7. Проектирование асоиу и программного обеспечения как сложной системы. Понятие простых и сложных систем, признаки сложной системы. Способы борьбы со сложностью.

Существенная черта промышленной программы – высокий уровень сложности: один разработчик практически не в состоянии охватить все аспекты такой системы.

Сложность вызывается четырьмя основными причинами:

• сложностью реальной предметной области, из которой исходит заказ на разработку;

• трудностью управления процессом разработки;

• необходимостью обеспечить достаточную гибкость программы;

• неудовлетворительными способами описания поведения больших дискретных систем.

Признаки сложной системы

• Сложные системы часто являются иерархическими и состоят из взаимозависимых подсистем, которые в свою очередь также могут быть разделены на подсистемы, и т.д., вплоть до самого низкого уровням.

• Сложные системы состоит из элементарных компонентов. Выбор, какие компоненты в данной системе считаются элементарными, определяет исследователь.

• Внутри компонентная связь обычно сильнее, чем связь между компонентами.

• Иерархические системы обычно состоят из немногих типов подсистем, по-разному скомбинированных и организованных.

• Любая работающая сложная система является результатом развития работавшей более простой системы.

Способы борьбы со сложностью:

• Иерархия

• Алгоритмическая декомпозиция.

• Объектно-ориентированная декомпозиция.

• Абстракция.

Выводы

• Программам присуща сложность, которая нередко превосходит возможности человеческого разума.

• Задача разработчиков программных систем - создать у пользователя разрабатываемой системы иллюзию простоты.

• Сложные системы обычно создаются на основе устойчивых промежуточных форм, используя декомпозицию, выделение абстракций и создание иерархий.

• Сложные системы можно исследовать, концентрируя основное внимание либо на объектах, либо на процессах; имеются основания использовать объектно-ориентированную декомпозицию, при которой мир рассматривается как упорядоченная совокупность объектов, которые в процессе взаимодействия друг с другом определяют поведение системы.

8. Методы проектирования программного продукта как сложной системы: структурный, объектный, потоковый.

Метод - это последовательный процесс создания моделей, которые описывают вполне определенными средствами различные стороны разрабатываемой программной системы.

Методология - это совокупность методов, применяемых в жизненном цикле разработки программного обеспечения и объединенных одним общим философским подходом.

Методы важны по нескольким причинам:

• они упорядочивают процесс создания сложных программных систем, как общие средства доступные для всей группы разработчиков.

• они позволяют менеджерам в процессе разработки оценить степень продвижения и риск.

Методы делят на три основные группы:

• метод структурного проектирования сверху вниз;

• метод потоков данных;

• объектно-ориентированное проектирование.

В структурном проектировании присутствует алгоритмическая декомпозиция.

Недостатки: не позволяет выделить абстракции и обеспечить ограничение доступа к данным; не предоставляет достаточных средств для организации параллелизма; не может обеспечить создание предельно сложных систем, и он, как правило, неэффективен в объектных и объектно-ориентированных языках программирования.

Метод потоков данных. В этом методе программная система рассматривается как преобразователь входных потоков в выходные. Метод потоков данных, как и структурный метод, с успехом применялся при решении ряда сложных задач, в частности, в системах информационного обеспечения, где существуют прямые связи между входными и выходными потоками системы и где не требуется уделять особого внимания быстродействию.

Объектно-ориентированное проектирование (object-oriented design, OOD). В основе OOП лежит представление о том, что программную систему необходимо проектировать как совокупность взаимодействующих друг с другом объектов, рассматривая каждый объект как экземпляр определенного класса, причем классы образуют иерархию. Объектно-ориентированный подход отражает топологию новейших языков высокого уровня, таких как Smalltalk, Object Pascal, C++, CLOS и Ada.

Объектно-ориентированный анализ и проектирование - это метод, логически приводящий нас к объектно-ориентированной декомпозиции. Применяя объектно-ориентированное проектирование, мы создаем гибкие программы, написанные экономными средствами. При разумном разделении пространства состояний мы добиваемся большей уверенности в правильности нашей программы. В итоге, мы уменьшаем риск при разработке сложных программных систем.