Методологические основы

Основные особенности повторного использования программ и дан­ных в системах определяют две группы задач: структурирование про­грамм и данных на стадиях анализа и проектирования систем, предполага­ющее последовательную декомпозицию заданных функций системы, что позволяет выделять компоненты, которые могут быть применены повтор­но как готовые, и описание их взаимодействия с другими компонентами; а также сборку или интеграцию компонентов и комплексное, квалификаци­онное тестирование системы в целом. На обеспечение мобильности про­грамм и данных направлена значительная часть методов и средств совре­менной программной инженерии. Четкое разделение результатов работ, выполняемых на каждой стадии жизненного цикла ПС, и определенные условия переходов между этапами ЖЦ позволяют выделить следующие уровни переноса и повторного использования ПС:

• 
  модели предметной области и спецификаций требований, возмож­но, реализуемые разными способами на этапе проектирования ПС;
  
• 
  проектные спецификации требований на этапе разработки ПС;
  
• 
  исходные тексты программ на языках программирования, приме­нявшихся при разработке повторно используемых программных компо­нентов;
  
• 
  объектные коды программ, когда обеспечена структурная, аппа­ратная совместимость между исходной и целевой (реализующей) плат­формами;
  
• 
  структуры файлов и информация баз данных;
  
• 
  тесты проверки функционирования компонентов, тесты проверки соответствия повторно используемых программ стандартизированным ин­терфейсам, комплексных тестов.
  

• 
  Процессы переноса программ и данных на иные платформы, выбор методов обеспечения мобильности ПС и характеристики используемых ресурсов для их реализации, прежде всего, зависят от параметров компо­нентов, предполагаемых для переноса. Ресурсы требуются в той или иной степени на двух фазах процессов переноса программ и данных:
  

• 
  при создании потенциально переносимых ПС и БД, когда свой­ства эффективной мобильности предусматриваются и реализуются при их разработке и определяются возможные платформы и области повторного использования таких программ и данных;
  
• 
  при непосредственной реализации с соответствующими затрата­ми процессов переноса ПС и БД, в различной степени подготовленных для переноса на иные платформы или для повторного использования на той же платформе.
  

• 
  При анализе первой фазы следует учитывать, что к настоящему вре­мени накоплен большой объем комплексов и компонентов программ и информации в базах данных, при создании которых не учитывалась воз­можность их последующего переноса на иные платформы — так называе­мые унаследованные системы. Более того, из-за ограниченных ресурсов вычислительных средств при реализации крупных функциональных задач программы и данные в таких системах обычно в максимальной степени адаптировались при разработке к особенностям и параметрам ЭВМ для эффективного использования их ресурсов. Предельным случаем могут слу­жить: бортовые ЭВМ, с соответствующими ПС, для авиационных, ракет­ных и космических систем, в которых ограничения веса и габаритов аппа­ратуры вызывают повышенные требования к эффективности использова­ния вычислительных ресурсов.
  
• 
  В зависимости от степени программной совместимости между исход­ной и новой, целевой платформами можно рассматривать следующие ва­рианты применения мобильности’.
  

• 
  при полной несовместимости платформ может потребоваться раз­работка всего комплекса программ заново (возможно, с использованием имеющихся спецификаций требований и методов реинжениринга);
  
• 
  при несовместимости языков программирования или диалектов одного языка требуется переписывание программ ПС на том языке, кото­рый принят для проекта новой системы (возможно, с использованием име­ющихся проектных спецификаций и встраиваемых повторно используе­мых компонентов);
  
• 
  при несовместимости аппаратно-программных платформ, поддер­живающих один и тот же язык программирования, требуется перекомпи­ляция текстов ПС на новой платформе (возможно, с автоматической опти­мизацией, обеспечиваемой применяемой системой программирования);
  
• 
  при обеспечении двоичной совместимости архитектуры исходной и новой платформ перенос достигается непосредственным исполнением ПС на новой платформе (возможно, использующей средства эмуляции некоторых компонентов архитектуры исходной платформы).
  

• 
  Задачи и объекты, связанные с мобильностью ПС и БД в системах и подлежащие рассмотрению при выборе методов и средств обеспечения переносимости, включают:
  

• 
  унифицированные протоколы и интерфейсы взаимодействия ПС между собой, с пользователями, с внешней средой, к которым относятся, прежде всего, интерфейсы прикладного программирования, определяемые выбранной архитектурой среды системы, включающей интерфейсы опе­рационных систем, сетевые протоколы, спецификации служб организации процессов, функционирующих поверх операционных систем;
  
• 
  языки программирования и инструментальные средства, поддер­живающие создание переносимых ПС и БД систем и средства программ­ной инженерии — CASE-системы;
  
• 
  языки баз данных и системы управления базами данных;
  
• 
  форматы данных, форматы внешних электронных сообщений;
  
• 
  форматы переносимых электронных документов.
  

• 
  Эффективность выбора и выделения компонентов для повторного использования и переноса на другие аппаратные и операционные плат­формы зависит, прежде всего, от их размера и от кратности возможного применения. При разработке ПС небольшого масштаба (порядка тысячи строк исходного текста) поиск и подбор готовых компонентов для их применения в новом ПС чаще всего оказываются нерентабельными. Та­ким образом, существует некоторый диапазон малых размеров программ и информации баз данных, для которых нецелесообразно применять ра­нее созданные программы и массивы данных. По этому параметру можно выделить методологии переноса'.
  

• 
  комплексов программных и информационных компонентов, а так­же операционной среды в целом, решающих все функциональные задачи определенной сложной системы и полностью сохраняющих свою структу­ру на новой аппаратной платформе;
  
• 
  достаточно автономных, крупных ПС и массивов информации баз данных, решающих дополнительные, функциональные задачи во взаимо­действии с имеющимися на новой аппаратной платформе операционными средствами;
  
• 
  отдельных модулей или небольших функциональных компонентов программ и информационных массивов данных для расширения и совер­шенствования функций, ранее реализованных функциональных задач на той же аппаратной и операционной платформах.
  

• 
  Проектирование систем с использованием повторно применяемых компонентов становится особенно рентабельным для крупных ПС. содер­жащих сотни или тысячи модулей, и с большими объемами обрабатывае­мой информации. Кратность применения компонентов также значительно влияет на эффективность их переноса. Особенно тщательную отладку, унификацию интерфейсов и оформление документации целесообразно про­водить для тех компонентов, которые в перспективе будут использоваться многократно различными специалистами, в различных вариантах ПС и на той же или различных платформах.
  
• 
  Наиболее широко применяется перенос программ на ЭВМ с иной архитектурой и операционной средой на уровне исходных текстов про­грамм и данных на алгоритмических языках программирования высокого уровня. На практике приходится встречаться с множеством ситуаций пе­реноса программ и данных между несовпадающими аппаратными и опера­ционными платформами, а также с различающимися степенью мобильно­сти исходных ПС и БД, подлежащих переносу, и применяемыми техноло­гиями их создания. Это разнообразие ситуаций определяет широкий диапазон значений эффективности переноса по потребным ресурсам на его проведение и выбор рациональных методов реализации. Поэтому в каждом конкретном случае целесообразно проводить факторный и техни­ко-экономический анализ эффективности переноса и планировать его проведение.
  
•