Технологии программирования модульное программирование

Модульное программирование

Существуют различные методы создания программ. Каждый предусматривает свои особенности, а также принципы организации работы. Пример – объектно-ориентированное программирование. В данном случае код строится на взаимоотношениях и связях различных компонентов, а не только на логике и абстракциях.

Огромную роль для разработки играет архитектурный подход, носящий название «модульное программирование». Рассмотрим его подробнее.

Определение

Модуль в информатике и программировании – блок программы. Он имеет конкретное функциональное значение. Характеризуется своей полной логической завершенностью.

Так принято называть метод создания программного обеспечения через объединение имеющихся модулей (блоков) в единую общую структуру.

Такое программирование нацелено на:

• повышение скорости создания ПО;
• обеспечение надежности приложения;
• упрощение процедуры тестирования.

Программирование «по модулям» особо удобно для ситуаций, когда в команде разработчиков много участников. Там, где в основе заложен командный труд. Каждый человек сможет сконцентрироваться на собственной задаче, не переключаясь к проблемам остальных.

Для чего нужен

Каждый проект в программировании – это специально составленный код. Его может быть очень много. Даже небольшой объем исходного кода иногда приводит к проблемам обновления, поддержки и исправления ошибок. Запутаться в нем легко, если нет строгой структуризации.

Разбиение будущего приложения на модули – наиболее рациональный подход. Он помогает решать определенные проблемы программирования:

1. Код становится более читаемым, понятным и прозрачным. Для этого требуется грамотно классифицировать модули.
2. Разрешение конфликтов имен. Такая ситуация неизбежна, если в коде присутствуют десятки идентификаторов. Все они обычно расположены в одной области видимости. Путем деления на модули можно «отсекать» лишние блоки кода. Этот прием устраняется конфликты идентификаторов.
3. Повышение надежности. Рассматриваемая концепция способствует осуществлению инкапсуляции программного кода. Каждый блок будет изолирован от другого.

В информатике и программировании модуль – важный компонент. Далее соответствующий процесс создания программ будет рассмотрен более подробно.

Ключевые принципы

Метод модулей в разработке появился благодаря канадскому программисту – Дэвиду Парнасу. Он предположил, что для создания «отдельного блока кода» достаточно минимального набора знаний о содержании других. На подобном высказывании базируется концепция сокрытия информации и программировании.

Сокрытие – это метод проектирования, который предусматривает разграничение доступа разных частей (модулей) продукта к внутренним элементам друг друга.

Процесс написания контента подобным образом будет выглядеть так:

1. Описание информации/данных.
2. Проектирование. Осуществляется по нисходящему принципу.
3. Модульное программирование.
4. Описание и создание главного программного обеспечения.
5. Сборка готовой утилиты.

Структурными единицами здесь выступают совершенно разные компоненты – от сервисов до фреймворков. Главное, чтобы они отвечали за конкретные функции. А еще – могли предоставить к ней непосредственный доступ.

Виды

Если говорить об информатике, то она предусматривает еще несколько определений модуля:

• команды, которые обладают собственным обозначением и возможностью вызова по имени;
• совокупность программных операторов с идентификаторами и граничными элементами.

Существуют разные виды модулей:

1. Малоразмерные. На реализацию таких модулей отдается единственная заданная функция. Большинство языков программирования определяют в качестве своего элементарного компонента процедуру или заданную операцию.
2. Среднеразмерные. Представлены небольшим набором операций или функций.
3. Крупные. Они предусматривают включение в свой состав нескольких малоразмерных и среднеразмерных модулей.

Примеры последних – это наборы пакетов в Java или Ada.

Ключевые проблемы

Несмотря на то, что рассматриваемый вариант к созданию программного обеспечения является удобным и эффективным, он имеет некоторые недостатки. К таковым относят следующие моменты:

• требования к памяти устройства – она должна быть увеличенной;
• более долгая компиляция и загрузка софта;
• медленное исполнение исходного кода – особо актуально для крупных приложений;
• риски создания слишком сложных алгоритмов взаимодействия.

Лишь грамотный и основательный подход к ТЗ и составлению структуры утилиты поможет устранить последний недостаток. В умелых руках модульное программирование дает одни только плюсы.

Где реализуется

Для того, чтобы пользоваться рассматриваемой парадигмой, разработчику предстоит выучить конкретные языки. Концепция модулей поддерживается в:

• Кобол;
• Ада;
• Фортран;
• Паскаль;
• Оберон;
• Модула-2;
• Zonnon;
• Erlang;
• Perl;
• Ruby.

Еще один довольно интересный вариант – это Python. Данный язык является одним из наиболее популярных в 21 веке. Поэтому модульное программирование нельзя назвать устаревшим. Оно весьма активно применяется на практике.

Отличие от микросервисов и библиотек

Модуль – это не микросервис и не библиотека, хотя определения напоминают соответствующие компоненты. Вот ключевые различия с предложенными элементами кода:

• отсутствие горячей замены части кода в работающей утилите;
• невозможность запуска независимо от программы;
• отсутствие масштабируемости отдельно от остальных модулей;
• модуль не предоставляет функции, которые могут вызывать другие блоки кода;
• обладает собственными изолированными хранилищами информации и параметрами.

Дистанционные онлайн курсы помогут быстрее разобраться в выбранном направлении с нуля.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!

Источник

Модульное программирование

Модуль в программировании — это фрагмент кода, имеющий определенное функциональное значение и характеризующийся логической завершенностью.

Модульное программирование — это способ создания программы посредством объединения модулей в единую структуру.

Применение способа позволяет значительно повысить скорость разработки, обеспечить ее надежность, упростить тестирование. Модульное программирование удобно при групповой работе, так как каждый из участников процесса имеет возможность сконцентрироваться только на своем объеме работ, не отвлекаясь на деятельность коллег.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Важное преимущество подхода — возможность заменить или обновить один из компонентов без изменений всей остальной системы.

В чем состоит особенность, основные принципы

Основной принцип метода сформулирован канадским программистом Дэвидом Парнасом. Согласно его высказыванию, для создания одного модуля достаточно минимальных знаний о содержании других. Именно на основе этого принципа Парнас выдвинул концепцию сокрытия информации в программировании.

Сокрытие в программировании — это способ проектирования, предполагающий разграничение доступа разных частей продукта к внутренним компонентам друг друга.

Технологически процесс выглядит так:

1. Описание данных.
2. Проектирование по нисходящему принципу.
3. Модульное программирование.
4. Создание главной программы.
5. Сборка продукта.

В качестве структурных единиц могут выступать сервисы, классы, библиотеки функций, структуры данных и другие единицы, реализующие определенную функцию и способные предоставить интерфейс к ней.

Разновидности модулей

В информатике существуют дополнительные понятия модуля.

Модуль — это набор команд, который имеет свое обозначение и который можно вызвать по имени.

Модуль — это совокупность программных операторов, имеющая идентификатор и граничные компоненты.

Также принято выделять три разновидности:

1. Малоразмерные, на реализацию которым отдается одна заданная функция. В большинстве языков программирования самой простой единицей считается процедура или функция.
2. Среднеразмерные, реализующие небольшой набор операций или функций.
3. Крупные, объединяющие в себе несколько малоразмерных и среднеразмерных модулей.

Примерами крупных могут послужить набор пакетов в языках Java, Ada, а также набор модулей в программном языке Modula-2.

Проблемы модульного программирования

Несмотря на существенные достоинства метода, специалисты подмечают и ряд недостатков:

• увеличенный объем необходимой памяти;
• более длинный временной период компиляции, загрузки;
• более медленное исполнение программы;
• риск создать слишком сложный алгоритм взаимодействия между модулями.

Если первые три пункта легко нивелируются мощью современной техники, то последний целиком и полностью зависит от программистов, оптимальности предложенных ими решений.

Насколько полезной была для вас статья?

Источник