Концепция программирования

Концепция (от лат. conceptio – понимание, система) – определённый способ понимания, трактовки какого-либо предмета, явления, процесса, основная точка зрения на предмет и др., руководящая идея для их систематического освещения. К основным понятиям, раскрывающим концепцию программирования, помимо уже рассмотренных в предыдущих разделах, можно отнести расширенное толкование процесса программирования, используемых подходов и методологий.

Программирование, в узком смысле, – это создание программ (программного обеспечения), как правило, с применением языков программирования, т.е. это процесс реализации одного или нескольких взаимосвязанных алгоритмов на некотором языке программирования. При этом прийти к единому мнению о том, к какому роду деятельности относится программирование, на сегодняшний день, пожалуй, не удалось.

Так, 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.

Постепенно, с появлением универсальных языков программирования третьего поколения, программирование превратилось в искусство – миллионы людей, не имевших специального образования, получили возможности применять компьютеры для решения собственных 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.

С ростом 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, а выражаясь более современно – бизнес. Для этого были разработаны методологии и стандарты, позволившие 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.

Методология (от метод и …логия) – учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. Методология в этом широком смысле образует необходимый компонент всякой деятельности, поскольку последняя становится предметом осознания, обучения и рационализации.

Методология программирования – совокупность методов, применимых в жизненном цикле программного обеспечения и объединенных общим философским подходом. Под жизненным циклом программного обеспечения понимается весь период его разработки и эксплуатации, начиная с момента возникновения замысла и заканчивая прекращением использования программы. В настоящее время широкую известность получили четыре методологии – императивного, объектно-ориентированного, логического, функционального программирования.

С понятием методологии тесно сопряжены понятия парадигмы* и, конечно же, технологии программирования. Парадигма (греч. paradeigma – пример, образец) – модель любого вида человеческой деятельности, принятая в качестве образца. Парадигма программирования – это совокупность идей и понятий, определяющая стиль написания программ. Парадигма определяет то, как программист описывает логику программы. Например, в императивном (процедурном) программировании программа описывается как последовательность действий, а в функциональном программировании представляется в виде выражения и множества функций.

В первую очередь, парадигма определяется базовой программной сущностью, в качестве которой выступают действие (императивное программирование), определение (декларативное, функциональное программирование), правило (продукционное программирование), диаграмма переходов (автоматное программирование) и др. В современной индустрии программирования очень часто парадигма программирования определяется набором инструментов программиста, а именно, языком программирования и используемыми библиотеками.

Технология (от греч. techne – искусство, мастерство, умение) – совокупность приёмов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий, осуществляемых в различных отраслях, а также научное описание способов производства. Технология программирования – совокупность методов, приемов и средств для сокращения стоимости и повышения качества разработки программ, а также дисциплина, изучающая технологические процессы программирования и порядок их прохождения во времени (фазы, стадии, этапы, итерации и контрольные точки).

Понятие технологии программирования во многом сходно с трактовкой соответствующих этапов компьютерного моделирования. И чем сложнее задача, чем больше трудоёмкость создания программы, необходимой для её решения, тем большую роль играет выбор той или иной технологии программирования. В таблице 25 показано, как растёт трудоёмкость разработки программы (которая пропорциональна произведению времени создания на количество программистов) с увеличением её объёма.

Таблица 25

Характеристика трудоёмкости разработки программ