Применение объектно-ориентированного подхода для проектирования информационных систем

Проектирование программного обеспечения — процесс создания структуры программы, описания всех её компонентов и взаимосвязей компонентов внутри программы. Проектирование ПО является частным случаем проектирования продуктов и процессов.

Проектированию обычно подлежат:

• 1)    Архитектура ПО;

• 2)    Устройство компонентов ПО;

• 3)    Пользовательские интерфейсы[1].

Концептуальная основа объектно-ориентированного подхода включает следующие элементы:

• •    алгоритмы абстрагирования (abstraction);

• •    алгоритмы инкапсуляции (encapsulation);

• •    принципы модульности (modularity);

• •    принципы иерархичности (hierarchy).

Помимо основных применяются также дополнительные элементы разработки программ, не являющиеся в отличие от основных строго обязательными:

• •    принципы типизации (typing);

• •    принципы параллелизма (concurrency);

• •    принципы устойчивости (persistence).

Принципы абстрагирования связаны с выделением основных характеристик объекта предметной области, отличающих его от всех других типов объектов, что позволяет четко определять его концептуальные границы относительно дальнейшего рассмотрения и анализа. С помощью абстрагирования выделяется основные свойства объекта предметной области, что позволяет выделять самые существенные особенности его поведения от особенностей их реализации. Выбор правильного набора абстракций для моделируемой предметной области является главной задачей при объектно-ориентированном проектировании.

Основными задачами использования объектно-ориентированного подхода к разработке программного обеспечения являются:

• •    сокращение уровня сложности кодов при разработке программного обеспечения;

• •    повышение уровня надежности разработанного программного обеспечения;

• •    возможность модификации отдельных модулей ПО без внесения изменений в остальные его компоненты;

• •    обеспечение возможности многократного использования отдельных модулей ПО [2].

При систематическом использовании объектно-ориентированного подхода возможно проведение разработки достаточно структурированных, надежных в эксплуатации, легко модифицируемых программных систем. Этим объясняется распространенность указанного подхода среди программистов.

Проведем обзор программных продуктов, применяемых для разработки программных систем в рамках объектно-ориентированного подхода.

Embarcadero RAD Studio – среда разработки программных систем для операционных систем Windows. Данная среда позволяет быстро разработать программные системы для Windows, Mac, Android, IOS, интернет вещей (IoT) [11, c 54]. Среда позволяет писать приложения на С++ и Object Pascal. Главное окно Embarcadero RAD Studio показано на рисунке 1.

В состав Embarcadero RAD Studio входят Delphi, C++Builder.

Embarcadero RAD Studio включает следующие основные новые возможности:

• А)    Поддержка Windows 10. С помощью Delphi и C++Builder можно разрабатывать VCL и FMX-приложения, которые поддерживают компоненты Windows 10 и API системы, компоненты WinRT\UWP;

Б) Компилятор C++11, основанный на архитектуре CLANG. В C++Builder используется компилятор c++, который основан на CLANG. Компилятор используется для Windows и мобильных платформ. Данный компилятор работает с VCL и кроссплатформенными структурами FMX;

• В)    Удвоенный размер проектов в IDE. Позволяет увеличить размер проектов, что позволяет разрабатывает большие, комплексные решения;

Visual Studio включает в себя редактор исходного кода с поддержкой технологии IntelliSense и возможностью простейшего рефакторинга кода. Встроенный отладчик может работать как отладчик уровня исходного кода, так и отладчик машинного уровня. Остальные встраиваемые инструменты включают в себя редактор форм для упрощения создания графического интерфейса приложения, веб-

Qfoqectl-Dolph 10 Stittle-Drill

File Edt lurch Vie» Refocto Project Run Ccrrpcnet To* ЛЫо« H* Q ЯИВЯ е#в a

’ 44

НЫг- уту?., xrderwr xietTAyc i36»sterMerubMnnx, ExSctatie

ч Search

V К 2j fro^dl^roj •Prsjed Marage       |^ L;

6 -S 6 s *^hh|»*e|4*o-

Че

5 ’rqjecSrxpl

3 7 Projedlzxc

В ^ 5l*j CorAgjabons {Debug)

$ C Target MwAms(Wn33

Я CB^ctlnswtir

f«ml ^y:

1J7CV

tart

noted Me tesy -«or,

C:W$M3MCoc/rerBcrter:ad^^^ k£?rgedL... ^taEcL. ИЛСелв...

H(Tod?*»

t- M^S»t

Addttixul                            •

• Data Асом

■ DataCcetrok

• MawpCknt dbtxpms

- Dalagt

StaMard

System Well

■ Wm32

■ totRcpcwtSO

= FRStook

----- ■ F«tlifpo

■ ГпЫС                     "

Рисунок 1. Главноеокносреды Embarcadero RAD Studio

Рисунок 2. Главное окно среды VisualStudio

Рисунок 3. Главное окно средыMonoDevelop редактор, дизайнер классов и дизайнер схемы базы данных. Visual Studio позволяет создавать и подключать сторонние дополнения (плагины) для расширения функциональности практически на каждом уровне, включая добавление поддержки систем контроля версий исходного кода (как, например, Subversion и Visual SourceSafe), добавление новых наборов инструментов (например, для редактирования и визуального проектирования кода на предметноориентированных языках программирования) или инструментов для прочих аспектов процесса разработки программного обеспечения (например, клиент Team Explorer для работы с Team Foundation Server). Главное окно Visual Studio показано на рисунке 2.

VisualStudio имеет множество возможностей:

• 1)    Современный C++. VisualStudio позволяет использовать последние стандарты языка С++.

• 2)    Создание универсальных программ для Windows. Используя C++ (либо C#, JavaScript или VB), вы можете создать единое универсальное приложение для Windows, способное работать на всех устройствах Windows 10.

• 3)    Мощные инструменты программирования. Среда имеет множество средств для редактирования, просмотра и рефакторинга, отладки, диагностики [3].

MonoDevelop — свободная среда разработки, предназначенная для создания приложений C#, Java, Boo, Nemerle, Visual Basic .NET, Vala, CIL, C и C++. MonoDevelop позволяет разработчикам разрабатывать настольные и вебприложения на Linux, Windows и Mac OS X. Среда предоставляет возможность .NET программы, сделанные в

VisualStudio, портировать на Linux и Mac OS X; при этом сохраняется единый базовый код для всех платформ. Главное окно MONODEVELOP показано на рисунке 3.

В целом построение объектно-ориентированных систем изначально проводится с учетом их эволюции. С помощью наследования и полиморфизма обеспечиваются возможности определения новых функций через реализацию производных классов, являющихся потомками базовых. В классах-потомках наследуются параметры родительских классов без модификации их первоначального описания с добавлением в случае необходимости собственных структур данных и методов. При определении производных классов, в которых определяется перечень различий или уточнений, в значительной степени сокращается время при разработке и спецификациях в программном коде.

Важное свойство объектного подхода связано с обеспечением согласованности моделей деятельности компаний и моделей проектируемых систем от этапа формирования требований до этапа реализации. Выполнение требований согласованности моделей обеспечивается благодаря возможностям использования таких методов, как абстрагирование, модульность, полиморфизм на всех этапах работы с программным кодом. Модели ранних этапов могут быть непосредственно подвергаться сравнению с моделями реализации. По объектным моделям может прослеживаться отображение реальных сущностей в модели предметных областей (организации) в объекты и классы информационной системы.