Глава 13

Декомпозиция программ

И начинающие программисты, и руководители проектов, экстраполируя ту простоту и легкость, с какой один человек может написать отдельную программу, часто полагают, что разработать программную систему также про­сто. Нужно только подобрать группу программистов и поручить им работу. Однако существует глубокая пропасть между написанием (небольших) про­грамм и созданием (больших) программных систем, и многие системы по­ставляются с опозданием, с большим количеством ошибок и обходятся в не­сколько раз дороже, чем по первоначальной оценке.

Разработка программного обеспечения (software engineering) имеет дело с ме­тодами организации и управления группами разработчиков, с системой обо­значений и инструментальными средствами, которые поддерживают этапы процесса разработки помимо программирования. Они включают этапы тех­нического задания, проектирования и тестирования программного обеспече­ния.

В этой и двух последующих главах мы изучим конструкции языков про­граммирования, которые разработаны для того, чтобы поддерживать создание больших программных систем. Не вызывает сомнений компромисс: чем меньшую поддержку предлагает язык для разработки больших систем, тем больше потребность в методах, соглашениях и системах обозначений, кото­рые являются внешними по отношению к самому языку. Так как язык про­граммирования, несомненно, необходим, кажется разумным включить под­держку больших систем в состав самого языка и ожидать, что компилятор по возможности автоматизирует максимальную часть процесса разработки. Мы, разработчики программного обеспечения, всегда хотим автоматизировать чью-нибудь чужую работу, но часто приходим в состояние неуверенности пе­ред тем, как включить автоматизацию в языки программирования.

Главная проблема состоит в том, как разложить большую программную систему на легко управляемые компоненты, которые можно разработать от­дельно и собрать в систему, где все компоненты взаимодействовали бы друг с другом, как запланировано. Начнем обсуждение с элементарных «механиче­ских» методов декомпозиции программы и перейдем к таким современным понятиям, как абстрактные типы данных и объектно-ориентированное про­граммирование, которые направляют проектировщика системы на создание семантически значимых компонентов.

Перед тем как начать обсуждение, сделаем замечание для читателей, кото­рые только начинают изучать программирование. Понятия будут продемон­стрированы на небольших примерах, которые может вместить учебник, и вам может показаться, что это всего лишь излишняя «бюрократия». Будьте увере­ны, что поколениями программистов был пройден тяжелый путь, доказыва­ющий, что такая бюрократия необходима; разница только в одном, либо она определена и реализована внутри стандарта языка, либо изобретается и внед­ряется администрацией для каждого нового проекта.