее полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;
– тестирование и развитие проекта одновременно с его разработкой;
– ведение разработки немногочисленной хорошо управляемой командой профессионалов;
– грамотное руководство разработкой системы, четкое планирование и контроль выполнения работ.
Рисунок 1.21 – Архитектура программы при технологии ООП
Процесс разработки программных систем по технологии RAD содержит следующие требования:
– небольшую команду программистов (от 2 до 10 человек);
– короткий производственный график (от 2 до 6 мес.);
– повторяющийся цикл, при котором разработчики, по мере того, как приложение начинает обретать форму, запрашивают и реализуют в продукте требования, полученные через взаимодействие с заказчиком.
Этапы спиральной модели ЖЦ программных систем, выполняемых в соответствии с технологией RAD, представлены на рисунке 1.22.
Рисунок 1.22 – ЖЦ АИС по технологии RAD
На этапе анализа и планирования пользователи системы определяют функции и требования АИС, выделяют наиболее приоритетные функции, описывают информационные потоки. Определение требований выполняется в основном силами пользователей под руководством специалистов-разработчиков. Ограничивается масштаб проекта, определяются временные рамки для каждого из последующих этапов. Результатом данного этапа являются техническое задание на разработку АИС.
На этапе проектирования пользователи принимают участие в техническом проектировании системы под руководством специалистов-разработчиков. CASEсредства используются для быстрого получения работающих прототипов приложений. Пользователи, непосредственно взаимодействуя с ними, уточняют и дополняют требования к системе. Более подробно рассматриваются процессы системы. Анализируется и, при необходимости, корректируется функциональная схема (модель). Каждая функция рассматривается детально. При необходимости для каждого элементарного процесса создается частичный прототип: экран, диалог, отчет, устраняющий неясности или неоднозначности. Определяются требования разграничения доступа к данным. На этом этапе формируется список необходимой документации.
После детального определения состава процессов оценивается количество функциональных элементов разрабатываемой системы и принимается решение о разделении АИС на подсистемы, поддающиеся реализации одной командой разработчиков за приемлемое для RAD-проектов время (60 – 90 дней). Проект распределяется между различными командами (делится функциональная модель).
Результаты этапа:
– общая информационная модель системы;
– функциональные модели системы в целом и подсистем, реализуемых отдельными командами разработчиков;
– точно определенные интерфейсы между автономно разрабатываемыми подсистемами;
– прототипы экранов, отчетов, диалогов.
На этапе реализации выполняется непосредственно быстрая разработка приложения – разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных на предыдущем этапе моделей. Программный код частично формируется при помощи автоматических генераторов, получающих информацию непосредственно из репозитория CASE-средств. Конечные пользователи оценивают получаемые результаты и вносят коррективы, если в процессе разработки система перестает удовлетворять определенным ранее требованиям. Тестирование системы осуществляется непосредственно в процессе разработки.
После окончания работ каждой отдельной команды разработчиков производится постепенная интеграция данной части системы с остальными, формируется полный программный код, выполняется тестирование совместной работы данной части приложения с остальными, а затем тестирование системы в целом. Результатом этапа является готовая система, удовлетворяющая всем согласованным требованиям.
На этапе внедрения производится обучение пользователей, организационные изменения и опытная эксплуатация новой системы.
Оценка размера приложений производится на основе так называемых функциональных точек (экраны, сообщения, отчеты, файлы и т.п.) Подобная метрика не зависит от языка программирования, на котором ведется разработка. Размер приложений, разработанных по технологии RAD, для хорошо отлаженной среды разработки АИС с максимальным повторным использованием программных компонентов представлен в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Характеристика приложений, реализуемых по технологии RAD
Технология RAD, соответствующая парадигме ООП, наряду с неоспоримыми преимуществами, обладает рядом существенных недостатков:
– отсутствие стандартов компоновки двоичных результатов компиляции объектов в единое целое даже в рамках одного языка программирования;
– взаимодействия между объектами требует разработки интерфейса, а, следовательно, дополнительных затрат времени и возникновение возможности ошибки в коде;
– изменение реализации одного объекта требует перекомпиляции всего программного продукта.
Таким образом, технология RAD эффективна для программных проектов средней сложности под конкретного заказчика. Разработка сложных программных систем (операционные системы, системы реального масштаба времени), т.е. программы с большим процентом уникального кода, требуют более высокого уровня планирования и жесткой дисциплины проектирования.
Для преодоления указанных недостатков ООП получил развитие компонентно-ориентированная парадигма программирования.
1.3.3 Вопросы и задания для самоконтроля
1 Что послужило формированию нового дохода к программированию который был назван «структурным».
2 В чем заключается сущность структурного подхода?
3 Охарактеризуйте технологию SADT. Перечислите правила SADT.
4 Охарактеризуйте технологию DFD. Дайте определение внешней сущности.
5 В чем заключается технология модульного программирования? Поясните архитектуру при технологии модульного программирования.
6 Поясните архитектуру программы при объектно – ориентированной технологии.
7 Дайте определение понятиям модель и алгоритм.
8 Перечислите последовательность операций технологии ООП.
9 Перечислите этапы спиральной модели ЖЦ АИС по технологии RAD. Охарактеризуйте каждый этап ЖЦ.
10 Перечислите недостатки характерные технологии RAD.
1.4 Современные технологии разработки программного обеспечения
Разработка программного обеспечения является молодой и быстро развивающейся отраслью инженерной науки, которая подвержена постоянным и быстрым изменениям. Так, лишь в начале 90-х годов Британское сообщество вычислительной техники (British Computer Society) начало присваивать разработчикам программ квалификацию инженера (Chartered Engineer), а в Соединенных Штатах (в штате Техас) только в 1998 году стало возможным зарегистрироваться в качестве профессионального инженера программного обеспечения. Но по-прежнему, даже в начале 21-го века, общепризнанным остается тот факт, что разработке программного обеспечения не достает развитой научной базы. По некоторым оценкам, 75 % организаций программной индустрии занимаются разработкой программ на интуитивном уровне. С другой стороны, в этой области сформировалось немало интересных идей и знакомство с ними является содержанием настоящей лекции.
