10-mavzu: Modulli programmalash haqida tushuncha Modulli dasturlash

10-mavzu: Modulli programmalash haqida tushuncha
Modulli dasturlash a dasturiy ta'minot dizayni a-ning funksionalligini ajratishga urg'u beradigan texnika dastur mustaqil, bir-birining o'rnini bosadigan modullarShunday qilib, har birida kerakli funktsiyalarning faqat bitta jihatini bajarish uchun zarur bo'lgan barcha narsalar mavjud.
Modul interfeys modul tomonidan taqdim etilgan va talab qilinadigan elementlarni ifodalaydi. Interfeysda aniqlangan elementlar boshqa modullar tomonidan aniqlanadi. The amalga oshirish interfeysda e'lon qilingan elementlarga mos keladigan ish kodini o'z ichiga oladi. Modulli dasturlash bilan chambarchas bog'liq tizimli dasturlash va ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash, barchasi katta dasturiy ta'minot dasturlari va tizimlarini qurishni osonlashtirish maqsadini birlashtirgan parchalanish kichikroq bo'laklarga bo'linib, barchasi 1960 yillarda paydo bo'lgan. Ushbu atamalarning tarixiy ishlatilishi bir-biriga mos kelmasa ham, "modulli dasturlash" endi butun dastur kodining yuqori darajadagi dekompozitsiyasini qismlarga ajratishni anglatadi: tizimli dasturlash, past darajadagi kodlardan tuzilgan foydalanish oqim oqimiva ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash ma'lumotlar foydalanish ob'ektlar, bir xil ma'lumotlar tuzilishi.
Ob'ektga yo'naltirilgan dasturlashda modullarni qurish uchun me'moriy naqsh sifatida interfeyslardan foydalanish ma'lum interfeysga asoslangan dasturlash^{[iqtibos kerak]}.
Terminologiya
Atama yig'ilish (kabi.) .NET tillari kabi C #, F # yoki Visual Basic .NET) yoki paket (kabi.) Dart, Boring yoki Java) ba'zan o'rniga ishlatiladi modul. Boshqa dasturlarda bu alohida tushunchalar; yilda Python to'plam - bu modullar to'plamidir, ammo Java 9 ning kiritilishi yangi modul tushunchasi (kirishni boshqarishni kuchaytirgan paketlar to'plami) rejalashtirilgan.
Bundan tashqari, "paket" atamasi dasturiy ta'minotda boshqa ishlatilishlarga ega (masalan.) .NET NuGet paketlari). A komponent o'xshash tushunchadir, lekin odatda yuqori darajaga ishora qiladi; komponent - bu butunning bir qismi tizim, modul esa individual dasturning bir qismidir. "Modul" atamasining ko'lami tillar orasida sezilarli darajada farq qiladi; Python-da u juda kichik hajmga ega va har bir fayl moduldir Java 9 bu keng ko'lamli bo'lishi rejalashtirilgan, bu erda modul bu to'plamlar to'plami bo'lib, ular o'z navbatida fayllar to'plamidir.
Modullarning boshqa shartlariga quyidagilar kiradi birlik, ishlatilgan Paskal lahjalar.
Tilni qo'llab-quvvatlash
Modul kontseptsiyasini rasmiy ravishda qo'llab-quvvatlovchi tillarga quyidagilar kiradi Ada, Algol, BlitzMax, C ++, C #, Klojure, COBOL, Umumiy_Lisp, D., Dart, eC, Erlang, Elixir, Qarag'ay, F, F #, Fortran, Boring, Xaskell, IBM / 360 Yig'uvchi, IBM i Control Language (CL), IBM RPG, Java,^[a] MATLAB, ML, Modula, Modula-2, Modula-3, Morfo, NEWP, Oberon, Oberon-2, Maqsad-C, OCaml, ning bir nechta hosilalari Paskal (Komponent Paskal, Ob'ekt Paskal, Turbo Paskal, UCSD Paskal), Perl, PL / I, PureBasic, Python, Yoqut,^[2] Zang, JavaScript,^[3] Visual Basic .NET va WebDNA.
Modullarni qo'llab-quvvatlamaydigan tillarning ko'zga ko'ringan misollari C va bo'lgan C ++ va Paskal o'zlarining asl shaklida, C va C ++ Biroq, alohida kompilyatsiya va deklarativ interfeyslardan foydalanib ko'rsatishga ruxsat bering sarlavha fayllari. Objective-C in-ga modullar qo'shildi iOS 7 (2013); bilan C ++ ga C ++ 20,^[4] va Paskal o'rnini Modula va Oberon egalladi, ular boshidan modullarni va modullarni o'z ichiga olgan turli xil hosilalarni o'z ichiga olgan. JavaScript shu vaqtdan beri mahalliy modullarga ega ECMAScript 2015.
Modulli dasturlash, hatto dasturlash tilida, masalan, C da nomlangan modullarni qo'llab-quvvatlash uchun aniq sintaktik xususiyatlarga ega bo'lmagan hollarda ham amalga oshirilishi mumkin. Bu mavjud til xususiyatlaridan foydalangan holda, masalan, kodlash bo'yicha konvensiyalar, dasturiy so'zlar va fizik kod tuzilishi. The IBM System i da dasturlashda modullardan foydalaniladi Integratsiyalashgan til muhiti (ILE).
Asosiy jihatlar
Modulli dasturlash bilan, tashvishlar ajratilgan modullar aniq belgilangan interfeyslar orqali o'zaro aloqada bo'lib, mantiqiy diskret funktsiyalarni bajarishi. Ko'pincha modullar a ni tashkil qiladi yo'naltirilgan asiklik grafik (DAG); bu holda modullar o'rtasidagi tsiklik bog'liqlik, bu bitta modul bo'lishi kerakligini ko'rsatmoqda. Agar modullar DAG hosil qilsalar, ular ierarxiya sifatida joylashtirilishi mumkin, bu erda eng past darajadagi modullar, boshqa modullarga bog'liq emas, va yuqori darajadagi modullar past darajadagi modullarga bog'liq. Muayyan dastur yoki kutubxona - bu o'z ierarxiyasining yuqori darajadagi moduli, ammo o'z navbatida yuqori darajadagi dastur, kutubxona yoki tizimning quyi darajadagi moduli sifatida qaralishi mumkin.
Modulli tizimni yaratishda monolitik dasturni yaratish o'rniga (eng kichik tarkibiy qism butun bo'lgan joyda) bir nechta kichik modullar alohida yoziladi, shuning uchun ular birgalikda tuzilganda ular bajariladigan dastur dasturini tuzadilar. Odatda bu ham tuzilgan alohida, orqali alohida kompilyatsiyava keyin a bilan bog'langan bog'lovchi. A hozirda kompilyator ushbu qurilishning bir qismini "uchib ketishda" amalga oshirishi mumkin ishlash vaqti.
Ushbu mustaqil funktsiyalar odatda dasturni boshqarish funktsiyalari yoki aniq vazifalar funktsiyalari sifatida tasniflanadi. Dasturni boshqarish funktsiyalari bitta dastur uchun ishlashga mo'ljallangan. Muayyan vazifa funktsiyalari har xil dasturlar uchun mos ravishda tayyorlanadi.
Bu modulli loyihalashtirilgan tizimlarni, agar to'g'ri qurilgan bo'lsa, an'anaviy monolitik dizaynga qaraganda ancha qayta ishlatishga imkon beradi, chunki ushbu modullarning barchasi (yoki ko'pi) keyinchalik boshqa loyihalarda (o'zgarishsiz) qayta ishlatilishi mumkin. Bu, shuningdek, loyihalarni bir nechta kichik loyihalarga "ajratish" ni osonlashtiradi. Nazariy jihatdan, modullashtirilgan dasturiy ta'minot loyihasi katta jamoalar tomonidan osonroq yig'iladi, chunki hech bir jamoa a'zolari butun tizimni yaratmaydilar, hatto tizim haqida umuman bilishlari shart emas. Ular faqat tayinlangan kichikroq vazifaga e'tibor qaratishlari mumkin (bu da'vo qilinganidek, asosiy taxminni hisobga oladi) Afsonaviy odam oyi, kech dasturiy ta'minot loyihasiga ko'proq ishlab chiquvchilarni qo'shishni iloji boricha kechiktirmasdan).
Tarix
Modulli dasturlash, quyi tizimlar (xususan, I / U uchun) va dasturiy ta'minot kutubxonalari uchun ishlatilgan dastlabki dasturiy ta'minot tizimlariga tegishli. kodni qayta ishlatish. O'z-o'zidan modulli dasturlash, 1960-1970-yillarning oxirlarida ishlab chiqilgan modullik maqsadi, kontseptsiyasining keng ko'lamli analogi sifatida tizimli dasturlash (1960-yillar). "Modulli dasturlash" atamasi hech bo'lmaganda Axborot va tizimlar institutida 1968 yil iyul oyida tashkil etilgan Modulli dasturlash bo'yicha milliy simpoziumga to'g'ri keladi. Larri Konstantin; boshqa asosiy tushunchalar edi ma'lumotni yashirish (1972) va tashvishlarni ajratish (SoC, 1974).
Modullar asl spetsifikatsiyaga kiritilmagan ALGOL 68 (1968), ammo dastlabki dasturlarda kengaytma sifatida kiritilgan, ALGOL 68-R (1970) va ALGOL 68C (1970) va keyinchalik rasmiylashtirildi.^[5] Modulli dasturlash uchun boshidanoq yaratilgan birinchi tillardan biri qisqa muddatli edi Modula (1975), tomonidan Niklaus Virt. Yana bir dastlabki modulli til edi Mesa (1970-yillar), tomonidan Xerox PARCva Wirth Mesadan va uning o'rnini bosuvchi asl Moduladan tortib oldi, Modula-2 (1978), keyingi tillarga ta'sir ko'rsatdi, ayniqsa uning vorisi orqali, Modula-3 (1980-yillar). Modulaning nuqta ishlatishimalakali ismlar, kabi M.a ob'ektga murojaat qilish a moduldan M, yozuv maydoniga kirish uchun yozuvlar bilan mos keladi (va shunga o'xshash atributlar yoki ob'ektlarning usullari uchun) va endi keng tarqalgan, C #, Dart, Go, Java va Python va boshqalar. Modulli dasturlash 1980-yillardan keng tarqaldi: original Paskal til (1970) modullarni o'z ichiga olmagan, ammo keyingi versiyalari, xususan UCSD Paskal (1978) va Turbo Paskal (1983) Paskal ta'sirida bo'lgani kabi ularni ham "birliklar" shaklida kiritgan Ada (1980). Kengaytirilgan Paskal ISO 10206: 1990 standarti modulli yordami bilan Modula2 ga yaqinlashdi. Standart ML (1984)^[6] eng to'liq modul tizimlaridan biriga ega, shu jumladan funktsiyalar (parametrlangan modullar) modullar o'rtasida xaritalash.
1980-1990 yillarda modulli dasturlash soya ostida qoldi va ko'pincha ular bilan birlashtirildi ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash, ayniqsa C ++ va Java-ning mashhurligi tufayli. Masalan, C tillar oilasi C ++ da ob'ektlar va sinflarni qo'llab-quvvatlagan (dastlab Sinflar bilan C, 1980) va Objective-C (1983), faqat 30 yil va undan ko'p vaqt o'tgach qo'llab-quvvatlovchi modullar. Java (1995) modullarni paketlar shaklida qo'llab-quvvatlaydi, ammo kodni tashkil etishning asosiy birligi bu sinf. Biroq, Python (1991) boshidanoq ikkala moduldan va ob'ektlardan foydalangan, kodlarni tashkil etishning asosiy birligi sifatida modullardan va katta hajmdagi birlik sifatida "paketlardan" foydalangan; va Perl 5 (1994) modullarni ham, ob'ektlarni ham qo'llab-quvvatlashni o'z ichiga oladi, chunki ko'plab modullar mavjud CPAN (1993).
Modulli dasturlash hozirgi kunda keng tarqalgan bo'lib, deyarli 90-yillardan beri ishlab chiqilgan barcha asosiy tillarda uchraydi. Modullarning nisbiy ahamiyati tillar orasida turlicha bo'lib, sinfga asoslangan ob'ektiv yo'naltirilgan tillarda tashkil etish va kapsülleme birligi sifatida sinflar bilan hali ham bir-biri bilan to'qnashuv va chalkashliklar mavjud, ammo bu ikkalasi ham alohida tushunchalar sifatida yaxshi tasdiqlangan.