Информатика Базовый курс (стр. 180 из 188)

ляя программисту полностью сосредоточиться только на реализации алгоритма.

Вопросы для самоконтроля

1. Для чего в языки программирования было введено понятие класса?

2. В чем различие между классом и объектом?

3. Поясните понятие инкапсуляции на бытовых примерах.

4. Для чего применяется механизм наследования?

5. Как полиморфизм модифицирует принцип наследования?

6. Опишите использование принципов объектно-ориентированного программирования в средах быстрого проектирования. -

20.6. Проектирование программ

Программирование как вид деятельности

Появление первых компьютеров породило программирование как науку. Разрабатывались первые математические теории обработки информации, средства доказательства правильности программ, оптимизации кода, создания эффективных компиляторов, формального тестирования и т. д. Затем, с появлением универсальных языков программирования третьего поколения, эти аспекты стали менее актуальными — исследования шли и идут в основном в области автоматической генерации исходных текстов и повышения эффективности компиляторов. Программирование превратилось в искусство — миллионы людей, не имевших специального образования, получили возможности применять компьютеры для решения собственных

20.6. Проектирование программ

прикладных задач, что потребовало от них мастерства создавать правильно работающие программы. Искусством программирование остается и сегодня для профессиональных разработчиков и любителей, создающих программы в одиночку или в небольших компаниях, где все решает индивидуальное мастерство. Вместе с тем, при росте спроса со стороны государственных и частных организаций на все более и более сложные системы автоматизации предприятий, надежные операционные среды, комплексы глобального телекоммуникационного управления, возникла необходимость в постановке процесса разработки программного обеспечения (ПО) на поток, превращения программирования в ремесло. Было разработано несколько методологий и стандартов, позволивших эффективно организовывать труд сотен программистов средней квалификации, точно укладываться в отпущенные сроки и средства и не зависеть от настроения нескольких талантливых ведущих специалистов. Отрицательная сторона подобных методологий — отсутствие творческого элемента в работе и своеобразная конвейерная «потогонная» система промышленного производства программ, которая, будучи внедренной в организации, в условиях жесточайшего дефицита программистов во всем мире может только отпугнуть сотрудников.

Потенциальные возможности человека

Объем проекта, строк исходного кода	Тип программы	Время создания	Вероятность успешного завершения	Число программистов
100	Утилиты для временных нужд	1 день	100%	1
1000	Небольшие приложения и дополнения, вносимые в готовые системы	до 1 месяца	100%	1
10 000	Типичная средняя программа, разрабатываемая на заказ	ДО 6 месяцев	85%	1 (предел возможностей среднего программиста)
100 000	Большинство современных коммерческих автономных и небольших клиентсерверных приложений	1 год	85% для групп, 35% для одиночки	10
1 млн	Крупные системы автоматизации	1,5-5 лет	50% для группы, 0% для одиночки	100
10 млн	Операционные системы (Microsoft Windows, IBM VMS), большие военные комплексы. Предел сегодняшних возможностей. Стоимость подобной разработки может равняться стоимости большого стадиона или крупного корабля	5-8 лет	35%	до тысячи

Глава 20. Основы программирования

Экономические аспекты программирования

Когда на свет появились первые компьютеры, одна минута их работы стоила очень дорого, а задачи решались достаточно простые, поэтому в расходах на подготовку программ труд разработчиков составлял небольшую часть. С появлением ПК и ростом спроса на большие программные системы практически всю расходную часть проекта стала составлять зарплата программистов. Как видно из таблицы, большой процент таких проектов заканчивается неудачно, а расходы на них очень велики, поэтому проблемы создания качественного программного обеспечения точно в срок и в рамках бюджета сегодня самые важные и над созданием эффективных методологий производства ПО трудятся специалисты во всех развитых странах.

Этапы разработки программ

Программы небольшого и среднего размера (несколько тысяч строк) создаются, как правило, в два этапа. Сначала необходимо точно установить, что надо сделать, продумать соответствующий алгоритм, определить структуры данных, объекты и взаимодействие между ними (это этап системного анализа), а затем выразить этот алгоритм в виде, понятном машине (этап кодирования). Если же разрабатывается крупный проект объемом от десятков тысяч до миллионов строк кода, тогда приходится применять специальные методологии проектирования, охватывающие период

разработки ПО.

Период разработки ПО

Рассмотрим классический период разработки ПО.

1.

Формируются и анализируются требования к проекту. Этот этап самый важный, так как неправильное формулирование требований приводит к выполнению ненужной работы, а недооценка сложности вызывает перерасход средств и времени. Сегодня около 60% крупных проектов завершаются неудачей именно из-за ошибок на стадии подготовки требований.

На основе требований по различным методикам определяется примерный объем проекта и его трудоемкость, рассчитываются будущие трудозатраты и определяется его стоимость. Так как требования к проекту во время работы над ним могут уточняться и меняться, а выполнение требований надо отслеживать, применяются специальные программы для управления требованиями.

Часто заказчик не в состоянии точно выразить, чего он хочет, и задача специалистов по системному анализу — помочь ему выразить свои требования в виде, пригодном для формализации. После согласования требований подписывается контракт на разработку ПО. В дальнейшем любые отклонения от сформулированных требований к продукту (как со стороны заказчика, так и со стороны исполнителя) рассматриваются как нарушение контракта.

Каждый этап требует от заказчика вложения собственных трудозатрат и привлечения высокопрофессиональных специалистов, поэтому он обязательно должен оплачиваться — бесплатно выполнять сложную работу никто не будет. Однако, хотя первый этап самый важный, заказчик редко понимает эту важ-

20.6. Проектирование программ

ность и не готов платить достаточно большие суммы. Примерный объем работ на этом этапе — 5% от объема всего проекта.

2.

Начинается предпроектное обследование объекта автоматизации. С помощьюCASE-средств составляется формальная модель его работы, модель базы данных, объектов и потоков информации. На этом этапе привлекаются специалисты заказчика и эксперты, хорошо знакомые с предметной областью, для которой составляется задача.