Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата

При разработке трансляторов все больше внимания стало уделяться обнаружению ошибок в исходных текстах программ, обеспечивая этим сокращение затрат времени на отладку программ.

Применение программ в самых разных областях человеческой деятельности привело к необходимости повышения надежности всего программного обеспечения. Одним из направлений совершенствования языков программирования стало повышения уровня типизации данных. Теория типов данных исходит из того, что каждое используемое в программе данное принадлежит одному и только одному типу данных. Тип данного определяет множество возможных значений данного и набор операций, допустимых над этим данным. Данное конкретного типа в ряде случаев может быть преобразовано в данное другого типа, но такое преобразование должно быть явно представлено в программе. В зависимости от степени выполнения перечисленных требований можно говорить об уровне типизации того или иного языка программирования. Стремление повысить уровень типизации языка программирования привело к появлению языка Паскаль, который считается строго типизированным языком, хотя и в нем разрешены некоторые неявные преобразования типов, например, целого в вещественное. Применение строго типизированного языка при написании программы позволяет еще при трансляции исходного текста выявить многие ошибки использования данных и этим повысить надежность программы. Вместе с тем строгая типизация сковывала свободу программиста, затрудняла применение некоторых приемов преобразования данных, часто используемых в системном программировании. Практически одновременно с Паскалем был разработан язык Си, в большей степени ориентированный на системное программирование и относящийся к слабо типизированным языкам.

Все универсальные языки программирования, несмотря на различия в синтаксисе и используемых ключевых словах, реализуют одни и те же канонические структуры: операторы присваивания, циклы и разветвления. Во всех современных языках присутствуют предопределенные (базовые) типы данных (целые и вещественные арифметические типы, символьный и, возможно, строковый тип), имеется возможность использования агрегатов данных, в том числе массивов и структур (записей). Для арифметических данных разрешены обычные арифметические операции, для агрегатов данных обычно предусмотрена только операция присваивания и возможность обращения к элементам агрегата. Вместе с тем при разработке программы для решения конкретной прикладной задачи желательна возможно большая концептуальная близость текста программы к описанию задачи. Например, если решение задачи требует выполнения операций над комплексными числами или квадратными матрицами, желательно, чтобы в программе явно присутствовали операторы сложения, вычитания, умножения и деления данных типа комплексного числа, сложения, вычитания, умножения и обращения данных типа квадратной матрицы. Решение этой проблемы возможно несколькими путями:

Построением языка программирования, содержащего как можно больше типов данных, и выбором для каждого класса задач некоторого подмножества этого языка. Такой язык иногда называют языком-оболочкой. На роль языка-оболочки претендовал язык ПЛ/1, оказавшийся настолько сложным, что так и не удалось построить его формализованное описание. Отсутствие формализованного описания, однако, не помешало широкому применению ПЛ/1 как в Западной Европе, так и в СССР.

Построением расширяемого языка, содержащего небольшое ядро и допускающего расширение, дополняющее язык типами данных и операторами, отражающими концептуальную сущность конкретного класса задач. Такой язык называют языком-ядром. Как язык-ядро были разработаны языки Симула и Алгол-68, не получившие широкого распространения, но оказавшие большое влияние на разработку других языков программирования.

Дальнейшим развитием второго пути явился объектно-ориентированный подход к программированию.

Различия функционального и объектно-ориентированного подходов программирования

Есть два принципиально отличающихся подхода к технологии программирования: инженерно-конструкторский и математический. Первый основан на том, что изготовление программного продукта по заданным требованиям суть итеративный процесс последовательной реализации алгоритма решения задачи. Второй подход основан на математическом доказательстве правильности программы и автоматическом (или полуавтоматическом) получении готовой программы по заданным спецификациям.

Объектно-ориентированный подход к технологии программирования – инженерно-конструкторский, в котором внимание концентрируется на самом процессе решения задачи. В данной статье авторами обобщается опыт использования объектно-ориентированной технологии при разработке среды объектно-ориентированного программирования и некоторых прикладных программ, работающих в этой среде.

Оценим преимущества и недостатки наиболее распространенной инженерной технологии – функциональной. Существует три главные проблемы функционального подхода:

Слабая формализация связей между этапами. Специализация этапов приводит к тому, что интерфейсы между ними описываются на различных языках с разной степенью формализации. Слабая формализация уменьшает надежность программы и, что самое неприятное, ее адекватность требованиям заказчика.

Отсутствие гибкости. Поэтапная последовательная схема жестко связана с нисходящим способом создания программы. Однако практика показывает, что процесс. создания. хоть сколько-нибудь сложной программы неизбежно оказывается циклическим, с возвратами для внесения изменений в предыдущие этапы. Такие возвраты связаны с большими затратами, поскольку вовлекают этапы с разными интерфейсами и разными исполнителями.

Плохое использование результатов предыдущих разработок. Нисходящее проектирование вместе со слабой формализацией языков спецификаций приводят к тому, что результаты проектирования, как и готовые программы и их части, практически невозможно использовать для других целей. Исключение составляют библиотеки языков программирования на этапе кодирования.

Принципиальное отличие от функциональной схемы состоит в том, что поэтапный цикл жизни программного продукта заменяется многоуровневым представлением процесса решения задачи, которое получается сочетанием нисходящего и восходящего способов. С одной стороны идет детализация верхних уровней, с другой стороны из нижних уровней собираются недостающие компоненты верхних уровней. Смежные и другие близлежащие уровни могут пересекаться, т.е. иметь общие компоненты. Таким образом, границы между уровнями размываются, их число становится произвольным и даже неопределенным, а сами уровни теряют свою специфику.

Возможность применения вышеуказанной схемы обеспечивают три единые для всех уровней средства: объектно-ориентированный язык, среда программирования, база данных (библиотека классов). Эти средства в явном виде составляют основу любой объектно-ориентированной технологии. Рассмотрим их основные характеристики.

 Объектно-ориентированный язык программирования основывается на понятии объекта как замкнутой независимой сущности, взаимодействующей с внешним миром через строго определенный интерфейс в виде перечня сообщений, которые объект может принимать. Объект обладает свойствами, поведением и состоянием. Объекты с одинаковыми свойствами и поведением объединяются в классы. Программа на объектно-ориентированном языке представляет собой совокупность описаний классов. Классы, в свою очередь, представляют собой описания свойств и поведения составляющих их объектов. Свойства представляются другими, как правило, более простыми объектами. Поведение описывается обменивающимися сообщениями объектами.

Объектно-ориентированным языкам присущи следующие характеристики:

абстрактные типы данных;

скрытие реализации внешнего интерфейса (инкапсуляция);

наследование свойств и поведения объектов;

динамическое связывание имени со значением;

полиморфизм имен сообщений;

автоматическое управление памятью.

Чисто объектно-ориентированные языки, такие как Smalltalk, Eiffel, обладают всеми перечисленными здесь свойствами. Широко распространены объектно-ориентированные расширения традиционных языков (Си++, Турбо-Паскаль), в которых присутствуют не все объектно-ориентированные черты.

Объектно-ориентированная база классов представляет собой иерархический набор (библиотеку) классов – строительных блоков для сборки новых уровней создаваемого программного продукта. Здесь хранятся классы «джентльменского набора» библиотек языков программирования, а также классы, описывающие понятия прикладных предметных областей.

Классы представляют собой накопленные знания о ранее изготовленных продуктах. База классов должна обеспечивать легкий поиск классов, их изучение, модификацию, включение новых классов. Язык и база классов объединяются в интегрированную объектно-ориентированную среду программирования, в которой все средства поддержки процесса разработки программ написаны на данном языке и входят на равных правах в состав базы классов. Типичными примерами таких средств являются графический многооконный интерфейс с пользователем, иерархические меню, компилятор, интерпретатор, отладчик, текстовый редактор.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат по технологии, реферат эволюция.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата