Инструментальная поддержка процедурно-параметрической парадигмы программирования

• Автор: Швец, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Методы разработки эволюционнорасширяемых программ.

1.1 Разделение систем программирования по парадигмам

1.2 Анализ характеристик, определяющих разработку эволюционно расширяемых программ.

1.3 Факторы, определяющие построение расширяемых программ

1.3.1 Модули с инициализирующими блоками

1.3.2 Пространства имен, размещаемые в нескольких единицах компиляции.

1.3.3 Классы, содержащие конструкторы и деструкторы.

1.3.4 Технология вертикального слоения

1.3.5 Наследование и виртуализация

1.3.6 Технология вспомогательных классов
1.3.7 Метапрограммирование
1.3.8 Аспект ориентированное программирование.
1.3.9 Субъектноориентированное программирование
1.3. Связывание через интерфейсы
1.4 Моделирование методов формирования процедурнопараметрических отношений
1.4.1 Алгоритмы, базирующиеся на объектноориентированной парадигме
1.4.2 Использование процедурного подхода для построения эволюционно расширяемых мультиметодов
1.4.3 Сравнение объектноориентированной и процедурнопараметрической реализаций полиморфизма
1.5 Перспективы развития инструментальных средств разработки эволюционно расширяемых программ
1.6 Выводы по главе
2 Методы организации программных объектов, поддерживающих процедурнопараметрическое программирование.
2.1 Используемые понятия и определения.
2.1.1 Данные обрабатываемые программой.
2.1.2 Значения данных
2.1.3 Процедуры, используемые для обработки программных объектов
2.1.4 Вызовы процедур
2.2 Задача эволюционного расширения мультиметодов
2.3 Эволюционное расширение мультиметодов в различных парадигмах программирования
2.3.1 Расширение мультиметодов при процедурном подходе.
2.3.2 Расширение мультиметодов при объектноориентированном подходе.
2.3.3 Проблемы существующих подходов эволюционной разработки мультиметодов.
2.4 Основные понятия процедурнопараметрического программирования
2.4.1 Организация параметрических обобщений
2.4.2 Организация обобщающих параметрических процедур
2.4.3 Организация обработчиков параметрических специализаций
2.4.4 Экземпляр параметрического обобщения.
2.4.5 Вызовы параметрических процедур
2.5 Классификация механизмов параметрического обобщения
2.5.1 Способы построения параметрических обобщений.
2.5.2 Методы включения специализаций в параметрическое обобщение
2.5.3 Методы конструирования обобщений
2.5.4 Способы построения параметрических отношений и их отображение на обобщающие и специализированные параметрические процедуры
2.5.5 Способы формирования тел обработчиков специализаций
2.5.6 Способы связывания комбинаций специализаций с конкретным обработчиком.
2.5.7 Фазы формирования параметрических обобщений.
2.6 Выводы по главе 2.
3 Описание синтаксиса языка программирования с поддержкой процедурнопараметрического полиморфизма
3.1 Языковые конструкции, поддерживающие процедурнопараметрическое программирование
3.1.1 Организация параметрических обобщений.
3.1.2 Указатели на параметрические обобщения и специализации
3.1.3 Обобщенные переменные.
3.1.4 Обобщающие процедуры и обработчики специализаций
3.1.5 Вызовы обобщающих процедур
3.1.6 Оператор I.
3.2 Организация трансляции процедурнопараметрических программ
3.3 Использование языка для решения задачи эволюционного расширения
3.3.1 Разработка основной части программы.
3.3.2 Проявление полиморфизма в клиентском модуле
3.4 Выводы по главе 3.
4 Инструментальная поддержка процедурнопараметрической парадигмы программирования.
4.1 Оценка эффективности реализации поддержки процедурнопараметрической парадигмы программирования.
4.2 Методы повышения эффективности реализации ППП.
4.3 Инструменты процедурнопараметрического программирования
4.3.1 Транслятор с языка М
4.3.2 Компоновщик параметрических отношений.
4.3.3 Сборщик проектов
4.3.4 Оболочка пользователя.
4.3 Выводы по главе 4.
Заключение.
Список использованных источников


Отмечено, что процедурный стиль программирования, обеспечивающий самые простые и понятные методы реализации полиморфизма, не имеет инструментальной поддержки для эволюционного расширения этих отношений. Объектноориентированный стиль обеспечивает поддержку для эволюционного расширения одинарного полиморфизма, но не позволяет расширять код, построенный на основе множественного полиморфизма например, мультиметодов. Выделяются условия применения эволюционного расширения мультиметодов, что позволяет конкретизировать задачу исследования, определить недостатки процедурного и объектноориентированного подходов при их использовании в рассмотренном контексте. Постановка задачи позволила сделать вывод об использовании дополнительных механизмов инструментальной поддержки эволюционного расширения мультиметодов. Во второй главе проводится исследование методов организации программных объектов, поддерживающих процедурнопараметрический полиморфизм. Выделяются основные понятия, характеризующие процедурнопараметрическую парадигму программирования. Предлагается классификация методов поддержки параметрического полиморфизма, позволяющая оценить возможные способы реализации и связанные с этим затраты на обработку данных. Приводятся подробные характеристики каждого из представленных критериев классификации. Помимо этого дается общая оценка различных способов реализации программных объектов, поддерживающих процедурнопараметрическое программирование. В третьей главе предлагаются языковые конструкции, расширяющие традиционный процедурный язык программирования средствами поддержки процедурнопараметрической парадигмы. Предлагаемый в результате язык назван М и является расширением языка программирования Оберон2. В конце главы приведены примеры, показывающие возможности языка при эволюционной разработке программы, использующей мультиметоды. Показано, что даже в случае хаотичного добавления новых типов данных и процедур, язык обеспечивает эффективную поддержку эволюционного расширения программы. В четвертой главе описаны реализованные инструментальные средства обеспечивающие инструментальную поддержку процедурно
параметрического программирования. К ним относятся компилятор с языка программирования М компоновщик параметрических отношений утилита генерации файла проекта, используемого для сборки исполняемого модуля из файлов, полученных после трансляции и компоновки параметрических отношений оболочка пользователя. Приложение А содержит описание синтаксиса процедурнопараметрического языка программирования М. В Приложении В приводятся исходные тексты программ, рассмотренных в диссертации. В заключении перечислены полученные результаты, обоснована перспектива их применения и развития, сформулированы выводы по диссертационной работе. Работа содержит 1 страницу текста, 9 рисунков и 2 таблицы. Список литературы включает 3 наименований. В главе приводится обзор существующих парадигм программирования обеспечивающих возможность создания эволюционноразвиваемого программного обеспечения. Рассматривается роль систем программирования в процессе разработки программного обеспечения. Выделяется ряд их ключевых характеристик, определяющих переносимость и эволюционную расширяемость программного обеспечения. Обосновывается выбор языковой среды и методов реализации поддержки процедурнопараметрического полиморфизма. Формулируются подходы к реализации процедурнопараметрического полиморфизма. Делается вывод о предпочтении реализации транслятора для проведения исследований эволюционного расширения программ. Во многом особенности систем программирования определяются архитектурой исполнителей, разнообразие которых порождает множество подходов к решению даже одной и той же задачи. Это позволяет использовать различные комбинации специализированных моделей и ведет к появлению разных стилей программирования, определяемых также как парадигмы . Классификация систем программирования по парадигмам является одной из наиболее популярных. Она позволяет осуществить достаточно четкую градацию, опираясь на основные отличительные признаки. Буч , ссылаясь на Боброва и Стетика 4, приводит пять основных стилей таблица 1.