Парадигма компонентного программирования

По оценкам экспертов, 75% работ по программированию используют КПП.

И несмотря на это дублируются часто использованные задачи (например, программы складского учета, начисления зарплаты, расчета затрат на производство продукции и т. п.). Многие из готовых программ — типовые и образуют классы многоразовых КПП.

Одно из ключевых направлений в компонентном программировании — это разработка компонентов и оформление из них КПП. В КПИ отражается многолетний опыт компьютеризации разных сфер человеческой деятельности, который может применяться путем их настройки и адаптации к новым условиям функционирования.

КПИ начли использовать в программировании при проектировании из простых элементов сложных программ по методу снизу-вверх [84 — 88].

Главным преимуществом этого метода является использование готовых и реализованных функций в виде подпрограмм и программ. Этот метод уменьшал затраты на разработку новых и сложных систем. Требовались поиск и выбор КПИ с типовыми функциями для данной системы и настройки их на новые условия применения, на что тратилось гораздо меньше усилий, чем на аналогичную новую разработку.

Для поиска готовых компонентов в ООП сложились новые методы классификации и каталогизации КПИ. Метод классификации состоял в спецификации программы в виде паспортной информации о компонентах с указанием вида и типа функции программы, метод каталогизации — в физическом размещении готовых программ в библиотеках и репозиториях.

Компонентное проектирование систем дополняет и расширяет ООП. В нем объекты рассматриваются на логическом уровне проектирования ПС, а переход к компонентам происходит при физической реализации функции объекта.

Компонент конструируется как некоторая абстракция, включающая в себя информационный раздел (назначение, дата изготовление, условия применения и т. п.). КПИ — это артефакт, включающий в себя реализацию (implementation), интерфейс (interface) и схему развертывания (deployment) компонента. Он может иметь несколько реализаций в зависимости от операционной среды, модели данных, СУБД и др. Интерфейс хранит данные для связи одного компонента с другими. Компонент может иметь несколько интерфейсов. Развертывание представляет собой выполнение физического файла в соответствии с конфигурацией.

Компоненты наследуются в виде классов и используются в модели компонента и каркаса (Фреймворка) в интегрированной среде. Компонент описывается в любом ЯП и не зависит от операционной среды и реальной платформы. Они могут размещаться в компонентной среде, как внутри одного сервера, так и в разных серверах и платформах. Существуют следующие типы компонентов:

• 1) серверы компонентов;
• 2) контейнеры компонентов;
• 3) экземпляры компонентов внутри контейнеров;
• 4) клиентские компоненты, веб-клиенты и др.;
• 5) компонентные программы и системы.

Каждый из этих типов имеет спецификации, требования и правила взаимодействия с другими объектами среды.

Другими словами, в компонентном программировании сформировались понятия и положения о компонентах (их свойствах, параметрах и атрибутах качества), подходы к спецификации компонентов и их интерфейсов, о способах сборки, а также отдельные теоретические положения парадигмы компонентного программирования. Это программирование дополняет и расширяет существующие методы программирования своей концептуальной базой, теорией, методологией и инструментами, а также своими средствами обеспечения качества и расходов на разработку комплексной системы. Компонентный стиль программирования сложных систем из отдельных КПИ характеризуется:

• 1) большей формализацией и упорядоченностью процесса разработки отдельных компонентов и систем с КПИ;
• 2) механизмами описания интерфейсов компонентов и их выполнения в интегрированной среде с использованием общесистемных сервисов и др.;
• 3) средствами эволюционного изменения систем из КПИ.

В рамках компонентного программирования с участием аспирантов разработан оригинальный метод ОКМ комплексного анализа и компонентного моделирования сложных программных систем (В. Н. Грищенко и Е. М. Лаврищева). В нем дано обобщение понятия объектов, как элементов реального мира с соответствующими свойствами и характеристиками, которые последовательно определяются и уточняются средствами логико-математического формализма описания объектов, с присвоением им необходимых и достаточных свойств и характеристик, которыми они отличаются друг от друга. Доказательство принадлежности свойств объектов каждому из них и множеству выполняется с помощью формализма треугольника Фреге и классов Геделя-Бернайса. Разработана компонентная алгебра — внешняя, внутренняя и эволюционная. Она устанавливает теоретическую и практическую связь между объектным анализом и компонентным методом создания ПС. Метод ОКМ — метод последовательного перехода от объектов к компонентам и их интерфейсам.