Файл: Анализ и оценка средств реализации объектно–ориентированного подхода к проектированию экономической информационной системы (Анализ и оценка C ++).pdf

Важным качеством объектного подхода является согласованность моделей деятельности организации и моделей проектируемой системы от стадии формирования требований до стадии реализации. Требование согласованности моделей выполняется благодаря возможности применения абстрагирования, модульности, полиморфизма на всех стадиях разработки. Модели ранних стадий могут быть непосредственно подвергнуты сравнению с моделями реализации. По объектным моделям может быть прослежено отображение реальных сущностей моделируемой предметной области (организации) в объекты и классы информационной системы [22].

В первой главе работы рассмотрены основные понятия и категории объектно-ориентированного программирования. Рассмотрение данных вопросов позволит наиболее эффективно осуществить анализ и оценку средств реализации объектно-ориентированного подхода к созданию экономических информационных систем.

2. Средства реализации объектно–ориентированного подхода к проектированию экономической информационной системы

2.1. Анализ и оценка C ++

С++ является расширением языка С. С представляет собой гибкий и мощный язык программирования, использовавшийся для разработки наиболее важных программных продуктов в течение прошедших лет. Однако, как только проект превышает определенные размеры, возможности применения языка С достигают своих границ. В зависимости от проекта, программы размером от 25000 до 100000 строк оказываются трудными для разработки и управления потому, что их трудно охватить целиком. Работая в Bell Laboratories в Murray Hill, штат Нью–Джерси, Бьярн Страуструп (Bjarne Stroustrup) добавил к языку С несколько расширений с целью решить эту проблему. Первоначально язык назывался «С с классами». Это название было заменено на С++ в 1983 году [17].

Большинство сделанных Страуструпом добавлений к С поддерживают объектно–ориентированное программирование (далее – ООП), которое иногда сокращенно называют ООП. В следующем разделе будут кратко изложены основные концепции объектно–ориентированного программирования. Как отмечает Страуструп, целый ряд объектно–ориентированных концепций был добавлен в С++, основываясь на языке Симула–67. Поэтому С++ представляет собой смесь двух мощных программных методов.

С момента своего возникновения С++ подвергался серьезным ревизиям трижды, первый раз в 1985 году, второй – в 1989 году. Третий пересмотр языка произошел в связи с работой над стандартом ANSI для С++. Первая версия предложенного стандарта была создана к 25 января 1994 года. Комитет ANSI по языку С++ практически сохранил все черты языка, определенные Страуструпом, и добавил несколько новых. Процесс стандартизации обычно является достаточно медленным, и стандартизация С++ не является исключением.

Изобретая С++ путем добавления к языку С поддержки объектно–ориентированного программирования, Страуструп представлял всю важность сохранения философии языка С, включая его эффективность, гибкость и то, что именно программист, а не язык отвечает за разрабатываемое программное обеспечение. Как будет видно, справиться с этой задачей было нелегко. С++ обеспечивает всю свободу языка С одновременно с мощью объектов. Как отмечал Страуструп, С++ позволяет добиться ясности, расширяемости и легкости сопровождения за счет структуризации причем без потери эффективности [17].

Хотя первоначально С++ был нацелен на работу с очень большими программами, это не ограничивает его применение. Фактически объектно–ориентированные атрибуты языка С++ могут быть эффективно применены фактически к любой задаче программирования. Этот язык часто используется для таких проектов, как создание редакторов, баз данных, персональных систем работы с файлами и коммуникационных программ. Благодаря тому, что С++ унаследовал эффективность языка С, с его помощью разрабатывается высокопроизводительное программное обеспечение.

Поскольку С++ является надмножеством С, то большинство программ на языке С являются также программами и на языке С++. (Имеется несколько небольших различий между С и С++, благода­ря которым некоторые типы программ на языке С не будут компилироваться компилятором язы­ка С++. Можно писать программы на С++, которые выглядят в точности как программы на языке С, но в таком случае не будут использоваться пре­имущества, предоставляемые С++ – программистам. Кроме того, большинство программистов, пишущих на языке С++, используют стиль и некоторые особенности написания программ, которые присущи только С++ [3].

C++ – компилируемый, статически типизированный язык программирования общего назначения. Поддерживает такие парадигмы программирования как процедурное программирование, объектно–ориентированное программирование, обобщённое программирование, обеспечивает модульность, раздельную компиляцию, обработку исключений, абстракцию данных, объявление типов (классов) объектов, виртуальные функции. Стандартная библиотека включает, в том числе, общеупотребительные контейнеры и алгоритмы. C++ сочетает свойства как высокоуровневых, так и низкоуровневых языков. В сравнении с его предшественником – языком C, – наибольшее внимание уделено поддержке объектно–ориентированного и обобщённого программирования.

C++ широко используется для разработки программного обеспечения, являясь одним из самых популярных языков программирования. Область его применения включает создание операционных систем, разнообразных прикладных программ, драйверов устройств, приложений для встраиваемых систем, высокопроизводительных серверов, а также развлекательных приложений. Существует множество реализаций языка C++, как бесплатных, так и коммерческих и для различных платформ [4].

C++ добавляет к C объектно–ориентированные возможности. Он вводит классы, которые обеспечивают три самых важных свойства ООП: инкапсуляцию, наследование и полиморфизм.

Методы класса – это функции, которые смогут применяться к экземплярам класса. Грубо говоря, метод – это функция объявленная внутри класса и предназначенная для работы с его объектами. Методы объявляются в теле класса. Описываться могут там же, но могут и за пределами класса (внутри класса в таком случае достаточно представить прототип метода, а за пределами класса определять метод поставив перед его именем – имя класса и оператор ::). Методы и поля входящие в состав класса называются членами класса. При этом методы часто называют функциями–членами класса.

Наследование

В C++ при наследовании одного класса от другого наследуется реализация класса, плюс класс–наследник может добавлять свои поля и функции или переопределять функции базового класса. Множественное наследование разрешено.

Конструктор наследника вызывает конструкторы базовых классов, а затем конструкторы нестатических членов–данных, являющихся экземплярами классов. Деструктор работает в обратном порядке.

Наследование бывает публичным, защищённым и закрытым.

Полиморфизм

Целью полиморфизма, применительно к объектно–ориентированному программированию, является использование одного имени для задания общих для класса действий. Выполнение каждого конкретного действия будет определяться типом данных.

Преимуществом полиморфизма является то, что он помогает снижать сложность программ, разрешая использование того же интерфейса для задания единого класса действий. Выбор же конкретного действия, в зависимости от ситуации, возлагается на компилятор. Полиморфизм может применяться также и к операторам [11].

Инкапсуляция

Основным способом организации информации в C++ являются классы. В отличие от структуры (struct) языка C, которая может состоять только из полей и вложенных типов, класс (class) C++ может состоять из полей, вложенных типов и функций–членов. Инкапсуляция в С++ реализуется через указание уровня доступа к членам класса: они бывают публичными (public), защищёнными (protected) и закрытыми (private). В C++ структуры отличаются от классов тем, что по умолчанию члены и базовые классы у структуры публичные, а у класса – собственные.

С++ – язык, складывающийся эволюционно. Каждый элемент С++ заимствовался из других языков отдельно и независимо от остальных элементов (ничто из предложенного С++ за всю историю его развития не было новшеством в Computer Science), что сделало язык чрезвычайно сложным, со множеством дублирующихся и взаимно противоречивых элементов, блоки которых основаны на разных формальных базах [1].

Критики С++ не противопоставляют ему какой–либо конкретный язык, а наоборот, утверждают, что для всякого случая применения С++ всегда существует альтернативный инструментарий, позволяющий решить ту же задачу более эффективно и качественно. В свою очередь, сторонники С++ считают некорректным сравнивать различные аспекты С++ с совершенно различными языками, так как общий набор средств и возможностей С++ существенно шире, чем в большинстве языков, с которыми проводится сравнение, и сама по себе широта возможностей, на их взгляд, является веским оправданием несовершенства каждой отдельно взятой возможности. Более того, по их мнению, высокая совместимость с Си является одной из принципиальных черт языка, и потому все недостатки С++ оправданы преимуществами, предоставляемыми этой совместимостью [1].

Достоинства:

• высокая совместимость с языком С;
• вычислительная производительность;
• поддержка различных стилей программирования: структурное, объектно–ориентированное, обобщённое программирование, функциональное программирование, порождающее метапрограммирование;
• автоматический вызов деструкторов объектов (в порядке обратном вызову конструкторов) упрощает и повышает надёжность управления памятью и другими ресурсами (открытыми файлами, сетевыми соединениями, т. п.);
• перегрузка операторов;
• шаблоны (дают возможность построения обобщённых контейнеров и алгоритмов для разных типов данных);
• возможность расширения языка для поддержки парадигм, которые не поддерживаются компиляторами напрямую;
• доступность. Для С++ существует огромное количество учебной литературы, переведённой на всевозможные языки.

Недостатки:

• плохо продуманный синтаксис сужает спектр применимости языка;
• язык не содержит многих важных возможностей;
• язык содержит опасные возможности;
• производительность труда программистов на языке оказывается неоправданно низка;
• громоздкость синтаксиса;
• тяжелое наследие;
• необходимость следить за памятью [12].

В целом С++ является достаточно удобным инструментом реализации целей объектно-ориентированного программирования, и в частности – проектирования экономических информационных систем, показывающим высокую эффективность и функциональность готовых программных продуктов.

2.2. Анализ и оценка Python

Python – это универсальный современный язык программирования высокого уровня, к преимуществам которого относят высокую производительность программных решений и структурированный, хорошо читаемый код. Синтаксис Питона максимально облегчен, что позволяет выучить его за сравнительно короткое время. Ядро имеет очень удобную структуру, а широкий перечень встроенных библиотек позволяет применять внушительный набор полезных функций и возможностей. ЯП может использоваться для написания прикладных приложений, а также разработки WEB–сервисов [18].

Python может поддерживать широкий перечень стилей разработки приложений, в том числе, очень удобен для работы с ООП и функционального программирования. Один из самых популярных интерпретаторов языка – CPython, написанный на Си. Распространяется эта среда разработки бесплатно по свободной лицензии. Интерпретатор поддерживает большинство популярных платформ.

Питон активно развивается. Примерно раз в 2 года выходят обновления. Важной особенностью языка является отсутствие таких стандартов кодировки как ANSI, ISO и некоторых других, они работают благодаря интерпретатору.

Язык начал разрабатываться во второй половине 80–х г.г. прошлого века. Автором Питона стал программист из Нидерландов по имени Гвидо ван Россум. Изначально язык должен был стать объектно–ориентированным. Фактически, это был язык сценариев, т.е. скриптовый язык. В феврале 1991 года ван Россум опубликовал исходный код языка в одной из новостных групп.

Основными факторами успеха Python стали удачный выбор места презентации в популярном и массовом профессиональном сообществе в сочетании с действительно простым кодом и широкими возможностями. Впоследствии Гвидо создал специализированный портал PEP, где идет регулярное обсуждение по развитию и улучшению продукта [18].

В 2008 года появилось большое обновление языка – Python 3.0. Версия продукта известна так же под названием Py3k. В этой версии были устранены многие ключевые недоработки в архитектуре ядра. Что было важно – новая версия продукта сохранила полную совместимость с более старыми вариантами. Сегодня разработчиками поддерживается две линии – Python 3.x и 2.x

Питон – не самый «молодой» язык программирования, но и не слишком старый. К моменту его создания уже существовали такие «монстры», как Pascal или С. А потому при создании ЯП авторы старались взять лучшее из различных платформ для разработчиков. Фактически Python представляет из себя своеобразный «микс» удачных решений более чем из 8 различных языков. К примеру, байт компиляция появилась еще до создания Питона, но была очень удачна в него интегрирована.