Информационные технологии

• на модуль можно ссылаться (т.е. обращаться к нему) по имени, в том числе и из других модулей;
• по завершении работы модуль должен возвращать управление тому модулю, который его вызывал;
• модуль должен иметь один вход и выход;
• модуль должен иметь небольшой размер, обеспечивающий его обозримость.

При разработке сложных программ в них выделяют головной управляющий модуль, подчиненные ему модули, обеспечивающие реализацию отдельных функций управления, функциональную обработку (т.е. непосредственную реализацию основного назначения программного комплекса), а также вспомогательные модули, обеспечивающие сервисное обслуживание пакета (например, сбор и анализ статистики работы программы, обработка различного рода ошибочных ситуаций, обучение и выдача подсказок и т.п.).

Модульный принцип разработки программ обладает следующими преимуществами:

• большую программу могут разрабатывать одновременно несколько исполнителей, и это позволяет сократить сроки ее разработки;
• появляется возможность создавать и многократно использовать в дальнейшем библиотеки наиболее употребимых программ;
• упрощается процедура загрузки больших программ в оперативную память, когда требуется ее сегментация;
• возникает много естественных контрольных точек для наблюдения за осуществлением хода разработки программ, а в последующем для контроля за ходом исполнения программ;
• обеспечивается более эффективное тестирование программ, проще осуществляются проектирование и последующая отладка.

Преимущества модульного принципа построения программ особенно  наглядно проявляются на этапе сопровождения и модификации программных продуктов, позволяя значительно сократить затраты сил и средств на реализацию этого этапа.

Структурное программирование

Актуальная для начального периода развития и использования ЭВМ проблема разработки программ, занимающих минимум основной памяти и выполняющихся за кратчайшее время, в последующем в связи резким падением стоимости аппаратной части ЭВМ, значительным возрастанием их быстродействия и объемов памяти сменилась необходимостью разработки и применения принципиально новых методов составления программ. Все это нашло свое воплощение в разработке принципа структурного программирования. Одной из целей структурного программирования было стремление облегчить разработку и отладку программных модулей, а главное - их последующее сопровождение и модификацию.

В настоящее время  структурное программирование - это  целая дисциплина, объединяющая несколько взаимосвязанных способов создания ясных, легких для понимания программ. Эффективность применения современных универсальных языков программирования во многом определяется удобством написания с их помощью структурных программ.

CASE-технологии

За последнее десятилетие в области средств автоматизации программирования сформировалось новое направление под общим названием CASE-технологии (Computer Aided Software Engineering).

CASE-технология представляет собой совокупность средств системного анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем, поддерживаемых комплексом взаимоувязанных инструментальных средств автоматизации всех этапов разработки программ. Благодаря структурным методам CASE-технология на стадиях анализа и проектирования обеспечивает разработчиков широкими возможностями для различного рода моделирования, а централизованное хранение всей необходимой для проектирования информации и контроль за целостностью данных гарантируют согласованность взаимодействия всех специалистов, занятых в разработке ПО.

Технологии RAD

В начале 80-х годов появилась методология, по которой разработка программы начиналась не после завершения процесса выработки окончательных требований к ней, а как только устанавливались требования на первый, “стартовый” (пилотный) вариант прикладной программы, позволяющий начать содержательную работу по ее реализации на компьютере.

Это дало пользователю возможность, получая уже с первых шагов конкретное представление о характере реализации задачи, уточнять ее постановку. Тем самым облегчался процесс экспериментального поиска нужного решения автоматизации задачи. Благодаря тесному взаимодействию разработчика с заказчиком (пользователем) на самом ответственном этапе создания прикладных программ между ними достигалось быстрое взаимопонимание цели поставленной задачи и возможности ее автоматизации в данных конкретных условиях. Это повышало скорость разработки программ и послужило основанием для названия такой технологии RAD (Rapid Application Development - быстрая разработка программ), которая получила широкое распространение.

Data Warehouse

Другое направление  разработки прикладных программных  средств, олицетворяющее собой современный  подход к реализации широкого круга  задач для принятия управленческих решений, базируется на концепции создания специального хранилища данных (Data Warehouse). Основное отличие концепции Data Warehouse от традиционного представления баз данных заключается в следующем:

• во-первых, в том, что актуализация данных в Data Warehouse означает не обновление элементов информации, а добавление новых элементов к уже имеющимся (что расширяет возможности проведения различного рода сравнительного анализа);
• во-вторых, в том, что наряду с информацией, непосредственно отражающей состояние системы управления, в Data Warehouse аккумулируются и метаданные.

Метаданные (данные о данных) облегчают возможность визуального представления содержимого Data Warehouse, позволяют, "перемещаясь" по хранилищу, быстро отбирать необходимые данные для последующей обработки.

Основные типы метаданных Data Warehouse отражают:

• структуру и содержимое хранилища;
• соответствие между исходными и выходными данными;
• объемные характеристики данных;
• критерии архивирования;
• отношения между данными;
• информацию по кодированию;
• интервал жизни данных и т.п.

Концепция Data Warehouse поддерживается RAD средствами разработки прикладного ПО.

Концепция Data Warehouse обеспечивает возможность разработки программных приложений для поддержки процессов принятия решений с использованием OLAP-систем.

Система OLAP (On-Line Analytical Process) предоставляет возможность разработки информационных систем, ориентированных на yна организацию многомерных баз данных и создание корпоративных сетей, а также обеспечивает поддержку Web-технологий в сетях Internet/Intranet

Успешное применение инструментальных средств OLAP-систем объясняется быстротой разработки приложений, гибкостью и широкими возможностями в области доступа к данным и их преобразования. В настоящее время на рынке ПО предлагается большое число OLAP-стем, разработчиками которых являются различные фирмы, например IBM, Informix, Microsoft, Oracle, Sybase и др.

 

 

 

 

 

 

2. Инструментарий технологии программирования

 

Инструментарий технологии программирования - программные продукты поддержки (обеспечения) технологии программирования.

В рамках этого направления  сформировались следующие группы программных продуктов (рис. 7.2):

1. средства для создания приложений, включающие:
• локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ;
• интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;
2. средства для создания информационных систем (CASE- технология), представляющие методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенные для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.

 

 

Рис. 7.2 - Классификация инструментария технологии программирования

3. Средства для создания приложений

 

Локальные средства разработки программ

Эти средства на рынке  программных продуктов наиболее представительны и включают языки  и системы программирования, а  также инструментальную среду пользователя.

Язык программирования - формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.

Средства для  создания приложений - совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отладки и поддержки создаваемых программ.

Языки программирования можно условно разделить на следующие  классы (если в качестве признака классификации взять синтаксис образования конструкций языка):

• машинные языки (computer language) - языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);
• машинно-ориентированные языки (computer-oriented language) - языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);
• алгоритмические языки (algorithmic language) - языки программирования, не зависящие от архитектуры компьютера (Паскаль, Си, Фортран, Бейсик и др.);
• процедурно-ориентированные языки (procedure-oriented language) - языки программирования, где имеется возможность написания программы как совокупности процедур (подпрограмм);
• проблемно-ориентированные языки (universal programming language) - языки программирования, предназначенные для решения задач определенного класса (Лисп, Пролог, Симула и др.);
• интегрированные системы программирования.

Другой классификацией языков программирования является их деление на языки, ориентированные на реализацию основ структурного программирования, и объектно-ориентированные языки, поддерживающие понятие объектов и их свойств и методов обработки.

Программа, подготовленная на языке программирования, проходит этап трансляции, когда происходит преобразование исходного кода программы (source code) в объектный код (object code), который далее пригоден к обработке редактором связей. Редактор связей специальная программа, обеспечивающая построение загрузочного модуля (load module), пригодного к выполнению (рис. 7.3).

 

Рис. 7.3 - Схема процесса создания загрузочного модуля программы

 

Трансляция может выполняться  с использованием средств компиляторов (compiler) или интерпретаторов (interpreter). Компиляторы транслируют всю программу, но без ее выполнения. Интерпретаторы, в отличие от компиляторов, выполняют пооператорную обработку и выполнение программы.

Существуют специальные  программы, предназначенные для трассировки и анализа выполнения программ, так называемые отладчики (debugger). Лучшие отладчики позволяют осуществить трассировку (отслеживание выполнения программы в пооператорном варианте), идентификацию места и вида ошибок в программе, наблюдение за изменением значений переменных, выражений и т.п. Для отладки и тестирования правильности работы программ создается база данных контрольного примера.

Более мощным средством  разработки программ являются системы программирования.

Системы программирования (programming system) включают:

• компилятор;
• интегрированную среду разработчика программ;
• отладчик;
• средства оптимизации кода программ;
• набор библиотек (возможно с исходными текстами программ);
• редактор связей;
• сервисные средства (утилиты) для работы с библиотеками текстовыми и двоичными файлами;
• справочные системы;
• документатор исходного кода программы;
• систему поддержки и управления проектом программного комплекса.

Средства поддержки  проектов - новый класс средств  разработки программного обеспечения, предназначенный для:

• отслеживания изменений, выполненных разработчиками программ;
• поддержки версий программы с автоматической разноской изменений;
• получения статистики о ходе работ проекта.

Инструментальная    среда     пользователя    представлена

специальными средствами, встроенными в пакеты прикладных программ, такими, как:

• библиотека функций, процедур, объектов и методов обработки;
• макрокоманды;
• клавишные макросы; языковые макросы;
• программные модули-вставки; конструкторы экранных форм и отчетов;
• генераторы приложений; языки запросов высокого уровня;
• языки манипулирования данными; конструкторы меню и многое другое.

Средства отладки и  тестирования программ предназначены  для подготовки разработанной программы  к промышленной эксплуатации.

 

Интегрированные среды разработки программ

Дальнейшим развитием  локальных средств разработки программ, являются интегрированные программные среды разработчиков.