23.1.2. Решение задач
Разработка и написание программы представляет собой процесс решения задач. Для того чтобы создать систему ПО, в первую очередь необходимо понять поставленную задачу (проблему), разработать стратегию поиска решения и преобразовать решение в программу.
Первый этап включает переход постановки задачи из кратковременной памяти в промежуточную. Далее проблема сопоставляется и интегрируется с уже имеющимися знаниями в долговременной памяти, а затем обрабатывается в целях составления определенного решения. В заключение найденное решение переносится в исполняемую программу (рис. 23.4).
Рис. 23.4. Решение задачи
Процесс решения задач требует интеграции постановки задачи и компьютерных знаний. Большое значение также имеют организационные моменты, такие, как завершение работы над решением в рамках возможностей бюджета. Таким образом, пользователь должен разбираться в содержательной постановке задачи, разработчик программного обеспечения должен быть компетентным в вычислительных системах, а менеджер должен быть хорошим специалистом в организационных вопросах. В процессе разработки ПО все эти знания объединяются и используются совместно.
Разработка решения (программы) включает в себя построение внутренней семантической модели задачи и соответствующей ей модели решения. После формирования модели ее следует представить в подходящей синтаксической системе нотаций.
Создание программы представляет собой итерационный процесс, состоящий из трех этапов:
1. Интеграция существующих знаний о компьютерных технологиях и о поставленной задаче с тем, чтобы создать новое знание и с его помощью разобраться в проблеме.
2. Создание семантической модели решения, которая тестируется и совершенствуется до тех пор, пока не будет успешно справляться с поставленной задачей.
3. Представление модели на любом языке программирования или в системе проектной нотации.
Если менеджерам необходимо определить, кого включить в долгосрочный проект, в первую очередь следует оценить способность специалиста решать всеобъемлющие проблемы и его опыт работы в данной области и лишь потом его мастерство программиста. Как только приходит понимание поставленной задачи, у опытных программистов возникают приблизительно одинаковые трудности в разработке программы, независимо от того, какой при этом используется язык программирования. Несомненно, навыки программирования необходимы, и для их развития потребуется достаточно много времени (особенно это касается таких сравнительно сложных языков, как C++). Однако, исходя из своего личного опыта, могу сказать, что гораздо легче освоить определенный язык программирования, чем развить в себе способности к решению задач.
Перевод из семантической модели в программу исключает появление ошибок, если язык программирования, выбранный программистом, содержит конструкции, соответствующие самым низкоуровневым семантическим структурам. Несмотря на разнообразие, они в любом случае должны соотноситься с такими понятиями языков программирования, как операторы присвоения, циклы, условные операторы, сокрытие информации, объекты, наследование и т.п. Чем больше семантические структуры соответствуют конструкциям языков программирования, тем легче написать программу.
Таким образом, программы, написанные с помощью языков программирования высокого уровня (например, Java), содержат меньшее количество ошибок, чем созданные с помощью языка ассемблера, так как семантические структуры низкого уровня могут напрямую кодироваться в выражения языков высокого уровня. Однако при этом могут возникнуть проблемы, если четко не разделены функциональные и объектно-ориентированные аспекты исходной задачи. Проблемы такого рода появляются у компаний, которые привыкли к стандартной методике анализа (SADT - Structured Analysis and Design Technique)- метод структурного анализа и проектирования. Принадлежит к группе методов, реализующих структурный (а не объектно-ориентированный) подход к проектированию ПО), но используют при этом объектно-ориентированное проектирование и программирование.
Приведенная модель также дает объяснение тому, почему структурированное программирование является оптимальной альтернативой при организации управления программой. В основу структурированного программирования положены такие семантические понятия, как циклы и условные операторы. Кратковременная память программиста при этом редко бывает перегруженной, тем самым снижается возможность возникновения ошибок. Структурированные программы более легки для понимания, так как их можно просмотреть от начала до конца. Структуры, необходимые для формирования семантических блоков, создаются последовательно, без участия других частей программы. Таким образом, кратковременная память программиста полностью занята только одним сеансом написания кода. При этом не возникает необходимости запрашивать из промежуточной памяти информацию о других частях программы, которые взаимодействуют с создаваемым кодом.