Програмування складних систем

OOP відображає еволюційний процес в проектуванні складних систем і тому ця нова методологія не є різким відступом від відомих методів, а будується з урахуванням накопиченого досвіду.

Аналіз інформаційного простору сучасних підприємств, що беруть участь в розробці, виробництві і експлуатації PC, показує, що сьогодні це простір вже досить добре структурований і комп'ютеризований. В цілому, це деяка "стала" метаструктура, де, згідно логічної термінології позначення, перша частина цього складного слова, тобто "мета" (гр. meta – після, за, через) означає систему, яка служить для дослідження або опису інших систем.

Метаструктура сучасного виробництва і експлуатації PC це:

• - електронні уніфіковані комунікації;
• - об'єктно-програмні засоби CAD/CAWCAE-технології та ІПВ-технології;
• - об'єктно-програмні засоби, які здійснюють планування і управління ресурсами при виробництві і експлуатації (ERP-системи);
• - логістичні системи;
• - інші.

Наявність вказаних засобів, що формують інтегрований електронний ме- тапростір, вже дозволяє успішно формувати моделі ЖЦ, які є об'єктивним відображенням і інформаційним супроводом тих процесів, що склалися, наприклад, на транспорті (технологічних, виробничих) і їх взаємозв'язків на різних стадіях проектування, виробництва і експлуатації PC. Тому існує безліч моделей ЖЦ і програм їх реалізації, які з різним ступенем адекватності описують реальні структури і процеси ЖЦ сучасних дорогих виробів.

Наприклад, для вирішення завдань в структурі ITS, сучасний ринок ПЗ пропонує цілий ряд галузевих типових комплексних рішень: "1С-Рарус: Автохозяйство", корпоративна інформаційна система "SIKE АВТОПАРК", а також програмні продукти фірми "АвтоСофт", де з метою пристосованості під різні класи завдань використовують різні мови програмування і програмні засоби: BASIC, Pascal, С, C++, Delphi, AnyLogic, Maple.

BASIC (Beginner's All – purpose Symbolic Instruction Code) з'явилася в 60-і роки в Америці. Це проста мова, яка призначена для швидкого освоєння. Сьогодні BASIC є фактичним стандартом для мікро-ОВМ. Це забезпечено завдяки простоті як в освоєнні так і в реалізації BASIC. При проектуванні мови BASIC використовувалися такі принципи: бути простою у використанні для початківців; бути мовою програмування загального призначення; надавати можливість розширення функціональності, доступну досвідченим програмістам; бути інтерактивною; надавати ясні повідомлення про помилки; швидко працювати на невеликих програмах; не вимагати розуміння роботи апаратного забезпечення; бути посередником між користувачем і операційною системою. Завдяки своїм принципам BASIC стала однією з найчастіше використовуваних мов на платформі Microsoft Windows.

Pascal розроблена відомим теоретиком Н. Віртом на основі ідей мови Ал- гол-68 і призначена, перш за все, для навчання програмуванню. Вона побудована за принципом "необхідно і достатньо", володіє суворим контролем типів, конструкціями для опису довільних структур даних, має невеликий, але достатній набір операторів структурного програмування. Зворотною стороною простоти і суворості є громіздкість описів конструкцій мови. Найбільш відома реалізація – Turbo/Borland Pascal, яка, незважаючи на відмінності від стандарту Pascal, представляє середовище і набір бібліотек. Саме вони зробили з "учбової" мови промислову систему для розробки програм в середовищі MS – DOS.

С – це мова в основу якої покладені вимоги системного програміста: повний і ефективний доступ до всіх ресурсів комп'ютера, засоби програмування високого рівня, переносимість програм між різними платформами і операційними системами.

C++, зберігає сумісність з мовою С і має можливість об'єктно- орієнтованого програмування, виражаючи ідею класу (об'єкту). Завдяки своїм якостям, C/C++ зайняла позицію універсальної мови для будь-яких завдань. Але її застосування є неефективним там, де потрібно отримати готовий до вживання результат в найкоротші терміни, або там, де невигідним стає сам процедурний підхід.

Delphi виникла на ринку корпоративних систем програмних середовищ для Windows, Borland. Ho Delphi – це не продовжувач справи Borland Pascal / Borland С, її ніша – так зване швидке створення доповнень (Rapid Application Developing – RAD). Сьогодні подібні засоби дозволяють в найкоротші терміни створити робочу програму з готових компонентів, не витрачаючи масу зусиль на дурниці. Особливе місце в таких системах займають можливості роботи з БД.

AnyLogic – ПЗ для імітаційного моделювання бізнес-процесів. Воно розроблене російською компанією і є інструментом, який має сучасний графічний інтерфейс, а також дозволяє використовувати мову Java для розробки моделей. Моделі Anylogic можуть бути створені на будь-яких основних парадигмах імітаційного моделювання: дискретно-подієве, системна динаміка, агентне.

Maple – програмний пакет і система комп'ютерної алгебри. Це продукт компанії Waterloo Maple Inc., яка з 1984г. випускає програмні продукти, орієнтовані на складні математичні обчислення, візуалізацію даних і моделювання. Система Maple призначена для символьних обчислень, хоча має ряд засобів і для чисельного вирішення диференціальних рівнянь, а також для визначення інтегралів. Maple володіє розвиненими графічними засобами, має власну мову програмування, яке нагадує Pascal.

В OOP найбільш значний внесок був внесений об'єктними і об'єктно- орієнтованими мовами програмування: Simula (1967р.), Smalltalk (70-і роки XX століття), C++ (80-ті рр. XX століття).

Вибір мови програмування є достатньо складним питанням. Все залежить від конкретної ситуації, апаратних можливостей комп'ютерної техніки, майбутніх вимог. Для того, щоб, наприклад, програмний продукт займав менше місця, доцільно використовувати набір бібліотек. NET.

.NET Framework – програмна платформа, випущена компанією Microsoft в 2002р. Вона включає засоби для забезпечення виконання додатків, створених на її основі, а також набори класів, які можуть бути використані для створення програм. Це набір бібліотек, тобто набір спеціальних файлів, в яких знаходяться необхідні параметри і дані для забезпечення працездатності самої програми.

Найбільш популярною об'єктно-орієнтованою мовою програмування для платформи .NET є Visual Basic .NET – це об'єктно-орієнтована мова програмування, яку можна розглядати як черговий виток еволюції Visual Basic, що реалізований на платформі Microsoft NET.

Visual Basic Net – це інтегроване середовище розробки додатків, яке дає можливість візуалізувати процес створення графічного інтерфейсу, що розробляється, тобто середовище, яке дозволяє створювати об'єкти і задавати значення їх властивостей за допомогою діалогових вікон системи програмування. Переваги Visual Basic Net:

• - простота і наочність;
• - динамічний розвиток мови;
• - інтеграція в такі програми як Word, Excel та інші, що дозволяє управляти цими програмами з інших програм;
• - висока швидкість створення доповнень з графічним інтерфейсом для MS Windows;
• - захист від помилок, пов'язаних із застосуванням покажчиків і доступом до пам'яті;
• - можливість використання більшості функцій WinAPI для розширення функціональних можливостей програми.

В 90-ті рр. XX століття виникла "Уніфікована мова моделювання" або "Unified Modeling Language" ("UML"), яка є мовою для визначення, уявлення, проектування і документування програмних систем, організаційно-економічних систем, технічних систем і інших систем різної природи.

UML спрощує процес моделювання, знижує його вартість і підвищує ефективність. Вона є стандартним інструментом для створення ПЗ "креслень". За допомогою UML можна візуалізувати, специфікувати, конструювати і документувати артефакти програмних систем.

UML придатна для моделювання будь-яких систем: від інформаційних систем масштабу підприємства до розподілених Web – доповнень і навіть вбудованих систем реального часу.

UML – графічна мова, проте, це не просто набір графічних символів, за кожним з них стоїть добре виявлена семантика. Тому UML не є мовою візуального програмування, проте моделі, створені з її допомогою, можуть бути безпосередньо перекладені різними мовами програмування. Наприклад, UML-модель можливо відобразити на такі мови, як Java, C++, Visual Basic, і навіть на стійкі об'єкти об'єктно-орієнтованої БД.

В рамках мови UML всі уявлення про моделі складної системи фіксуються у вигляді спеціальних графічних конструкцій, які отримали назву діаграм. Різновиди діаграм приведені на рис. 3.10.

Рис. 3.10. Модель складної системи в положеннях UML

Мова UML за допомогою діаграм (рис. 3.10) дас можливість охопити поглядом практично кожну систему у всій її повноті, тобто побачити її недосконалість, внести необхідні зміни (де це необхідно) і уникнути багатьох помилок, які зазвичай стають помітними тільки після того, як програма вже написана, шо багато в чому і визначає ефективність сучасного об'єктного моделювання.