(495) 925-0049, ITShop интернет-магазин 229-0436, Учебный Центр 925-0049
  Главная страница Карта сайта Контакты
Поиск
Вход
Регистрация
Рассылки сайта
 
 
 
 
 

Как проектируют программы: от UML до автоматного подхода

Источник: habrahabr

Создавать для программы дополнительное визуальное и документальное сопровождение - процесс трудоемкий и утомительный: отнимает много времени и кажется совершенно излишним, если архитектура программного обеспечения проста или является эталонной. Однако на практике программисты далеко не всегда сталкиваются с такими задачами.

Мы уже рассказывали, как автоматное программирование помогает решать вопросы создания документации и разработки логики всей программы (на примерах от примитивных до сложных). Сегодня поговорим о том, какие еще концепции и инструменты можно использовать для этой цели - и какое место автоматное программирование занимает среди них.

Andrew Butitta / Flickr / CC

Почему не "взлетел" UML

В большинстве случаев при разработке программного обеспечения, если система требует правок, то программисты просто берут код и исправляют ошибки так, как им удобно, а затем демонстрируют результат заказчику.

"Сегодня программирование - это не инженерная наука, а прикладная математика. При этом программисты сразу учатся писать код", - уточняет заведующий кафедрой Технологии программирования Университета ИТМО Анатолий Шалыто.

Чаще всего архитектура решения объясняется на словах или с применением простейших блок-диаграмм. Универсальный язык моделирования (UML), основанный на базе нескольких предыдущих стандартов, таких как метод Гради Буча (Booch), метод Джима Румбаха (OMT) и метод Айвара Джекобсона (OOSE), должен был помочь в этом вопросе. И на него возлагали определенные надежды.

Люди пробовали работать с UML, надеясь, что тот станет своеобразной "серебряной пулей", однако он не приобрел широкой популярности. Исследователи выделяют три главных препятствия, которые помешали массовому распространению диаграмм состояний в качестве общепринятого средства описания алгоритмов и сложных поведений программ.

Во-первых, для описания поведения, кроме диаграмм состояний, предлагалось использовать и другие типы диаграмм, однако правила, определяющие их взаимодействие, не были регламентированы.

"Многие считают, что этот язык слишком объемный, - говорит исследователь и предприниматель Хорди Кабот (Jordi Cabot). - Это связано с большим количеством диаграмм, доступных в UML".

Во-вторых, не было предложено подходов для совместного использования диаграмм, описывающих структуру и поведение программ. В-третьих, диаграммы для описания поведения в основном использовались разработчиками для общения друг с другом, в то время как назначение UML - составление спецификации с последующим её воплощением в программном коде.

Подобная судьба ожидала и множество других решений, которые, однако, не являются полноценными альтернативами UML. Речь идет о системе условных обозначений для моделирования бизнес-процессов (BPMN), моделях сущность-связь (ERM), диаграммах потоков данных (DFD), диаграммах состояний и др. Как отмечает Крис Фурман (Cris Fuhrman), все это не более, чем инструменты общения.

Переход к автоматам

Однако спецификации проектов нужны, поскольку они фиксируют результат процесса проектирования, освобождая ум разработчика для решения других задач, а также используются в качестве входных данных на этапе реализации.

Этапы разработки программной системы со сложным поведением

Автоматное программирование является подходом, способным облегчить процесс формирования спецификации. Во время работы создаются графы, в которых под влиянием внешних или любых других входных воздействий осуществляются переходы между состояниями и формируются выходные "импульсы". Для этого сперва формируется текстовая версия технического задания, в котором заказчик прописывает подробную работу желаемого решения.

После этого объявляются условные обозначения входных и выходных воздействий, источников и приемников информации, а затем рисуется схема. Графы переходов позволяют заказчику лучше понять то, что будет делать программист.

Имея схему связей и диаграмму переходов, с помощью формального преобразования можно построить код, реализующий автомат на языке программирования. После этого спецификации становятся частью проектной документации системы. Проектная документация составляется на естественном языке и обычно содержит постановку задачи, описание структуры и поведения системы, примеры ее использования.

Автоматное описание в ООП

Принципы автоматного подхода находят применение и в объектно-ориентированном программировании. Это возможно благодаря концепции "автоматы и объекты управления как классы". Такая модель принята, например, в инструментальном средстве автоматного программирования UniMod. Архитектура системы со сложным поведением, построенная согласно этому принципу представлена на рисунке ниже. 

Сопоставление отдельного класса каждому объекту управления приводит к тому, что усилия разработчиков по выделению этих объектов на стадии моделирования не пропадают на этапе реализации. При этом каждый запрос или команда имеет доступ только к строго определенной части вычислительного состояния.

В целом же процесс проектирования системы со сложным поведением можно описать следующим образом:

  1. Проведение объектной декомпозиции, когда система разбивается на множество самостоятельных взаимодействующих сущностей.
  2. Сопоставление сущностей с классами, определение интерфейсов классов и отношений.
  3. Выделение тех сущностей, которые обладают сложным поведением, - именно для их описания будет применяться автоматный подход.
  4. Задание набора управляющих состояний для каждой сущности. Запросы и команды сопоставляются с входными и выходными переменными управляющего автомата, а компоненты интерфейса - с его событиями. На их основе строится сам управляющий автомат.
  5. Реализация неавтоматизированных классов на выбранном объектно-ориентированном языке. Генерация кода может выполняться как автоматически, так и вручную.

Этот алгоритм не ограничивает программиста в выборе модели процесса разработки (водопадная, итеративная, кластерная и т. д.) и легко модифицируется в многоитерационный. При этом он также позволяет вносить изменения в уже существующую объектно-ориентированную систему и не требует проведения разработки "с чистого листа".



 Распечатать »
 Правила публикации »
  Обсудить материал в конференции Дискуссии и обсуждения общего плана »
Написать редактору 
 Рекомендовать » Дата публикации: 17.04.2017 
 

Магазин программного обеспечения   WWW.ITSHOP.RU
ESET NOD32 Parental Control – универсальная лицензия на 1 год для всей семьи
DevExpress / DXperience Subscription
Microsoft Office 365 для Дома 32-bit/x64. 5 ПК/Mac + 5 Планшетов + 5 Телефонов. Подписка на 1 год.
ESET NOD32 Cyber Security for MAC  - лицензия для 1 ПК на 1 год
ESET NOD32 Secure Enterprise newsale for 26 user, лицензия на 1 год
 
Другие предложения...
 
Курсы обучения   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
Магазин сертификационных экзаменов   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
3D Принтеры | 3D Печать   WWW.ITSHOP.RU
3D ручка Myriwell, голубая
CubeX Trio
3D сканер SENSE
MakerBot Replicator 2
CubeX Duo
 
Другие предложения...
 
Новости по теме
 
Рассылки Subscribe.ru
Информационные технологии: CASE, RAD, ERP, OLAP
Новые материалы
Программирование на Microsoft Access
Краткие описания программ и ссылки на них
Delphi - проблемы и решения
Adobe Photoshop: алхимия дизайна
Corel DRAW - от идеи до реализации
 
Статьи по теме
 
Новинки каталога Download
 
Исходники
 
Документация
 
Обсуждения в форумах
Пишу программы на заказ профессионально (1830)
Пишу программы на заказ на языках Pascal (численные методы, списки, деревья, прерывания) под...
 
программное обеспечение на заказ (1)
Разработаю программу или комплекс программ под ваши нужды. (Java, C#, C++, Delphi). Использую...
 
Курсовые, контрольные, дипломные работы по техническим дисциплинам: электроника, радиотехника и пр. (1)
Выполним контрольные, курсовые, дипломные работы по дисциплинам: программирование, базы...
 
Русификация рамки IDEF0 BPWin4 (39)
Возможно ли русифицировать рамку диаграмм в BPWin4?
 
Как извлечь рисунки из файла Word (38)
Вообще-то есть еще способ - сделать в Word-е Copy рисунка, открыть Microsoft Photo Editor и там:...
 
 
 



    
rambler's top100 Rambler's Top100