Методы разработки структуры программы

Спецификация программного модуля содержит синтаксическую спецификацию его входов, позволяющую построить на используемом языке программирование правильное обращение к нему. Это описание семантики функции. Функциональная спецификация модуля строится также как и функциональная спецификация ПС. В процессе разработки программы модульная структура может формироваться по разному, обычно используется 2 метода:

1. Метод восходящей разработки

Сначала строится модульная структура программы в виде дерева, затем поочередно программируются модули программы, начиная с самого нижнего уровня (листья дерева, самых маленьких модулей). Модули программируются в таком порядке, чтобы для каждого нового модуля были созданы уже все модули, к которым он обращается. Затем происходит поочередное тестирование и отладка в таком же порядке. Такой расклад не рекомендуется. Это связано со следующим:

1. Для программирования какого-либо модуля совсем не требуется текста описывающий модуль, для этого достаточно чтобы каждый модуль был лишь специфицирован.

2. Каждая программа подчиняется некоторым внутренним для нее соображениям, например, структура данных, набор исходных переменных и т.д. на который накладывай свой отпечаток предметная область в которой функционирует приложение. Поэтому модули часто требуют перепрограммирования, когда происходит уточнение этой глобальной информации. Таким образом, наблюдается большой объем отладочного программирования и при этом не гарантируется, что тестирование модуля будет происходить в тех же условиях, что и в рабочей программе.

1. Метод снисходящей разработки

Заключается в следующем: сначала также строится модульная структура в виде дерева, но программирование происходит в другом направлении, начиная с самого верхнего (головного) уровня и только затем переходит к программированию других модулей. Когда все модули запрограммированы происходит программирование и отладка. В этом случае вся глобальная информация формируется своевременно, т.е. просчеты в программировании модулей сводятся к минимуму, облегчается тестирование, поскольку головной модуль уже создан и можно лишь его запустить. Также все модули тестируются в естественном состоянии информационной среды. Если головной модуль обращается к еще незапрограммированному модулю, то он заменяется на имитатор (т.е. простой программный фрагмент, сигнализирующий о том, что произошел факт обращения к модулю с необходимыми входными параметрами). Таким образом объем отладочного программирования сводится к созданию простых имитаторов. Также имитаторы удобно использовать для того чтобы они возвращали строго определенные значения.

Эти два способа являются классическими, поскольку инструкция должна быть разработана до начала программирования модулей. В ряде случаев разработать такую структуру достаточно точно и содержательно трудно, поэтому применяются другие подходы, в которых модульная структура формируется в процессе программирования модулей. Эти модули являются развитием классическими, поэтому обладают соответствующими особенностями классических методов.

1. Конструктивный подход

Представляет собой модификацию снисходящей разработки. Программирование начинается с головного модуля исходя из спецификации программы в целом, при этом спецификация программы головного модуля является спецификацией программы, так как именно он ответственен за выполнение функций. В процессе программирования головного модуля, в случае если программа достаточно большая, выделяются подзадачи (т.е внутренние функции). В терминах в которых программируется головной модуль, таким образом, что для каждой выделяемой подзадачей создается спецификация реализующего ее фрагменты программы, который в дальнейшем может быть представлен под деревом модулей. В головном модуле для обращения к выделенной функцией строят соответствующие обращения, в соответствии с созданной спецификацией. Таким образом на первом шаге разработке создается верхняя (начальная) часть дерева. В результате создается дооформление дерева программы.

2. Архитектурный подход

Модификация восходящей разработки. Модульная структура также создается в процессе работы. Цель разработки – повышение уровня языка программирования, а вовсе не разработка программы. Это означает что для заданной предметной области выделяются типичные задачи, которые специфицируются, а затем программируются как отдельные программные модули. Т.е. процесс выделения функции связан с накоплением и обобщением опыта решения задач в заданной предметной области. Сначала выделяются и реализуются более простые функции, а затем постепенно появляются модули, которые используют созданные ранее модули. Такой набор модулей создаётся в расчете на то, что при разработке программы заданной предметной области в рамках конструктивного подхода могут быть приемлемы некоторые из этих модулей. Таким образом применение готовых модулей может сократить затраты на разработку конкретных программ. Также архитектурный подход является методом борьбы с повторением. Программные модули в архитектурном подходе всегда параметризируются, т.е. выделяются конкретные программы, для того чтобы конкретизировать модули путем настройки их программы (создаются универсальные модули). Пример, кнопочка в форме.

Главное отличие классических методов от неклассических заключается в том, что структура кода в неклассических методах заранее неопределенна или определяется лишь частично. Это откладывает свой отпечаток на способ тестирования модулей. Например, тестирование модулей отдельно друг от друга. Конструктивный подход имеет ряд положительных особенностей в отношении архитектурного, а именно поскольку в конструктивном подходе головной модуль уже создан, следовательно, программа уже готова к работе, поэтому появляется возможность выпуска на рынок не полностью доделанной программы, которая решает только основные функции. В дальнейшем функционал приложения может быть доведен до требуемого, однако приложение уже может использоваться в конкретных целях, например, для определения особенностей функционирования программы.