Объектный подход к программированию
Третий этап - объектный подход к программированию (с середины 80-х до конца 90-х годов XX в.). Объектно-ориентированное программирование определяется как технология создания сложного программного обеспечения, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного типа (класса), а классы образуют иерархию с наследованием свойств. Взаимодействие программных объектов в такой системе осуществляется путем передачи сообщений [3] (рис. 5).
Рис. 5. Архитектура программы при ООП
Объектная структура программы впервые была использована в языке имитационного моделирования сложных систем Simula, появившемся еще в 60-х годах XX в. Естественный для языков моделирования способ представления программы получил развитие в другом специализированном языке моделирования - языке Smalltalk (70-е годы XX в.), а затем был использован в новых версиях универсальных языков программирования, таких, как Pascal, C++, Modula, Java [3].
Основным достоинством объектно-ориентированного программирования по сравнению с модульным программированием является «более естественная» декомпозиция программного обеспечения, которая существенно облегчает его разработку [1].
Это приводит к более полной локализации данных и интегрированию их с подпрограммами обработки, что позволяет вести практически независимую разработку отдельных частей (объектов) программы. Кроме этого, объектный подход предлагает новые способы организации программ, основанные на механизмах наследования, полиморфизма, композиции, наполнения. Эти механизмы позволяют конструировать сложные объекты из сравнительно простых. В результате существенно увеличивается показатель повторного использования кодов и появляется возможность создания библиотек классов для различных применений.
|
|
|
Были созданы среды, поддерживающие визуальное программирование, например, Delphi, C++ Builder, Visual C++ и т.д. Результатом визуального проектирования является заготовка будущей программы, в которую уже внесены соответствующие коды [2].
Использование объектного подхода имеет много преимуществ, однако его конкретная реализация в объектно-ориентированных языках программирования, таких, как Pascal и C++, имеет существенные недостатки [4]:
- фактически отсутствуют стандарты компоновки двоичных результатов компиляции объектов в единое целое даже в пределах одного языка программирования: компоновка объектов, полученных разными компиляторами C++ в лучшем случае проблематична, что приводит к необходимости разработки программного обеспечения с использованием средств и возможностей одного языка программирования высокого уровня и одного компилятора, а значит, требует наличия исходных кодов используемых библиотек классов;
|
|
|
- изменение реализации одного из программных объектов, как минимум, связано с перекомпиляцией соответствующего модуля и перекомпоновкой всего программного обеспечения, использующего данный объект.
Таким образом, при использовании этих языков программирования сохраняется зависимость модулей программного обеспечения от адресов экспортируемых полей и методов, а также структур и форматов данных. Эта зависимость объективна, так как модули должны взаимодействовать между собой, обращаясь к ресурсам друг друга. Связи модулей нельзя разорвать, но можно попробовать стандартизировать их взаимодействие, на чем и основан компонентный подход к программированию [3].
Модульный подход
Концепцию модульного подхода можно сформулировать в виде нескольких понятий и положений:
а) большие задачи разбиваются на ряд более мелких, функционально самостоятельных подзадач - модулей, которые связаны между собой только по входным и выходным данным;
б) модуль представляет собой «черный ящик» с одним входом и одним выходом. Это позволяет безболезненно производить модернизацию программы в процессе ее эксплуатации, облегчает ее сопровождение, а также позволяет разрабатывать части программного проекта на разных языках программирования;
|
|
|
в) в каждом модуле должны осуществляться ясные задачи. Если назначение модуля непонятно, то это означает, что декомпозиция на модули была проведена недостаточно качественно. Процесс декомпозиции нужно продолжать до тех пор, пока не будет ясного понимания назначения всех модулей и их оптимального сочетания;
г) исходный текст модуля должен иметь заголовок и интерфейсную часть, где отражаются назначение модуля и все его внешние связи;
д) в ходе разработки модулей программы следует предусматривать специальные блоки операций, учитывающие реакцию на возможные ошибки в данных или в действиях пользователя.
Большое значение в концепции модульного подхода придается организации управляющих и информационных связей между модулями программы, совместно решающими одну или несколько больших задач.
При работе с модулями нужно помнить их основное отличие от процедур и функций. Традиционные правила сферы действия глобальных и локальных переменных для модулей не работают. Эта языковая конструкция разработана так, чтобы исключить влияние глобальных переменных, объявленных в главной программе, на внутренние описания модуля. Поэтому, если возникает необходимость ввести доступные для всех блоков программы глобальные описания, то следует создать модуль глобальных объявлений и включить его в список импорта всех модулей, где нужны его описания.
|
|
|
Модульное проектирование предполагает выделение групп подпрограмм, использующих одни и те же глобальные данные, в отдельно компилируемые модули (библиотеки подпрограмм), например, модуль графических ресурсов. Связи между модулями при использовании данной технологии осуществляются через специальный интерфейс, в то время как доступ к реализации модуля (телам подпрограмм и некоторым «внутренним» переменным) запрещен. Эту технологию поддерживают современные версии языков Pascal и С (C++), языки Ада и Modul [3].
Заключение
В ходе работы были рассмотрены различные виды подходов к проектированию и программированию в разрезе развития, указаны их характерные черты, преимущества и недостатки.
Показаны на примерах, как происходит программная реализации при применении того или иного подхода.
Можно сделать вывод, что эволюция в технологии программирования позволила сделать программирование более понятным, разделять сложные программы на отдельные части и вести проектирование и программирование каждой из них самостоятельно, несмотря на усложнение программных продуктов появляются средства сокращать и ресурсные затраты.
Развитие не стоит на месте - появляются новые подходы, дающие большие возможности программистам, облегчающие их работу использованием готовых программных блоков, делающие процесс проектирования программных продуктов независимым, понятным не только программисту, но и заказчику, пользователю. Программа превращается в модель реального мира.
Список литературы:
1. Буч, Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами на С++ / Г. Буч, перевод с англ. под ред. И. Романовского и Ф. Андреева. - М.: Вильямс, 2008. - 721 с.
2. Архангельский, А.Я. Программирование в Delphi 7 / А.Я. Архангельский. М.: ООО «Бином-Пресс», 2003. - 1152 с.
3. Программирование. Лекции по программированию. - Режим доступа www.studifi.ru
4. Технология программирования. Структурное и объектно-ориентированное. - Режим доступа www.sgm.forumssity.ru
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 112; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!