Введение. 
Методы и технологии программирования

Программирование — сравнительно молодая и быстро развивающаяся отрасль науки и техники. Опыт ведения реальных разработок и совершенствования имеющихся программных и технических средств постоянно переосмысливается, в результате чего появляются новые методы, методологии и технологии, которые, в свою очередь, служат основой более современных средств разработки программного обеспечения. Исследовать процессы создания новых технологий и определять их основные тенденции целесообразно, сопоставляя эти технологии с уровнем развития программирования и особенностями имеющихся в распоряжении программистов программных и аппаратных средств.

Технологией программирования называют совокупность методов и средств, используемых в процессе разработки программного обеспечения. Как любая другая технология, технология программирования представляет собой набор технологических инструкций, включающих:

• · указание последовательности выполнения технологических операций;
• · перечисление условий, при которых выполняется та или иная операция;
• · описания самих операций, где для каждой операции определены исходные данные, результаты, а также инструкции, нормативы, стандарты, критерии и методы оценки и т. п.

На ранних этапах развития программирования, когда программы писались в виде последовательностей машинных команд, какая-либо технология программирования отсутствовала. Первые шаги в разработке технологии состояли в представлении программы в виде последовательности операторов. Написанию последовательности машинных команд предшествовало составление операторной схемы, отражающей последовательность операторов и переходы между ними. Операторный подход позволил разработать первые программы для автоматизации составления программ — так называемые составляющие программы.

В 1958 году были разработаны первые языки программирования, Фортран и Алгол-58. Программа на Фортране состояла из главной программы и некоторого количества процедур — подпрограмм и функций. Программа на Алголе-58 и его последующей версии Алголе-60 представляла собой единое целое, но имела блочную структуру, включающую главный блок и вложенные блоки подпрограмм и функций. Компиляторы для Фортрана обеспечивали раздельную трансляцию процедур и последующее их объединение в рабочую программу, первые компиляторы для Алгола предполагали, что транслируется сразу вся программа, раздельная трансляция процедур не обеспечивалась.

Процедурный подход потребовал структурирования будущей программы, разделения ее на отдельные процедуры. При разработке отдельной процедуры о других процедурах требовалось знать только их назначение и способ вызова. Появилась возможность перерабатывать отдельные процедуры, не затрагивая остальной части программы, сокращая при этом затраты труда и машинного времени на разработку и модернизацию программ.

Следующим шагом в углублении структурирования программ стало так называемое структурное программирование, при котором программа в целом и отдельные процедуры рассматривались как последовательности канонических структур: линейных участков, циклов и разветвлений. Появилась возможность читать и проверять программу как последовательный текст, что повысило производительность труда программистов при разработке и отладке программ. С целью повышения структурности программы были выдвинуты требования к большей независимости подпрограмм, подпрограммы должны связываться с вызывающими их программами только путем передачи им аргументов, использование в подпрограммах переменных, принадлежащих другим процедурам или главной программе, стало считаться нежелательным.

Процедурное и структурное программирование затронули прежде всего процесс описания алгоритма как последовательности шагов, ведущих от варьируемых исходных данных к искомому результату. Для решения специальных задач стали разрабатываться языки программирования, ориентированные на конкретный класс задач: на системы управления базами данных, имитационное моделирование и т. д.

Следующим шагом стало развитие Обьектно-Ориентированного программирования.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это способ организации кода в программе путем его группировки в виде объектов, то есть отдельных элементов, которые включают информацию (значения данных) и функции. Объектно-ориентированный подход к организации программы позволяет группировать определенные фрагменты информации (например, музыкальную информацию, такую как название альбома, название трека или имя исполнителя) вместе с часто используемыми функциями или действиями, связанными с этой информацией (например, «добавить трек в список воспроизведения» или «воспроизвести все песни этого исполнителя»). Эти элементы объединяются в один элемент, так называемый объект (например, «Album» или «MusicTrack»). Возможность связать вместе эти значения и функции дает несколько преимуществ. Например, нужно отслеживать только одну переменную, а не несколько; можно сгруппировать вместе связанные между собой функции; можно организовать структуру программы так, чтобы она больше соответствовала реальным потребностям.

Основные понятия:

• · Алгоритм — определение процесса перехода из допустимого исходного состояниях к требуемому конечному, при этом для процесса характерны свойства массовости, конечности, определенности, и, как правило, детерминированности
• · Исполнитель — человек или вычислительное устройство (вычислитель) действующие по заданной формальной инструкции (алгоритму)
• · Программа — задание алгоритма в виде понятном исполнителю или в виде, который подлежит автоматическому преобразованию в вид понятный исполнителю
• · Язык — набор правил лексических (определяющих используемые знаки и слова), синтаксических (определяющих допустимые выражения) и семантических (определяющих реализуемые понятия)
• · Язык программирования — язык, на котором выполняется запись программы