Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы.pdf

Существуют и недостатки при использовании объектно-ориентированного подхода.

Объектно-ориентированная декомпозиция заметно отличается от алгоритмической, поэтому применение этой технологии связано как с преодолением психологических трудностей, так и с дополнительными финансовыми затратами. Здесь следует учесть расходы на обучение методике, информационной системе и языку программирования. Для некоторых организаций эти обстоятельства могут стать серьезными препятствиями. Следует заметить, что это не является недостатком собственно объектно-ориентированного подхода, и в дальнейшем эти издержки будут компенсированы теми выгодами, которые сулят объектно-ориентированные технологии.

Недостатки самого объектно-ориентированного подхода лежат в области программирования. Рассмотрим основные из них.

Динамическое связывание, предполагающее поиск метода в классе, которому принадлежит получающий сообщение объект, приводит к тому, что обращение к методу занимает в 1,75-2,5 раза больше времени, чем к обычной подпрограмме. Это, конечно, замедляет работу приложения. Однако, как указывает Г. Буч, динамическое связывание при использовании строго типизированных языков применяется примерно в 20% случаев вызовов методов. В результате снижаются непроизводительные потери времени. В приложениях, где такие потери критичны, приходится прибегать к специальным программистским приемам.

Другой недостаток связан с многочисленностью методов и их излишними вызовами. Это объясняется тем, что для доступа ко многим атрибутам объектов (а к защищенным - всегда) используются специальные методы. Вызов метода высокого уровня абстракции приводит к тому, что в системе происходит каскад вызовов - от методов более высоких уровней иерархии к методам более низких уровней. Если время является ограничивающим фактором, такая ситуация может оказаться неприемлемой. Выход здесь видится в том, что после создания начального варианта системы производится его оптимизация для сокращения количества вызовов. Например, защищенные переменные можно сделать общедоступными и обращаться к ним напрямую, уменьшая тем самым число вызовов.

На компьютерах с сегментированной организацией памяти объектно-ориентированные системы при работе могут осуществлять интенсивный межсегментный обмен, что отрицательно сказывается на их производительности. Это вызвано тем, что классы обычно объявляются в разных файлах и соответственно реализуются в разных сегментах. Проблема решается путем перераспределения классов по модулям, логическое описание модели не изменяется.

Для задач реального времени, выполняющихся в высоком темпе, нежелательным является динамическое создание и удаление объектов, что также активно используется в объектно-ориентированных языках. Можно размещать такие объекты при создании программы, а не во время работы критичных по времени алгоритмов. Преодоление перечисленных затруднений связано с дополнительной работой программистов, но в то же время не требует очень больших усилий, так как действия, которые надо предпринять, достаточно очевидны. Кроме того, подобные проблемы возникают весьма редко. Следует также заметить, что объектно-ориентированные языки обладают средствами, позволяющими достичь более высокого быстродействия программ по сравнению с традиционными языками.

Существует расхожее мнение, что объектно-ориентированный подход труден для понимания, поэтому переход на объектно-ориентированные технологии связан с большими затратами, которые не окупаются. В действительности дело обстоит по-другому. Традиционная и объектно-ориентированная технологии с точки зрения получаемых результатов по-разному ведут себя по отношению к затратам на их освоение. При использовании традиционных технологий некоторые результаты можно получить и при сравнительно небольших затратах, однако на определенной стадии наступает насыщение, когда даже значительные дополнительные затраты не приводят к существенному повышению эффективности.

Глава 4. Инструментальные средства объектно-ориентированного проектирования информационных систем

Объектно-ориентированное программирование возникло раньше объектно-ориентированного анализа и проектирования, поэтому на сегодняшний день существует достаточно большое количество языков, поддерживающих данную технологию. Первым из них, по дате возникновения, считается язык Smalltalk, хотя многие элементы объектно-ориентированного подхода были использованы еще в языке Simula в 1967г. Наиболее мощным инструментом создания объектно-ориентированных программ на сегодня является язык C++, созданный на базе языка структурного программирования C. Успешно развивается язык Java, который изначально разрабатывался как объектно-ориентированный.

Язык Smalltalk был разработан командой Xerox Palo Alto Research Center Learning Research Group как программная часть Dynabook - фантастического проекта Алана Кея. Smalltalk является одновременно и языком программирования, и средой разработки программ. Это чисто объектно-ориентированный язык, в котором абсолютно все рассматривается как объекты; даже целые числа - это классы. Вслед за Simula, Smalltalk является важнейшим объектно-ориентированным языком, поскольку он не только оказал влияние на последующие поколения языков программирования, но и заложил основы современного графического интерфейса пользователя, на которых непосредственно базируются интерфейсы Macintosh, Windows и Motif.

Известны пять выпусков языка Smalltalk, обозначаемых по году их появления:

Smalltalk-72, -74. -76, -78, -80. Реализации 1972 и 1974 годов заложили основу языка, в частности идею передачи сообщений и полиморфизм, хотя механизм наследования еще не появился. В последующих версиях полноправное гражданство получили классы; этим достигла завершения точка зрения, что все состоит из объектов. Smalltalk-80 был перенесен на многие компьютерные платформы.

В основу языка положены две простые идеи:

- все является объектами;

- объекты взаимодействуют, обмениваясь сообщениями.

В таблице 1 приведены характеристики языка Smalltalk с точки зрения семи основных элементов объектно-ориентированного подхода.

Таблица 1

Большим недостатком Smalltalk являются большие требования к памяти и низкая производительность полученных программ. Это связано с не очень удачной реализацией объектно-ориентированных особенностей.

Язык программирования C++ был разработан Бьерном Страустрапом, сотрудником AT&T Bell Laboratories. Непосредственным предшественником C++ является С with Classes, созданный тем же автором в 1980 году. Язык С with Classes, в свою очередь, был создан под сильным влиянием С и Simula. C++ - это в значительной степени надстройка над С. В определенном смысле можно назвать C++ улучшенным С, тем С, который обеспечивает контроль типов, перегрузку функций и ряд других удобств. Но главное в том, что C++ добавляет к С объектную ориентированность.

Известны несколько версий C++. В версии 1.0 реализованы основные механизмы объектно-ориентированного программирования, такие как одиночное наследование и полиморфизм, проверка типов и перегрузка функций. В созданной в 1989 году версии 2.0 нашли отражение многие дополнительные свойства, возникшие на базе широкого опыта применения языка многочисленным сообществом пользователей. В версии 3.0 (1990) появились шаблоны и обработка исключений. C++ продолжает совершенствоваться, в 1998 году вышла новая версия стандарта, содержащая в себе некоторые довольно существенные изменения. Язык стал основой для разработки современных больших и сложных проектов.

Характеристики C++ приведены в таблице 2.

Таблица 2

С 1995 года стал широко распространяться новый объектно-ориентированный язык программирования Java, ориентированный на сети компьютеров и, прежде всего, на Internet. Синтаксис этого языка напоминает синтаксис языка C++, однако эти языки имеют мало общего. Java - интерпретируемый на конечной стадии язык: для него определены внутреннее представление (прекомпиляция в байткод - bytecode) и постинтерпретатор этого представления на целевой машине, которые уже сейчас реализованы на большинстве платформ. Постинтерпретатор (виртуальная Java-машина) упрощает отладку программ, написанных на языке Java, обеспечивает их переносимость на новые платформы и адаптируемость к новым окружениям. Он позволяет исключить влияние программ, написанных на языке Java, на другие программы и файлы, имеющиеся на новой платформе, и тем самым обеспечить безопасность выполнения этих программ для операционной среды (не нарушать ее работоспособность, что совершенно не определяет безопасности на прагматическом, человеческом уровне, которая как раз страдает от возможности внедрения чужеродных Java-кодов в ОС: троянов, червей и пр.). Положительные свойства технологии Java позволяют использовать ее для программ, распространяемых по сетям (в частности, по сети Internet).