7.2. Основные характеристики программного модуля.
Не всякий программный модуль способствует упрощению программы [7.2]. Выделить хороший с этой точки зрения модуль является серьезной творческой задачей. Для оценки приемлемости выделенного модуля используются некоторые критерии. Так, Хольт [7.4] предложил следующие два общих таких критерия:
хороший модуль снаружи проще, чем внутри;
хороший модуль проще использовать, чем построить.
Майерс [7.5] предлагает использовать более конструктивные характеристики программного модуля для оценки его приемлемости: размер модуля; прочность модуля; сцепление с другими модулями; рутинность модуля (независимость от предыстории обращений к нему).
Размер модуля измеряется числом содержащихся в нем операторов (строк). Модуль не должен быть слишком маленьким или слишком большим. Маленькие модули приводят к громоздкой модульной структуре программы и могут не окупать накладных расходов, связанных с их оформлением. Большие модули неудобны для изучения и изменений, они могут существенно увеличить суммарное время повторных трансляций программы при отладке программы. Обычно рекомендуются программные модули размером от нескольких десятков до нескольких сотен операторов.
Прочность модуля - это мера его внутренних связей. Чем выше прочность модуля, тем больше связей он может спрятать от внешней по отношению к нему части программы и, следовательно, тем больший вклад в упрощение программы он может внести. Для оценки степени прочности модуля Майерс [7.5] предлагает упорядоченный по степени прочности набор из семи классов модулей. Самой слабой степенью прочности обладает модуль, прочный по совпадению. Это такой модуль, между элементами которого нет осмысленных связей. Такой модуль может быть выделен, например, при обнаружении в разных местах программы повторения одной и той же последовательности операторов, которая и оформляется в отдельный модуль. Необходимость изменения этой последовательности в одном из контекстов может привести к изменению этого модуля, что может сделать его использование в других контекстах ошибочным. Такой класс программных модулей не рекомендуется для использования. Вообще говоря, предложенная Майерсом упорядоченность по степени прочности классов модулей не бесспорна. Однако, это не очень существенно, так как только два высших по прочности класса модулей рекомендуются для использования. Эти классы мы и рассмотрим подробнее.
Функционально прочный модуль - это модуль, выполняющий (реализующий) одну какую-либо определенную функцию. При реализации этой функции такой модуль может использовать и другие модули. Такой класс программных модулей рекомендуется для использования.
Информационно прочный модуль - это модуль, выполняющий (реализующий) несколько операций (функций) над одной и той же структурой данных (информационным объектом), которая считается неизвестной вне этого модуля. Для каждой из этих операций в таком модуле имеется свой вход со своей формой обращения к нему. Такой класс следует рассматривать как класс программных модулей с высшей степенью прочности. Информационно-прочный модуль может реализовывать, например, абстрактный тип данных.
В модульных языках программирования как минимум имеются средства для задания функционально прочных модулей (например, модуль типа FUNCTION в языке ФОРТРАН). Средства же для задания информационно прочных модулей в ранних языках программирования отсутствовали - они появились только в более поздних языках. Так в языке программирования Ада средством задания информационно прочного модуля является пакет [7.6].
Сцепление модуля - это мера его зависимости по данным от других модулей. Характеризуется способом передачи данных. Чем слабее сцепление модуля с другими модулями, тем сильнее его независимость от других модулей. Для оценки степени сцепления Майерс предлагает [7.5] упорядоченный набор из шести видов сцепления модулей. Худшим видом сцепления модулей является сцепление по содержимому. Таким является сцепление двух модулей, когда один из них имеет прямые ссылки на содержимое другого модуля (например, на константу, содержащуюся в другом модуле). Такое сцепление модулей недопустимо. Не рекомендуется использовать также сцепление по общей области - это такое сцепление модулей, когда несколько модулей используют одну и ту же область памяти. Такой вид сцепления модулей реализуется, например, при программировании на языке ФОРТРАН с использованием блоков COMMON. Единственным видом сцепления модулей, который рекомендуется для использования современной технологией программирования, является параметрическое сцепление (сцепление по данным по Майерсу [7.5]) - это случай, когда данные передаются модулю либо при обращении к нему как значения его параметров, либо как результат его обращения к другому модулю для вычисления некоторой функции. Такой вид сцепления модулей реализуется на языках программирования при использовании обращений к процедурам (функциям).
Рутинность модуля - это его независимость от предыстории обращений к нему. Модуль будем называть рутинным, если результат (эффект) обращения к нему зависит только от значений его параметров (и не зависит от предыстории обращений к нему). Модуль будем называть зависящим от предыстории, если результат (эффект) обращения к нему зависит от внутреннего состояния этого модуля, храняшего следы предыдущих обращений к нему. Майерс [7.5] не рекомендует использовать зависящие от предыстории (непредсказуемые) модули, так как они провоцируют появление в программах хитрых (неуловимых) ошибок. Однако такая рекомендация является неконструктивной, так как во многих случаях именно зависящий от предыстории модуль является лучшей реализаций информационно прочного модуля. Поэтому более приемлема следующая (более осторожная) рекомендация:
всегда следует использовать рутинный модуль, если это не приводит к плохим (не рекомендуемым) сцеплениям модулей;
зависящие от предыстории модули следует использовать только в случае, когда это необходимо для обеспечения параметрического сцепления;
в спецификации зависящего от предыстории модуля должна быть четко сформулирована эта зависимость таким образом, чтобы было возможно прогнозировать поведение (эффект выполнения) данного модуля при разных последующих обращениях к нему.
В связи с последней рекомендацией может быть полезным определение внешнего представления (ориентированного на информирование человека) состояний зависящего от предыстории модуля. В этом случае эффект выполнения каждой функции (операции), реализуемой этим модулем, следует описывать в терминах этого внешнего представления, что существенно упростит прогнозирование поведения данного модуля.
Yandex.RTB R-A-252273-3- Разработка программных приложений
- Введение
- Лекция 1. Надежное программное средство как продукт технологии программирования. Исторический и социальный контекст 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.
- Литература к лекции 1.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 2.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 3.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 4.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 5.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 6.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 7.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 8.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 9.
- Лекция 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.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 11.
- Лекция 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.
- 12.5. Обеспечение мобильности.
- Литература к лекции 12.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 13.
- Лекция 14. Аттестация программного средства
- 14.1. Назначение аттестации программного средства.
- 14.2. Виды испытаний программного средства.
- 14.3. Методы оценки качества программного средства.
- Литература к лекции 14.
- 15.2. Особенности объектного подхода к разработке внешнего описания программного средства.
- 15.3. Особенности объектного подхода на этапе конструирования программного средства.
- 15.4. Особенности объектного подхода на этапе кодирования программного средства.
- Лекция 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.
- Литература к лекции 16.
- Рекламные ссылки