ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД В СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Горбачевский Вячеслав

класс 11 «Г», МБУ Лицей № 19, г. Тольятти

Батижевская Светлана Леодоровна

научный руководитель, учитель информатики, МБУ Лицей № 19, г. Тольятти

Терлецкая Татьяна Леонидовна

научный консультант, канд. пед. наук

Современное общество характеризуется резким ростом хранения, передачи и обработки информации. Программная инженерия обеспечивает весь спектр деятельности, связанный с созданием и поддержанием в рабочем состоянии информационных хранилищ. Изучение видов программирования, их развития, является актуальной темой исследования.

Целью данной работы является определения места объектно-ориентированного подхода в современной программной инженерии.

В ходе данной работы были решены следующие задачи:

1.Проведен анализ развития технологий и языков программирования.

2.Исследованы семейства объектно-ориентированных технологий и языков программирования.

3.Дано описание общих принципов объектно-ориентированных технологий.

4.Определены области применения объектно-ориентированного программирования.

На рисунке 1 изображена схема истории развития технологий и языков программирования, которая отображает эволюцию технологий программирования:

1.  Машинные языки.

2.  Структурное программирование.

3.  Функциональные и логические языки.

4.  Процедурное программирование.

5.  Модульное программирование.

6.  Объектно-ориентированное программирование.

7.  NET. Программирование.

8.  Патерное программирование.

По схеме видно, что различные языки программирования улучшались и видоизменялись с развитием новых технологий. Например, структурный язык Бейсик превратился в объектно-ориентированный язык Visual Basic for Applications используемый в программах Microsoft Office.

Термин объектно-ориентированное программирование включает в себя спектр различных подходов и технологий программирования (рисунок 2). Например, объектно-ориентированное программирование опирается на модульный подход.

Рисунок 1. История развития технологий и языков программирования

Рисунок 2. Виды объектно-ориентированных языков

В ходе данной работы проведена классификация языков программирования: от областей применения, декларативности, наличия визуализации, построена схема классификации объектно ориентированных языков программирования (рисунок 3). Например, язык Object Pascal применяется в области разработки приложений к СУБД, относится к процедурным языкам и используется в визуальной среде программирования Delphi.

Рисунок 3. Схема классификации ООП языков

В настоящее время широко используются объектно ориентированные среды программирования (таблица 1). В основе данных объектно ориентированных сред лежат объектно-ориентированные языки программирования.

Таблица 1.

Объектно-ориентированные среды программирования

Основной единицей ООП является объект. На схеме рисунка 4 организации объекта видим что объект включает в себя свойства методы и события которые могут как задаваться при проектировании так и меняться в ходе работы программы. На объект влияют события внешней среды и сам объект способен влиять на другие объекты.

Рисунок 4. Схема организации объекта

Основными свойствами ООП являются:

1.  Инкапсуляция ― это объединение в единое целое данных и алгоритмов обработки этих данных.

2.  Наследование ― есть свойство объектов порождать своих потомков.

3. Полиморфизм ― это свойство родственных объектов (т. е. объектов, имеющих одного общего родителя) решать схожие по смыслу проблемы разными способами.

Рассмотрим подробнее области применения объектно-ориентированных языков программирования (рисунок 5). Областями применения ООП в программной инженерии являются создание различных приложений как WEB, так и для работы в различных операционных системах (семейств Windows, Linux и др.):

Рисунок 5. Области применения ООП

1.Приложений для работы с различными системами управления базами данных. Например СУБД Microsoft Access использует встроенный объектно-ориентированный язык программирования Visual Basic for Applications, родоначальником которого является структурный язык Basic.

2.Создание развлекательных приложений игрового характера с элементами 3D графики. Примером может служить язык OpenGL который включает 250 функций для рисования сложных трёхмерных сцен из простых примитивов и используется при создании компьютерных игр, САПР, виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях. На платформе Windows конкурирует с Direct 3D.

3.Современные объектно-ориентированные среды программирования используют как встроенные библиотечные модули, так и позволяют подключать модули разработанные для использования в данной среде. Подключаемые объекты можно разработать на основе шаблонных модулей.

Практическим применением данной работы явилось проектирование приложения к базе данных Access в объектно-ориентированной среде Delphi на языке Object Pascal.

Построена базы данных Access «Домашняя библиотека» (рисунок 6).

Рисунок 6. Схема данных базы данных Access «Домашняя библиотека»

Для заполнения базы данных Access «Домашняя библиотека» спроектированы формы в объектно ориентированной среде Delphi (рисунок 7). Заполнены таблицы. В объектно-ориентированной среде программирования Delphi (рисунок 8) созданы формы. В верхней части Delphi расположены вкладки с встроенными в среду библиотеками объектов, которые созданы с использованием принципов объектно-ориентированного программирования: инкапсуляции, наследования и полиморфизма. На форме DataModule вынесены не визуальные компоненты необходимые для связи приложения с БД Access. В окне ObjectImplamentation показаны свойства одной из форм.

Рисунок 7. Формы для заполнения базы данных в объектно-ориентированной среде Delphi.

Рисунок 8. Окно объектно ориентированной среды Delphi в режиме Конструктора.

На рисунке 9 показаны формы в режиме работы приложения. Родительская форма «Домашняя библиотека» имеет меню которое открывает другие дочерние формы. Заполнение таблиц базы данных происходит в форме «Внесение данных». Формы «Интересы читателей» и «Книги авторов» имеют поиск, активизируемый при нажатии кнопки.

Рисунок 9. Формы в режиме работы приложения.

Для просмотра тех кто взял книги, но еще не отдал организованна форма «Должники» и отчет, который можно распечатать (рисунок 10).

Рисунок 10. Формы «Должники» и отчет.

Объектно-ориентированная среда Delphi помогает сгенерировать код приложения, и позволяет на языке Object Pascal внести необходимые команды для работы (рисунок 11).

Рисунок 11. Код головной части программы на языке Object Pascal

На рисунке 12 показана часть кода организующего запрос на форме «Интересы читателя». Всего в приложении создано 7 форм. Работа над данным приложением позволило глубже изучить объектно-ориентированное программирования и оценить его приемущества.

Рисунок 11. Код части программы на языке Object Pascal в режиме Конструктора формы «Интересы читателя»

Практическая значимость донной научной работы заключается в:

·     классификации языков программирования и ее применение при изучении программной инженерии;

·     использование объектно-ориентированного программирования в выявленных областях применения (на примере проектирования приложения к базе данных Access в объектно-ориентированной среде Delphi на языке Object Pascal).

Научная новизна:

1.  Составлена схема истории развития технологии технологий и языков программирования.

2.  Составлена схема видов объектно-ориентированных языков.

3.  Составлена классификация языков программирования.

4.  Составлена схема областей применения объектно-ориентированного программирования.

Список литературы:

1.Архангельский А.Я. Программирование Delphi 5 — М: Изд. дом «Бином», 2000.

2.Бобровский С.И. Delphi 7: Учебный курс. — СПб.: Питер, 2004.

3.Википедия // Обьектно-ориентированное програмирование [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 13.11.2011)

4.Статья, авторы: А.Г. Иванов, А.А. Пятницкий, Ю.Е. Филинов // Объектно-ориентированный подход [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://grizlyk.chat.ru/art/ivan1.htm (дата обращения 17.11.2011)

5.Фридман А.Л. Основы объектно-ориентированной разработки программных систем. — М.: ФиС, 2000.

6.Сitforum // Обьектно ориентированные языки програмирования [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://citforum.ru/database/articles/art_23.shtml (дата обращения 14.11.2011)