5.2. Фабрика програм в кну

Під фабрикою програм розуміється інтегрована інфраструктура зі зборкою готових ресурсів у ПП, потрібних державним, науковим, комерційним і іншим замовникам. Фабрика обладнається продуктовими лініями, набором засобів, інструментів і сервісів для автоматизованого виконання процесів на цих лініях у операційному середовищі. Визначення фабрики дано у [2] таке: фабрика софтвера – це погоджений набір процесів, засобів і інших ресурсів для прискорення усього циклу створення тих чи інших програмних компонентів, застосувань і систем.

Фабрика базується на середовище, орієнтованим на автоматизацію виробництва ПП за відповідними технологічними лініями (ТЛ). З погляду інформаційних технологій фабрика дає набір інструментів для переходу до індустрії ПП із метою збільшення продуктивності розробки продукту на кожному етапі життєвого циклу (ЖЦ) із заданими функціями, архітектурою і якістю. Фабрики містять ТЛ з відповідним набором засобів розробки простих і складних ПП. Лінії розробки простих продуктів, як правило, відповідає ЖЦ, наприклад, реалізованому в середовищі MS.Net з використанням рекомендацій, каркасів (Framework), DSL-мов (Domain Specific Language) і ін. Лінія розробки складних ПП може бути зборочного типу із готових програмних ресурсів, що знаходяться в різних бібліотеках і репозитаріях.

Виходячи з отриманої практики автоматизованого збирання різнорідних програм у МП в середовищі ОС ЄС [3] і досвіту сучасних закордонних фабрик програм з індустрії ПП (IBM, OMG, Microsoft, Oberon тощо) [4] сформувалися загальні складові, що характеризують деяку фабрика софтвера: ­

– готові програмні ресурси (артефакти, програми, системи, reuses, assets, КПВ тощо);

– інтерфейс, як специфікатор паспортних даних готових різнорідних ресурсів, незалежно від мов програмування, в мові специфікації інтерфейсу (IDL, API, SIDL, WSDL, RAS тощо) [3, 8];

– операційне середовище, насичене системними програмними засобами і інструментами для підтримки індустріальної збірки різнорідних ресурсів [15];

­– технологічні лінії (ТЛ), продуктові лінії (Product Lines) [29] з виробництва ПП;

– метод, моделі процесу виробництва різного роду членів сімейства;

– зборочний конвеєр із автоматизованого набору ліній з розробки програм.

Вони є індустріальні складові з виробництва ПП, використовуються закордонними фірмами, наприклад, IBM, Microsoft, Corba, Java, Oberon і др.

Середовище виробництва програм на фабрики – це засоби, інструменти і методики забезпечення роботи фабрики програм при виробництві ПП методом зборки, функції яких забезпечують їх віртуалізацію, синхронізацію, виконання та підтримку продуктових та технологічних ліній з виробництва різнорідних програм в МП.

Засоби – це різні МП, які використовуються для опису програм і інструменти, типу транслятори, редактори обов’язково будуть на фабрики, як необхідний засіб виробництва програм.

Інструменти – це системні, прикладні програмні компоненти (Eclipse, Protégé, Eclipse-DSL тощо) підтримки процесів побудови прикладних ПС чи СПС та сучасні фреймворки (Jaspect, Jbeans, Ant, WCF, Web-service, Amazon, Sky-Driven тощо), які мають комплекс засобів для побудови окремих програмних об’єктів і даних в технології виробництва окремих особливих елементів, та загальносистемні засоби (VS.Net, Corba, Java, IBM Vsphere тощо), які сами як фабрики з великим набором різних Tools. І засобів підтримують командну розробку складних програм і проектів.

Методики розроблення і виконання процесів виробництва ПП включає документацію і інструкції по організації ТЛ і ТП і принципам проектування на них різних окремих елементів. Сюди відноситься створений нами набір нових дисциплін підтримки індустрії, які забезпечують нормативне і регламентоване виконання різних робіт з розробки, зборки, керування експертизами, вимірами і оцінками артефактів.

Виходячи з дисциплін SE у рамках веб-сайту представлена ТП із набору простих технологічних ліній розробки різних елементів цільових систем із КПИ, забезпечення взаємодії виготовлених систем у сучасних операційних середовищах (VS.Net, Corba, Java, Eclipse, Protege і т.п.) між собою, а також навчання ТП студентів, магістрантів і аспірантів предмета і дисциплін SE, програмуванню на мовах C#, Java, C++ і т.п.

Зборочне програмування

Одним  з головних завдань сучасної програмної інженерії є створення теоретичних і прикладних основ побудови складних програм з більш простих шляхом складання, об'єднання  різнорідних готових програмних ресурсів,  включаючи КПВ (assets, reuses. servises тощо),  готові модулі,  програми, системи, що реалізують різні задачі  деяких предметних або прикладних областей. Для об'єднання КПВ у нові програмні структури (ПС, СПС, сімейство систем, продуктові лінії – Product lines, тощо) розроблено зборочне програмування, об'єктами якого є різні програмні об'єкти  і їх паспорта, які специфікуються різними мовами програмування (МП), зберігаються в електронних бібліотеках (раніше у фондах алгоритмів і програм), репозиторіях Інтернету, а також в архівах  колективів  розробників програмних продуктів [ 3].

Основа цього програмування – метод зборки, тобто  спосіб об’єднання різномовних об'єктів в МП, який базується на теорії специфікації і відображенні  типів і структур даних МП за допомогою  алгебраїчної системи з  типи даних (ТД), операцій над ними і функціями еквівалентного перетворення одних типів даних (ТД  в інші. Зборка пар різномовних об'єктів в різних МП здійснюється через оператор  виклику (типу CALL, RPC, RMI тощо) зі списком параметрів і значеннями  формальних параметрів,  які перевіряються на відповідність ТД,  твердженням алгебри і операцій перетворення одних ТД до інших в класі МП. Результат відображення –  генеровані оператори еквівалентного перетворення ТД в модулі-посереднику сполучених об'єктів.

Зборочне  програмування  аналогічно конвеєру (як говорив В.М.Глушков у 1975 р.) на фабрики (Форда) зборки частин автомобіля  з готових комплектуючих і стиковочних деталей. В зборочному програмуванні роль комплектуючих «деталей» виконують прості КПВ різного ступеня складності, а роль стиковки – інтерфейси. 

Процес зборки будь-яких виробів характеризується готовими комплектуючими деталями  і вузлами, схемою зборки взаємозв'язками  окремих  компонентів, як вузлів, і правилами взаємодії), зборочним  конвеєром (технологією зборки). З точки зору методу зборочного програмування і з  припущеннями про те,  що роль «деталей» виконують прості КПВ різного ступеня складності, а роль стиковника – інтерфейси у вигляді інтерфейсного посередника. Вони присутні в багатьох методах програмування: зверху–вниз, знизу–вгору і т. д. На фабрики програм розробники програми, що  працюють за такими методами програмування, виділяють  ті об’єкти, які можуть бути комплектуючими, повторно використаними елементами (із груп операторів , окремих, самостійних фрагментів,  підпрограм, модулів тощо).Опреации зборки приведені у розділі сайта ТЕХНОЛОГЇ про зборку.

Операції збірки виконуються згідно з паспортами об'єктів і правилами сполучення. Інформація в паспортах повинна бути систематизована і виділена в такі окремі групи: передані дані та їх типи, що викликаються об'єкти, спільно використовувані файли і т.д. 

Правила сполучення визначають сумісність об'єднуваних  об'єктів, містять опис  функцій, необхідних для узгодження різних їх характеристик, представлених у паспортах.

Зборочний конвеєр. Процес складання об'єктів може проводитися ручним, автоматизованим і автоматичним способами. Як правило, останній спосіб є неможливим, що пов'язано з недостатньо формальним визначенням програмних об'єктів та їх інтерфейсів. Ручний спосіб недоцільний, оскільки складання готових компонентів являє собою великий обсяг дій, що носять скоріше рутинний, ніж творчий характер. Найбільш прийнятний – автоматизований спосіб збірки в середовищі системи, яка за заданими специфікаціям (моделям) програм здійснює збірку за допомогою стандартних правил сполучення під управлінням розробника. 

Засоби, що підтримують даний спосіб зборки, називаються інструментальним засобами зборочного програмування. До них відносяться засоби комплексування (об'єднання компонентів у більш складний об'єкт); інтерфейсні засоби опису та використання моделей цього програмування (сукупність моделей складання різних програмних об'єктів).

Необхідні умови застосування цього методу програмування включають в себе:

– наявність великої кількості різноманітних програмних продуктів, як об'єктів зборки; 

– паспортизація програмних об'єктів зборки;

– наявність досить повного набору стандартних правил спряження об'єктів і алгоритмів їх реалізації та засобів автоматизації процесу зборки;

– створення технологій застосування розроблених об'єктів в більш складних

 програмних продуктах.

Остання умова означає, що повинні існувати певні форми подання ПС як знань про предметні області, універсальні з точки зору проектування і розробки ПС. Основне питання зборки –  реалізація інтерфейсів між окремими модулями і / або компонентами, які забезпечують їх «стикування» або зв'язок.