130. Сущность структурного подхода при проектировании больших систем

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее [3]. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.

Принципы структурного подхода

Все наиболее распространенные методологии структурного подхода базируются на ряде общих принципов.Основными из этих принципов являются следующие:

· принцип "разделяй и властвуй" - принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;

· принцип иерархического упорядочивания - принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне.

· принцип абстрагирования - заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;

· принцип формализации - заключается в необходимости строгого методического подхода к решению проблемы;

· принцип непротиворечивости - заключается в обоснованности и согласованности элементов;

· принцип структурирования данных - заключается в том, что данные должны быть структурированы и иерархически организованы.

Проектирование внутренней структуры ПО начинается с изучения спецификаций, разработанных на предыдущем этапе. Первым делом проверяется завершенность спецификаций и формально выявляются все противоречия. Любые возникшие проблемы должны быть обсуждены разработчиками совместно с пользователями. К началу проектирования все спецификации должны быть согласованы с пользователями и не могут произвольно изменяться разработчиком. Далее формируется структура ПИ изделия и общие правила взаимодействия его компонентов (модулей).

Модуль – это отдельная функционально законченная программная единица, которая может применяться самостоятельно, либо быть частью программы. Программное обеспечение создается на основе модульной структуры, состоящей из отдельных модулей.

К преимуществам разработки ПО с использованием модулей можно отнести следующее.

1. Упрощается проектирование ПО, так как сложную и большую проблему легче понять, разбив ее на отдельные функциональные части.

2. Обеспечивается возможность организации совместной работы больших коллективов разработчиков, так как каждый программист имеет дело с независимой от других частью ПО - модулем или группой модулей.

3. Упрощается отладка программ, так как ограниченный доступ к модулю и однозначность его внешнего поведения исключает влияние ошибок в других модулях на его функционирование.

4. Повышается надежность программ, так как относительно малый размер модулей и, как следствие, небольшая их сложность, позволяют провести более полную их проверку.

Модуль обладает тремя основными признаками: реализует одну или несколько функций, имеет определенную логическую структуру и используется в одном или нескольких контекстах. Функция представляет собой внешнее описание действий, выполняемых модулем, без указания того, как эти действия производятся. Логика модуля определяет его внутренний алгоритм, т.е. то, как модуль выполняет функцию. Функцию модуля можно рассматривать как совокупность логики модуля и функций всех подчиненных (вызываемых им) модулей. Контекст описывает конкретное использование модуля. Результатом проектирования модульной структуры является определение состава программных модулей и установление связей между ними по управлению и по данным.

Для документирования спроектированной модульной структуры применяются структурные карты Константайна, которые являются моделью отношений между программными модулями. Узлы структурных карт соответствуют модулям и областям данных, дуги (потоки) изображают межмодульные вызовы. При этом циклические и условные вызовы моделируются специальными узлами, привязанными к потокам (т.е. к вызовам модулей).