Файл: Программные средства создания клиентских программ (Средства разработки программ).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Средства разработки программного обеспечения – совокупность приемов, методов, методик, а также набор инструментальных программ (компиляторы, прикладные/системные библиотеки и т.д.), используемых разработчиком для создания программного кода программы, отвечающего заданным требованиям.

С учетом данного определения термин «Разработка программ» будет звучать следующим образом:

Разработка программ – сложный процесс, основной целью которого является создание, сопровождение программного кода, обеспечивающего необходимый уровень надежности и качества. Для достижения основной цели разработки программ используются средства разработки программного обеспечения.

В зависимости от предметной области и задач, поставленных перед разработчиками, разработка программ может представлять собой достаточно сложный, поэтапный процесс, в котором задействовано большое количество участников и разнообразных средств. Современный рынок инструментов создания приложений не ограничивается собственно средствами разработки — во многих случаях они играют в процессе разработки далеко не самую главную роль.

Кроме того, важной характеристикой современного рынка средств управления жизненным циклом приложений является интеграция этих инструментов между собой и появление наборов средств, исчерпывающих все или почти все задачи, связанные с реализацией проектов по разработке приложений. В ближайшее время следует ожидать появления нового поколения инструментов, ориентированных, во-первых, на вовлечение в процесс разработки заказчиков, специалистов по сопровождению ПО и конечных пользователей, а во-вторых, на повышение эффективности планирования и управления отделами разработки.

1. Средства разработки программ

Для того, чтобы определить, когда и в каких случаях какие средства применяются, выделим основные этапы разработки программного обеспечения. Наибольший интерес для проблематики рассматриваемого вопроса представляют следующие этапы разработки:

1. Проектирование приложения.
2. Реализация программного кода приложения.
3. Тестирование приложения.

Здесь сознательно опущены этапы, связанные с написанием технического задания, планирования сроков, бюджета и т.д.

Причина этого заключается в том, что на данных этапах, за редким исключением, практически не используются специфические средства разработки.

---

На этапе проектирования приложения в зависимости от сложности разрабатываемого программного продукта, напрямую зависящего от предъявляемых требований, выполняются следующие задачи проектирования:

1. Анализ требований.
2. Разработка архитектуры будущего программного обеспечения.
3. Разработка устройств основных компонент программного обеспечения.
4. Разработка макетов Пользовательских интерфейсов.

Результатом проектирования обычно является «Эскизный проект» (Software Design Document) или «Технический проект» (Software Architecture Document). [1, с. 193]

Задача «Анализ требований» обычно выполняется с использованием методов системологии (анализа и синтеза) с учетом экспертного опыта проектировщика.

Результатом анализа обычно является содержательная или формализованная модель процесса функционирования программы. В зависимости от сложности процесса для построения данных моделей могут быть применены различные методы и вспомогательные средства.

В общем случае для описания моделей обычно применяются следующие нотации (в скобках приведены программные средства, которые могут быть использованы для получения моделей):

• BPMN (Vision + BPMN, AcuaLogic BPMN, Eclipse, Sybase Power Designer).
• Блок-схемы (Vision и многие другие).
• ER-диаграмы (Visio, ERWin, Sybase Power Designer и многие другие).
• UML-диаграмы (Sybase Power Designer, Rational Rose и многие другие).
• макеты, мат-модели и т.д.

Иногда, когда разрабатываемый программный продукт предназначен для автоматизации какой-либо сложной деятельности задача Анализа (Моделирования) выполняется до составления технических требований к будущему продукту. Результаты анализа позволяют сформировать обоснованные требования к той или иной функциональности разрабатываемой программы и просчитать реальную выгоду от внедрения разрабатываемого продукта.

Более того, иногда получается так, что по результатам анализа первоначальные цели и задачи автоматизации кардинально меняются или по результатам оценки эффективности разработки и внедрения принимается решение продукт не разрабатывать. [10, с. 28]

Целью второй и третьей задачи из приведенного списка задач является разработка модели (описания) будущей системы, понятной для кодировщика – человека, который пишет код программы.

Здесь огромное значение имеет то, какую парадигму программирования (парадигму программирования также необходимо рассматривать как средство разработки) необходимо использовать при написании программы.

В качестве примера основных парадигм необходимо привести следующее:

---

• Функциональное программирование;
• Структурное программирование;
• Императивное программирование;
• Логическое программирование;
• Объектно-ориентированное программирование (прототипирование; использование классов; субъективно-ориентированное программирование).

Выбор её во многом зависит от сложившихся привычек, опыта, традиций, инструментальных средств, которыми располагает коллектив разработчиков. Иногда разрабатываемый программный продукт настолько сложен, что для решения ряда задач в разных компонентах системы используются разные парадигмы.

Необходимо отметить, что выбор того или иного подхода накладывает ограничения на средства, которые будут применены на этапе реализации программного кода. Результатом решения данной задачи в зависимости от подхода могут быть (в скобках приведены программные средства, которые могут быть использованы для их получения):

• диаграмма классов и т. д. (Ration Rose, Sybase PowerDisigner и многие другие).
• описание модулей структур и их программного интерфейса (например, Sybase PowerDisigner и многие другие).

Разработка макетов пользовательских интерфейсов подразумевает создание наглядного представления того, как будут выглядеть те или иные видеоформы, окна в разрабатываемом приложении. Решение данной задачи основывается на применение средств дизайнера. [7, с. 89]

На этапе реализации программного кода выполняется кодирование отдельных компонент программы в соответствии с разработанным техническим проектом. Средства, которые могут быть применены, в значительной степени зависит от того, какие подходы были использованы во время проектирования и, кроме этого, от степени проработанности технического проекта. Тем не менее, среди средств разработки программного кода необходимо выделить следующие основные виды средств (в скобках приведены примеры средств):

• методы и методики алгоритмирования.

• языки программирования (C++,Си, Java, C#, php и многие другие);
• средства создания пользовательского интерфейса (MFC, WPF, QT, GTK+ и т.д.)
• средства управления версиями программного кода (cvs, svn, VSS).
• средства получения исполняемого кода (MS Visual Studio, gcc и многие другие).
• средства управления базами данных (Оracle, MS SQL, FireBird, MySQL и многие другие).
• отладчики (MS Visual Studio, gdb и т.д.).

Основными задачами тестирования является проверка соответствия функциональности разработанной программы первоначальным требованиям, а также выявление ошибок, которые в явном или неявном виде проявляются во время работы программы. Среди основных работ по тестированию можно выделить следующее:

---

• Тестирование на отказ и восстановление.
• Функциональное тестирование.
• Тестирование безопасности.
• Тестирование взаимодействия.
• Тестирование процесса установки.
• Тестирование удобства пользования.
• Конфигурационное тестирование.
• Нагрузочное тестирование.

Среди основных видов средств, которые могут быть применены для выполнения поставленных работ можно привести следующие:

• средства анализа кода, профилирования (Code Wizard – ParaSoft, Purify – Rational Softawre. Test Coverage – Semantic и т.д.);
• средства для тестирования функциональности (TEST – Parasoft, QACenter – Compuware, Borland SilkTest и т.д.);
• средства для тестирования производительности (QACenter Performance – Compuware и т.д).

Процесс разработки программ является сложным процессом и то, какие средства необходимо применять во многом зависит от задач, поставленным перед разработчиками. [5, с. 178]

Вне зависимости от задач разработки средства нельзя ограничивать лишь набором каких-то инструментальных средств, также необходимо включать методы, методики, подходы и все то, что применяется для создания программы, отвечающей заданным требованиям.

2. Классификация средств разработки приложений

Классифицировать средства разработки можно с различных позиций, например, исходя из поддерживаемого ими языка программирования, или работоспособности созданных приложений на той или иной платформе, или наличия в них тех или иных библиотек и визуальных средств.

Практически любое средство разработки, претендующее на универсальность, можно заставить работать с любой базой данных - достаточно поддержки применения в этом средстве разработки сторонних библиотек и наличия у этой базы данных набора клиентских интерфейсов (API) для платформы, на которой должны функционировать созданные приложения.

Однако далеко не любая пара продуктов "средство разработки плюс СУБД" привлекательна с точки зрения трудозатрат, связанных с созданием подобных приложений. Можно написать полноценное приложение, вызывающее функции клиентского API и реализующего удобный пользовательский интерфейс с помощью компилятора языка С и простейшей графической библиотеки (например, позволяющей изменять цвет пикселов на экране) для той операционной системы, в которой будет работать данное приложение.

Но затраты, связанные с реализацией подобного проекта, могут оказаться совершенно неоправданными - ведь в этом случае разработчикам придется реализовывать функции, которые уже содержатся в библиотеках классов и компонентов средств разработки, более глубоко ориентированных на создание приложений с базами данных или включающих поддержку создания таких приложений.

---

Средства разработки, ориентированные на конкретные СУБД

Лет десять-двадцать назад во многих приложениях, использующих базы данных, функции клиентского API вызывались из кода, написанного на одном из языков программирования, чаще всего на C. Достаточно взглянуть на описание API клиентской части почти любой серверной СУБД - и вы найдете немало примеров наиболее типичных фрагментов кода, например, для регистрации пользователя, выполнения запросов и т.п.

Однако достаточно быстро разработчикам СУБД стало ясно, что трудозатраты, связанные с написанием подобного кода, можно существенно сократить, собрав в библиотеки наиболее типичные фрагменты кода и наиболее часто встречающиеся элементы пользовательского интерфейса (пусть даже и для алфавитно-цифровых терминалов), оформив эти библиотеки в виде отдельного продукта и добавив к нему среду разработки и утилиты проектирования пользовательских форм для просмотра и редактирования данных, а также отчетов. [2, с. 192]

Именно так и появились первые средства разработки, ориентированные на конкретные СУБД, такие, например, как Oracle*Forms (предшественник нынешнего Oracle Forms Developer).

Продукты этого класса на рынке средств разработки имеются и сегодня. Почти все производители серверных СУБД производят и средства разработки приложений.

В подавляющем большинстве случаев современные версии этих средств разработки поддерживают доступ к СУБД других производителей как минимум с помощью одного из универсальных механизмов доступа к данным (ODBC, OLE DB, BDE).

Однако доступ к "своей" СУБД обычно осуществляется максимально эффективным способом, то есть с помощью клиентских API, объектов, содержащихся в библиотеках клиентской части серверных СУБД, специальных классов для доступа к данным этой СУБД либо за счет реализации драйверов для универсальных механизмов доступа к данным, способной учитывать специфические особенности данной СУБД.

В отдельную категорию можно выделить среды разработки настольных СУБД. В статье данного цикла, посвященной настольным СУБД, мы уже отмечали, что подавляющее большинство настольных СУБД, доживших до сегодняшнего дня, таких как Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Access, Corel Paradox, Visual dBase, поддерживают доступ к серверным СУБД, как минимум, с помощью универсальных механизмов доступа к данным, что позволяет условно отнести их и к категории средств разработки. Отметим, однако, что в настоящее время создание приложений в архитектуре "клиент-сервер" с их помощью - явление нечастое.

---