Технологии программирования

Костерин В В

Таблица 2.1

Балльная оценка вариантов реализации программы по критериям

Критерии	Варианты реализации
СУБД	ЭТ	ОС	Редактор текстов	Игра
Объем программы	4	4	4	2,5	3
Понятность	2	4	1	5	2
Новые знания	2	4	2	3	2
Интерес	4	3	3	3	5
Использование в собственных разработках	2	5	5	4	1

Система управления базами данных (СУБД) может быть большой или не очень большой программой. Главное в СУБД — мало понятные алгоритмы обработки данных. Интерес для пользователя представляет библиотека обработки данных, а не готовая программа.

Электронная таблица (ЭТ) предоставляет возможность демонстрации пользователю сборки программы из ряда программных файлов. Электронная таблица содержит функции редактора и интерпретатора арифметических выражений. Программа может служить примером реализации вычислительных алгоритмов. Сама программа и ее отдельные части могут вставляться в программы пользователей. Программа таблицы имеет средний размер.

Операционная система (ОС) может иметь любой объем. Понятность текстов ОС невысокая.

Простой текстовый редактор представляет собой короткую программу, состоящую из нескольких подпрограмм. Сложный текстовый процессор получается из простого редактора экстенсивным дополнением большого количества сервисных функций с трудно воспринимаемыми алгоритмами.

Таким образом, именно для поставленных целей разработки побеждает вариант электронной таблицы (ЭТ), которая включает: клеточный редактор по идеологии функционирования, близкий к текстовому редактору; алгоритмы работы с файлами сложной структуры; интерпретатор языка формул с исполнителем математических расчетов.

Фирма "Borland Inc." с ранними разработками компилятора (Turbo Pascal 4.0) поставляла демонстрационную программу простейшей электронной таблицы MicroCalc.

В более позднем дистрибутиве Turbo Pascal 6.00 появилась новая демонстрационная версия электронной таблицы TurboCalc, реализованная с использованием объектно-ориентированной технологии. Поскольку и другие варианты реализации программ вызывают интерес у пользователей, фирма с поздними разработками компилятора начала поставлять и их. Так поставлялись: игра в шахматы с непонятными алгоритмами; текстовый редактор как библиотечная программа; библиотека поддержки работы с базами данных. Сам компилятор в исходном коде фирмой "Borland Inc." никогда не поставлялся.

2.3. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИЙ ПРОГРАММ

Чтобы отобрать оптимальное решение, необходимо синтезировать множество возможных решений (вариантов), включающих оптимальное решение.

Ни одна задача не решается сама по себе. Чтобы получить решение, производятся различные умственные действия. Действия эти не хаотичны, а имеют методическую направленность, хотя обычно человек об этом не подозревает.

Существует множество методов синтеза вариантов проекта. Вот лишь некоторые, из наиболее приемлемых для программирования: метод проб и ошибок; эвристических приемов; мозгового штурма; метод аналогий и морфологических таблиц.

Ранее и до настоящего времени большая часть нестандартных задач решалась

человеком на интуитивном уровне, т. е. методом проб и ошибок.

Метод проб и ошибок — это последовательное выдвижение и рассмотрение идей. Человек, сталкиваясь с проблемой, многократно мысленно ищет ответ, перебирает варианты и, наконец, находит решение. Десятки, сотни, тысячи попыток на протяжении дней, недель, лет. В конце концов в большинстве случаев решение находится. В программировании этот метод традиционно применяется для оптимизации архитектуры систем и структуры программ.

Главный недостаток метода проб и ошибок — это, во-первых, медленное генерирование новых идей, а во-вторых, отсутствие защиты от психологической инерции, т. е. выдвижение идей тривиальных, обыденных, неоригинальных.

Следующим шагом в совершенствовании технологии явился переход к направленным методам поиска решений, которые базируются на раскрытии и описании процесса решения, представлении его в виде некоторого эвристического алгоритма. Направленность эвристических методов — "раскачать" мышление, помочь по-новому увидеть задачу, преодолеть стереотипы.

Если, решая конкретную задачу, проектировщик не ограничится достижением только сиюминутной цели, а сможет "заглянуть в будущее" и выделить инвариантные части системы, то эти части, являясь как бы строительным материалом для данной системы, могут послужить основой и для систем, которые еще будут проектироваться. Будущие системы могут решать совсем иные задачи. В этой связи полезно было бы создавать и накапливать библиотеки инвариантных частей системы или даже параллельно проектировать несколько систем (объектов), преследующих как сходные, так и различные цели. "Заглянуть в будущее" можно лишь хорошо зная прошлое и настоящее, а также новые достижения программирования.

Целенаправленные методы творчества вполне применимы не только к техническим системам, но и программным. Рассмотрим наиболее известные из них, а также их возможное применение как при коллективном, так и индивидуальном использовании.

Метод эвристических приемов позволяет не только соединять по-новому известные части, но и изобретать новые. Он базируется на выделении базовых приемов, найденных при анализе лучших программных изделий.

При успешном решении какой-либо творческой задачи человек получает два результата — само решение поставленной задачи и методический опыт, т. е. уяснение процесса решения данной конкретной задачи. Но проблема заключается в том, что решение одной задачи нельзя просто перенести на решение другой. Поэтому только после решения определенного числа задач у человека появлялся набор правил, указаний или приемов решения той или иной задачи. Такие методические правила называют эвристическими приемами.

Эвристический прием — способ разрешения определенного противоречия. В эвристическом приеме содержится краткое предписание или указание, как преобразовать исходный прототип или в каком направлении нужно искать, чтобы получить искомое решение. Эвристический прием содержит подсказку, но не гарантирует нахождение решения.

Сложность использования эвристических приемов заключается в том, что не любой человек может видеть задачу в целом, т. е. не обладает системным подходом в решении задач. Причем необходимость в таком подходе возрастает с увеличением сложности задачи. Это приводит к тому, что человек не может применить эвристический прием к конкретной задаче и не понимает, о чем идет речь. Различным людям требуется приложить различные усилия, чтобы догадаться о том, как применить эвристический прием и получить решение задачи. Но перед решением задачи должны быть описаны и уяснены критерии, по которым будет оцениваться полученное решение. Это поможет отбросить ненужные решения при использовании эвристических приемов и понять, в каком направлении следует двигаться, чтобы прийти к решению.