1.4. Розвиток інтерфейсу в технології програмування (1976–1992)

Новий вид програмування – складальний, орієнтований на об’єднання різномовних модулів, які специфікувалися різними мовами ОС ЄС (PL/1, Fortran, Algol–60, Cobol, Modula/2, Assembler). Засобами їх об’єднання на великому фреймворку ЄС ЕОМ були: інтерфейс, модулі використання в МП, життєвий цикл (ЖЦ)технології складання та система зборки (складальний конвеєр) формалізованих модулів і програм в більш складні програмні структури. Система АПРОП розроблялася за фінансовою підтримкою міністерства радіопромисловості СРСР більш 10 років і використана як частина технології «ПРОТВА» В.В.Ліпаєва, Вона отримала державну премію СРСР і передана в ЕрНУЦ «Алгоритм» (1984) разом з АПРОП, котра передана і в республіканський фонд України (1982). Її використовували більш ніж у 52 організаціях СРСР, у тому числі у республіках Прибалтиці, Середньої Азії, Кавказу та ін.

Головне нововведення в складальному програмуванні – інтерфейс (між модульний, міжмовний і технологічний) [19] і бібліотека інтерфейсних функцій перетворення типів даних з одної МП до іншій та переданих даних від одного модуля до іншого засобами системи АПРОП. Перше визначення поняття інтерфейсу та мови його опису сформульовано нами в проекті цієї системи в 1976р. під керівництвом В.М.Глушкова [2]. Ідея інтерфейсу для зв'язку модулів набагато випередила у цьому напряму зарубіжні розробки. Мова MIL (Мodule Interface Language) з'явився за кордоном на той час. Інтерфейс зберіг свою актуальність і виступає в якості головної домінанти взаємодіючих компонентів і об'єктів в сучасних глобальних і мережних середовищах, наприклад, програмний інтерфейс API (Application programs Interface), мовний інтерфейс IDL (Interface Definition Language), науковий інтерфейс SIDL (Scientifically IDL) для зв'язку наукових артефактів та ін.

Міжмодульний інтерфейс – це модуль-посередник інтерфейсу між передаючім і приймаючім модулями, що виконує функції передачі, прийому і перетворення не релевантних даних, переданих між ними для проведення обчислень. Мова визначення інтерфейсів модулів (МІМ) в системі АПРОП призначено для опису інтерфейсного посередника: типів даних (ТД) в мові опису поєднуваних модулів, оператори типу CALL для передачі вхідних і вихідних параметрів, операції перевірки правильності переданих та приймаючих параметрів. На основі опису посередників генерувався вихідний код інтерфейсу за допомогою бібліотеки функцій перетворення нееквівалентних ТД в класі МП ОС ЄС. Він відіграв важливу роль при виконанні різномовних модулів в ПС.

Міжмовний інтерфейс – сукупність засобів і методів представлення і перетворення структур і ТД МП за допомогою алгебраїчних систем (з алгеброю операцій і функцій інтерфейсу) забезпечення взаємно однозначного перетворення відрізняючи ТД в МП об’єднаних інтерфейсним мовним посередником (наприклад, перетворення матриці по рядках в Фортрані в матрицю по стовпцях в PL/1 і зворотно, символьних даних в ціле та ін.) Бібліотека інтерфейсу була передана за актами впровадження в 52 організації СРСР і широко користувалася розробниками програм у різних МП ОС ЄС [2, 36–39].

Технологічний інтерфейс – це сукупність методів і засобів для взаємозв'язку процесів і операцій ТЛ ЖЦ реалізації складних програм, включаючи нормативні, методичні документи та форми (каркасу ТЛ, форматів документів ТЛ, мову зв'язки процесів та ін.) Ці документи застосовуються при контролі результатів процесів, оцінки виконаних вимог та забезпечення показників якості, внесення змін до продукт на процесах ЖЦ і передачі його проміжного стану наступному процесові та ін. Методика створення ТЛ запропонована нами в 1987р. [30], апробована і вдосконалена на шести лініях АІС «Юпітер–470». Вона є першою роботою по формалізації та застосуванню ТЛ в проектах розробки великих інформаційних систем. Подальшим розвитком ТЛ є продуктові лінії (Product Lines) SEI http://sei.cmu.edu/productlines/frame_report/) в 2004 р.

Створена нами концепція інтерфейсу МП і модулів була автоматизована за допомогою інтерфейсних модулів–посередників, які генерувала система АПРОП (1975–1985р.). Це описано в монографії «Зв'язок різномовних модулів в ОС ЄС» (М.: 1982, Фінанси і статистика, 127с.). Там же дано опис мови інтерфейсу і бібліотеки міжмовного інтерфейсу (з 64 функцій), які використовувалися для генерації між модульних посередників. Ця частина системи сприяла скороченню обсягу робіт при зборці різномовних програм через інструментарій генерації посередників.

Інтерфейс доповідався на міжнародної конференції «Інтерфейс СЄВ» (1987) [31] і колектив розробників (Коваль Г.І., Коротун Т.М., Лавріщева К.М.) отримав почесну грамоту від організатора цієї конференції ДКНТІ СРСР.

Набагато пізніше в 1985–90 роках з'явилися зарубіжні мови опису інтерфейсів: API, IDL, SIDL та ін. Вони використовуються і тепер при створенні нових ПС і СПС з готових програм та КПВ і сервісів.

Позиція зборки модулів А.П.Єршова. В доповіді «Наукові основи доказового програмування» на президії АН СРСР (1984) він сказав наступне.

«Складальне програмування вирішує задачі багаторазового і швидкого застосування у процесі створення програми із заздалегідь виготовлених «деталей». Для того щоб представити корисність і важливість такого підходу до програмування, досить згадати про роль збірних конструкцій в сучасному житловому будівництві. Роль деталей у складальному програмуванні грають програмні модулі, що володіють структурної та функціональної цілісністю і в той же час спеціально пристосованими до того, щоб вступати в чітко обумовлене і контрольоване інформаційно-логічне взаємодію з іншими модулями (під взаємодією розуміється обмін інформацією).

Складальне програмування ефективно, коли комбінування порівняно невеликого числа заздалегідь запрограмованих модулів дозволяє швидко вирішити будь-яке завдання з деякого класу часто виникаючих проблем. Орієнтація на клас задач – особливість складального програмування, що пояснює його актуальність, оскільки широке розповсюдження міні – і мікро-ЕОМ дозволяє застосовувати кожну окрему машину для вирішення певних спеціальних завдань.

У загальному випадку складальне програмування – можна розглядати як синтез програми по специфікації завдання, проте в умовах, коли окремі модулі вирішені відпрацьовані і запрограмовані. При цьому синтез зводиться до схеми зборки модулів…

Теоретичну основу складального програмування містить модель предметної області, а технологічну основу – загальна схема зборки з оператором виклику. Варіант програми – це ланцюжок схеми складання модулів.

В якості прикладу складального програмування їм розглянуто програму обчислення площі трикутнику S = 1/2 b c sin  по заданих висотах, сторонах (а, в, с) і кутах ( , )».

Перспектива складального програмування. В іншій доповіді А.П. Єршова «Відношення методології та технології програмування» [13] на Всесоюзній конференції з ТП (1986p.) сформульовані перспективи промислової складальної технології програмування до 2000 р.

«Було б корисно виробити норматив по технології, який уніфікував би:

– загальну етапність розробки ПП;

– нормативи продуктивності і надійності продукту;

– організаційно-документаційну структуру;

–обчислювальне інструментальне середовище;

– між модульний інтерфейс підтримки складального програмування».

Саме по шляху індустрії і розвивалося надалі складальне програмування з готових КПВ (Reuses, Artifacts, Assets, Services та ін.). Це відповідає конвеєрної зборки В.М.Глушкова на фабриках програм по ТЛ, яка ідентична по стилю лінії складання автомобілів з готових комплектуючих і стикувальних деталей. У ній роль комплектуючих «деталей» виконують КПВ різного ступеня складності, а роль стикування – інтерфейси.

ТЛ як елемент складального конвеєра, визначився нами при участі в розробці програмного забезпечення АІС «Юпітер–470» для чотирьох об'єктів флоту. Для кожного об'єкта були розроблені десятки типових програм обробки даних [30]. Відділом було створено шість ТЛ виготовлення різних видів програм для вирішенні практичних завдань на об'єктах АІС. Фактично ТЛ – перший варіант автоматизованого складального конвеєра Глушкова. За їх допомогою було створено понад 500 програм обробки даних для об'єктів цієї АІС.

Таким чином, до моменту розвалу Радянського союзу (1992) концепція побудови ТЛ була запропонована і перевірена в системі «Юпітер». Пізніше замовлення як «Юпітер» більше не було, але відділ крок за кроком проводив наукові роботи (1992–2012), які стосувалися удосконалення і розвитку концепції ТЛ за ідеєю Глушкова, побудови інструментально-технологічного комплексу – ІТК за участю студентів МФТІ [56, 57, 61] та експериментальної фабрики програм студентами КНУ імені Тараса Шевченка (2011) [33, 34].

Все це є заключним етапом реалізації складального конвеєра на фабрики програм.

Результати даного періоду розвитку ТП:

– формування теорії і практики складального програмування, захист двох кандидатських та докторської дисертації (1988–1991), а також публікація монографії «Складальне програмування» (1991);

– попит побудови різних програм обробки даних на великому проекті АІС «Юпітер», перші реалізації ТЛ під задачі об’єктів АІС шляхом визначення мови опису ТЛ, моделей предметної області, форм різних документів та шаблонів.