1.5. Технология программирования и информатизация общества.
Технологии программирования играло разную роль на разных этапах развития программирования. По мере повышения мощности компьютеров и развития средств и методологии программирования росла и сложность решаемых на компьютерах задач, что привело к повышенному вниманию к технологии программирования. Резкое удешевление стоимости компьютеров и, в особенности, стоимости хранения информации на компьютерных носителях привело к широкому внедрению компьютеров практически во все сферы человеческой деятельности, что существенно изменило направленность технологии программирования. Человеческий фактор стал играть в ней решающую роль. Сформировалось достаточно глубокое понятие качества ПС, в котором акценты стали ставится не столько на его эффективности, сколько на удобстве работы с ним для пользователей (не говоря уже о его надежности). Широкое использование компьютерных сетей привело к интенсивному развитию распределенных вычислений, дистанционного доступа к информации и электронного способа обмена сообщениями между людьми. Компьютерная техника из средства решения отдельных задач все более превращается в средство информационного моделирования реального и мыслимого мира, способное просто отвечать людям на интересующие их вопросы. Начинается этап глубокой и полной информатизации (компьютеризации) человеческого общества. Все это ставит перед технологией программирования новые и достаточно трудные проблемы.
Сделаем краткую характеристику развития программирования по десятилетиям.
В 50-е годы мощность компьютеров была невелика (компьютеры первого поколения), а программирование для них велось, в основном, в машинном коде. Решались в главным образом научно-технические задачи (счет по формулам), задание на программирование уже содержало, как правило, достаточно точную постановку задачи. Использовалась интуитивная технология программирования: почти сразу приступали к составлению программы по заданию, при этом часто задание несколько раз изменялось (что сильно увеличивало время и без того итерационного процесса составления программы), минимальная документация оформлялась уже после того, как программа начинала работать. Тем не менее именно в этот период родилась фундаментальная для технологии программирования концепция модульного программирования [1.10] (для преодоления трудностей программирования в машинном коде). Появились первые языки программирования высокого уровня, из которых только ФОРТРАН пробился для использования в следующие десятилетия.
В 60-е годы можно было наблюдать бурное развитие и широкое использование языков программирования высокого уровня (АЛГОЛ 60, ФОРТРАН, КОБОЛ и др.), роль которых в технологии программирования явно преувеличивалась. Надежда на то, что эти языки решат все проблемы при разработки больших программ, не оправдалась. В результате повышения мощности компьютеров и накопления опыта программирования на языках высокого уровня быстро росла сложность решаемых на компьютерах задач, в результате чего обнаружилась ограниченность языков, проигнорировавших модульную организацию программ. И только ФОРТРАН, бережно сохранивший возможность модульного программирования, гордо прошествовал в следующие десятилетия (все его ругали, но его пользователи отказаться от его услуг не могли из-за грандиозного накопления фонда программных модулей, которые с успехом использовались в новых программах). Кроме того, было понято, что важно не только то, на каком языке мы программируем, но и то, как мы программируем [1.4]. Это было уже началом серьезных размышлений над методологией и технологией программирования. Появление в компьютерах 2-го поколения прерываний привело к развитию мультипрограммирования и созданию больших программных систем. Последнее стало возможным с использования коллективной разработки, которая поставила ряд серьезных технологических проблем [1.11].
В 70-е годы получили широкое распространение информационные системы и базы данных. Этому способствовало очень важное событие, происшедшее в середине 70-ых годов: стоимость хранения одного бита информации на компьютерных носителях стала меньше, чем на традиционных. Интенсивно развивалась технология программирования [1.2, 1.8, 1.12-1.14]: обоснование и широкое внедрение нисходящей разработки и структурного программирования, развитие абстрактных типов данных и модульного программирования (в частности, возникновение идеи разделения спецификации и реализации модулей и использование модулей, скрывающих структуры данных), исследование проблем обеспечения надежности и мобильности ПС, создание методики управления коллективной разработкой ПС, появление инструментальных программных средств (программных инструментов) поддержки технологии программирования.
80-е годы характеризуются широким внедрением персональных компьютеров во все сферы человеческой деятельности и тем самым созданием обширного и разнообразного контингента пользователей ПС. Это привело к бурному развитию пользовательских интерфейсов и созданию четкой концепции качества ПС [1.5, 1.15-1.18]. Появляются языки программирования (например, Ада), учитывающие требования технологии программирования [1.19]. Развиваются методы и языки спецификации ПС [1.20-1.21]. Выходит на передовые позиции объектный подход к разработке ПС [1.9]. Создаются различные инструментальные среды разработки и сопровождения ПС [1.3]. Развивается концепция компьютерных сетей.
90-е годы знаменательны широким охватом всего человеческого общества международной компьютерной сетью, персональные компьютеры стали подключаться к ней как терминалы. Это поставило ряд проблем регулирования доступа к компьютерно-сетевой информации (как технологического, так и юридического и этического характера). Остро встала проблема защиты компьютерной информации и передаваемых по сети сообщений. Стали бурно развиваться компьютерная технология (CASE-технология) разработки ПС и связанные с ней формальные методы спецификации программ. Начался решающий этап полной информатизации и компьютеризации) общества.
- 1. Программное средство как продукт технологии программирования
- 1.1. Программа как формализованное описание процесса обработки данных. Программное средство.
- 1.2. Неконструктивность понятия правильной программы.
- 1.3. Надежность программного средства.
- 1.4. Технология программирования как технология разработки надежных программных средств
- 1.5. Технология программирования и информатизация общества.
- 2. Источники ошибок в программных средствах
- 2.1. Интеллектуальные возможности человека.
- 2.2. Неправильный перевод как причина ошибок в программных средствах.
- 2.3. Модель перевода.
- 2.4. Основные пути борьбы с ошибками.
- 3. Общие принципы разработки программных средств
- 3.1. Специфика разработки программных средств.
- 3.2. Жизненный цикл программного средства.
- 3.3. Понятие качества программного средства.
- 3.4. Обеспечение надежности - основной мотив разработки программных средств.
- 3.5. Методы борьбы со сложностью.
- 3.6. Обеспечение точности перевода.
- 3.7. Преодоление барьера между пользователем и разработчиком.
- 3.8. Контроль принимаемых решений.
- 4. Внешнее описание программного средства
- 4.1. Назначение внешнего описания программного средства и его роль в обеспечении качества программного средства.
- 4.2. Определение требований к программному средству.
- 4.3. Спецификация качества программного средства.
- 4.4. Функциональная спецификация программного средства.
- 4.5. Методы контроля внешнего описания программного средства.
- 5. Методы спецификации семантики функций
- 5.1. Основные подходы к спецификации семантики функций.
- 5.2. Метод таблиц решений.
- 5.3. Операционная семантика.
- 5.4. Денотационная семантика.
- 5.5. Аксиоматическая семантика.
- 5.6. Языки спецификаций.
- 6. Архитектура программного средства
- 6.1. Понятие архитектуры программного средства.
- 6.2. Основные классы архитектур программных средств.
- 6.3. Архитектурные функции.
- 6.4. Контроль архитектуры программных средств.
- 7. Разработка структуры программы и модульное программирование
- 7.1. Цель модульного программирования.
- 7.2. Основные характеристики программного модуля.
- 7.3. Методы разработки структуры программы.
- 7.4. Контроль структуры программы.
- 8. Разработка программного модуля
- 8.1. Порядок разработки программного модуля.
- 8.2. Структурное программирование.
- 8.3. Пошаговая детализация и понятие о псевдокоде.
- 8.4. Контроль программного модуля.
- 9. Доказательство свойств программ
- 9.1. Обоснования программ. Формализация свойств программ.
- 9.2. Свойства простых операторов.
- 9.3. Свойства основных конструкций структурного программирования.
- 9.4. Завершимость выполнения программы.
- 9.5. Пример доказательства свойства программы.
- 10. Тестирование и отладка программного средства
- 10.1. Основные понятия.
- 10.2. Принципы и виды отладки.
- 10.3. Заповеди отладки.
- 10.4. Автономная отладка модуля.
- 10.5. Комплексная отладка программного средства.
- 11. Обеспечение функциональности и надежности программного средства
- 11.1. Функциональность и надежность как обязательные критерии качества программного средства.
- 11.2. Обеспечение завершенности программного средства.
- 11.3. Обеспечение точности программного средства.
- 11.4. Обеспечение автономности программного средства.
- 11.5. Обеспечение устойчивости программного средства.
- 11.6. Обеспечение защищенности программных средств.
- 12. Обеспечение качества программного средства
- 12.1. Общая характеристика процесса обеспечения качества программного средства.
- 12.2. Обеспечение легкости применения программного средства.
- 12.3. Обеспечение эффективности программного средства.
- 12.4. Обеспечение сопровождаемости.
- 13. Документирование программных средств
- 13.1. Документация, создаваемая в процессе разработки программных средств.
- 13.2. Пользовательская документация программных средств.
- 13.3. Документация по сопровождению программных средств.
- 14. Аттестация программного средства
- 14.1. Назначение аттестации программного средства.
- 14.2. Виды испытаний программного средства.
- 14.3. Методы оценки качества программного средства.
- 15. Оъектный подход к разработке программных средств
- 15.1. Объекты и отношения в программировании. Сущность объектного подхода к разработке программных средств.
- 15.2. Объектный и субъектный подходы к разработке программных средств.
- 15.3. Объектный подход к разработке внешнего описания и архитектуры программного средства.
- 16. Компьютерная поддержка разработки и сопровождения программных средств
- 16.1. Инструменты разработки программных средств.
- 16.2. Инструментальные среды разработки и сопровождения программных средств.
- 16.3. Инструментальные среды программирования.
- 16.4. Понятие компьютерной технологии разработки программных средств и ее рабочие места.
- 16.5. Инструментальные системы технологии программирования.