Вопрос №27 Нисходящая и восходящая разработка. Достоинства и недостатки. Принципы нисходящего структурного программирования

Вопрос №27 Нисходящая и восходящая разработка. Достоинства и недостатки. Принципы нисходящего структурного программирования

1)Метод нисходящей разработки ПС

Сначала строится модульная структура программы в виде дерева. Затем поочередно программируются модули программы, начиная с модуля верхнего уровня (головного), переходя к программированию другого модуля только в том случае, если уже написан модуль, который к нему обращается. После того, как все модули программы запрограммированы, производится их поочередное тестирование и отладка в таком же (нисходящем) порядке

Первым тестируется головной модуль программы, который представляет всю тестируемую программу и поэтому тестируется при «естественном» состоянии информационной среды, при котором начинает выполняться эта программа. Модули, к которым может обращаться головной, заменяются их имитаторами («заглушками»). Каждый имитатор модуля – простой программный фрагмент, сигнализирующий о самом факте обращения к имитируемому модулю, производит необходимую для правильной работы программы обработку значений его входных параметров (иногда с их распечаткой) и выдает, если это необходимо, заранее запасенный подходящий результат

После завершения тестирования и отладки головного и любого последующего модуля производится переход к тестированию одного из модулей, которые в данный момент представлены имитаторами, если таковые имеются. Для этого имитатор выбранного для тестирования модуля заменяется самим этим модулем и, кроме того, добавляются имитаторы тех модулей, к которым может обращаться выбранный для тестирования модуль. При этом каждый такой модуль будет тестироваться при «естественных» состояниях информационной среды, возникающих к моменту обращения к этому модулю при выполнении тестируемой программы

Таким образом, большой объем «отладочного» программирования при восходящем тестировании заменяется программированием достаточно простых имитаторов используемых в программе модулей. Кроме того, имитаторы удобно использовать для того, чтобы подыгрывать процессу подбора тестов путем задания нужных результатов, выдаваемых имитаторами

При таком порядке разработки программы вся необходимая глобальная информация формируется своевременно, то есть ликвидируется весьма неприятный источник просчетов при программировании модулей. Недостаток – необходимость абстрагироваться от базовых возможностей используемого ЯП, выдумывая абстрактные операции, которые позже нужно будет реализовать с помощью выделенных в программе модулей. Однако способность к таким абстракциям – необходимое условие разработки больших программных средств, поэтому ее нужно развивать

Особенность методов восходящей и нисходящей разработок ПО – требование, чтобы модульная структура программы была разработана до начала программирования (кодирования) модулей. Это требование находится в полном соответствии с водопадным подходом к разработке ПО, так как разработка модульной структуры программы и ее кодирование производятся на разных этапах разработки ПО: первая завершает этап конструирования ПО, а второе − открывает этап кодирования. Однако эти методы вызывают ряд возражений: представляется сомнительным, чтобы до программирования модулей можно было разработать структуру программы достаточно точно и содержательно. На самом деле это делать не обязательно, если несколько модернизировать водопадный подход.

2)Метод восходящей разработки ПС

Сначала строится модульная структура программы в виде дерева; затем поочередно программируются модули программы, начиная с модулей самого нижнего уровня (листья дерева модульной структуры программы), в таком порядке, чтобы для каждого программируемого модуля были уже созданы все модули, к которым он может обращаться. После того, как все модули программы написаны, производится их поочередное тестирование и отладка в таком же (восходящем) порядке

Такой порядок разработки программы на первый взгляд кажется вполне естественным: каждый модуль при программировании выражается через уже запрограммированные непосредственно подчиненные модули, а при тестировании использует уже отлаженные модули. Но современная технология не рекомендует такой порядок разработки программы. Во-первых, для программирования какого-либо модуля совсем не требуется наличия текстов используемых им модулей – для этого достаточно, чтобы каждый используемый модуль был лишь специфицирован (в объеме, позволяющем построить правильное обращение к нему), а для тестирования его возможно (и полезно) используемые модули заменять их имитаторами (заглушками, драйверами). Во-вторых, каждая программа в какой-то степени подчиняется некоторым внутренним для нее, но глобальным для ее модулей соображениям (принципам реализации, предположениям, структурам данных), что определяет ее концептуальную целостность и формируется в процессе ее разработки. При восходящей разработке эта глобальная информация для модулей нижних уровней еще не ясна в полном объеме, поэтому очень часто приходится их перепрограммировать, когда при программировании других модулей производится существенное уточнение этой глобальной информации (например, изменяется глобальная структура данных). В-третьих, при восходящем тестировании для каждого модуля (кроме головного) приходится создавать ведущую программу (модуль), которая должна подготовить для тестируемого модуля необходимое состояние информационной среды и произвести требуемое обращение к нему. Это приводит к большому объему «отладочного» программирования и в то же время не дает никакой гарантии, что тестирование модулей производилось именно в тех условиях, в которых они будут выполняться в рабочей программе

Недостатки восходящего подхода:

- увеличение вероятности несогласованности компонентов вследствие неполноты спецификаций

- наличие издержек на проектирование и реализацию тестирующих программ, которые нельзя преобразовать в компоненты

- позднее проектирование интерфейса, а соответственно невозможность продемонстрировать его заказчику для уточнения спецификаций

Исторически восходящий подход появился раньше, что связано с особенностью мышления программистов, которые в процессе обучения привыкают при написании небольших программ сначала детализировать компоненты нижних уровней (подпрограммы, классы). Это позволяет им лучше осознавать процессы верхних уровней. При промышленном изготовлении ПО восходящий подход в настоящее время практически не используют

Особенность методов восходящей и нисходящей разработок ПО – требование, чтобы модульная структура программы была разработана до начала программирования (кодирования) модулей. Это требование находится в полном соответствии с водопадным подходом к разработке ПО, так как разработка модульной структуры программы и ее кодирование производятся на разных этапах разработки ПО: первая завершает этап конструирования ПО, а второе − открывает этап кодирования. Однако эти методы вызывают ряд возражений: представляется сомнительным, чтобы до программирования модулей можно было разработать структуру программы достаточно точно и содержательно. На самом деле это делать не обязательно, если несколько модернизировать водопадный подход