Войти
В информатике, разделение проблем (SoC ) является принципом разработки для разделения компьютерной программы на отдельные разделы, так что каждый раздел касается отдельной проблемы . Проблема - это набор информации, которая влияет на код компьютерной программы. Проблема может быть столь же общей, как «детали оборудования для приложения», или настолько конкретной, как «имя класса для создания экземпляра». Программа, которая хорошо воплощает SoC, называется модульной программой. Модульность и, следовательно, разделение задач достигается за счет инкапсуляции информации внутри раздела кода, имеющего четко определенный интерфейс. Инкапсуляция - это средство сокрытия информации. Многоуровневые конструкции в информационных системах - это еще один вариант разделения проблем (например, уровень представления, уровень бизнес-логики, уровень доступа к данным, уровень сохраняемости).
Разделение проблем приводит к большей степени свободы для некоторых аспектов разработка, развертывание или использование программы. Общим среди них является повышенная свобода упрощения и сопровождения кода. Когда задачи четко разделены, появляется больше возможностей для обновления модуля, повторного использования и независимой разработки. Скрытие деталей реализации модулей за интерфейсом позволяет улучшить или изменить отдельный раздел кода проблемы без необходимости знать детали других разделов и без необходимости вносить соответствующие изменения в эти другие разделы. Модули также могут предоставлять различные версии интерфейса, что увеличивает свободу обновления сложной системы по частям без временной потери функциональности.
Разделение задач - это форма абстракции. Как и в случае с большинством абстракций, разделение задач означает добавление дополнительных интерфейсов кода, как правило, создание большего количества кода для выполнения. Таким образом, несмотря на множество преимуществ четко разделенных задач, часто возникает связанный с этим штраф за исполнение.
. Также см. Сплоченность и Связь.
Механизмы модульного или объектно-ориентированного программирования, предоставляемые языком программирования, представляют собой механизмы, которые позволяют разработчикам предоставлять SoC. Например, языки объектно-ориентированного программирования, такие как C#, C ++, Delphi и Java, могут разделять задачи на объекты, а архитектурные шаблоны проектирования, такие как MVC или MVP, могут отделять контент от презентации и обработку данных (модель) от контента. Сервис-ориентированный дизайн может разделять проблемы на услуги. Процедурные языки программирования, такие как C и Паскаль, могут разделять задачи на процедуры или функции. Аспектно-ориентированное программирование языки могут разделять проблемы на аспекты и объекты.
Разделение проблем является важным принципом проектирования и во многих других областях, таких как градостроительство, архитектура и информационный дизайн. Цель состоит в том, чтобы более эффективно понимать, проектировать и управлять сложными взаимозависимыми системами, чтобы функции можно было повторно использовать, оптимизировать независимо от других функций и изолировать от возможного отказа других функций.
Распространенные примеры включают разделение пространства на комнаты, чтобы деятельность в одной комнате не влияла на людей в других комнатах, и поддержание печи в одной цепи, а света в другой, чтобы перегрузка печи не происходила. выключить свет. Пример с комнатами показывает инкапсуляцию, когда информация внутри одной комнаты, например, насколько она беспорядочная, недоступна для других комнат, кроме как через интерфейс, которым является дверь. Пример с цепями демонстрирует, что активность внутри одного модуля, который представляет собой цепь с подключенными потребителями электроэнергии, не влияет на активность в другом модуле, поэтому каждый модуль не заботится о том, что происходит в другом.
Термин «разделение интересов», вероятно, был придуман Эдсгер В. Дейкстра в его статье 1974 года «О роли научной мысли».
Позвольте мне попробую объяснить вам, что, на мой вкус, характерно для всего интеллектуального мышления. Он заключается в том, что человек желает углубленно изучать аспект своего предмета изолированно ради его собственной согласованности, все время зная, что он занимается только одним из аспектов. Мы знаем, что программа должна быть правильной, и можем изучать ее только с этой точки зрения; мы также знаем, что он должен быть эффективным, и мы можем изучить его эффективность, так сказать, в другой день. В другом настроении мы можем спросить себя, желательна ли программа, и если да, то почему. Но ничего не достигается - наоборот! - одновременным рассмотрением этих различных аспектов. Это то, что я иногда называл «разделением интересов», которое, хотя и не вполне возможно, все же является единственным доступным методом эффективного упорядочивания своих мыслей, о котором я знаю. Это то, что я имею в виду под «сосредоточением внимания на каком-то аспекте»: это не означает игнорирование других аспектов, это просто отдает должное тому факту, что с точки зрения этого аспекта другой не имеет значения. Это одно- и многостороннее мышление одновременно.
Пятнадцать лет спустя стало очевидно, что термин разделение проблем становится общепринятой идеей. В 1989 году Крис Рид написал книгу под названием «Элементы функционального программирования», в которой описывается разделение задач:
Программист должен делать несколько вещей одновременно, а именно:
Рид продолжает говорить:
В идеале программист должен иметь возможность сосредоточиться на первом из три задачи (с описанием того, что должно быть вычислено), не отвлекаясь на две другие, более административные задачи. Очевидно, что администрирование важно, но, отделив его от основной задачи, мы, вероятно, получим более надежные результаты и сможем облегчить проблему программирования, автоматизируя большую часть администрирования.
Разделение проблем имеет также другие преимущества. Например, проверка программы становится намного более осуществимой, когда в программе отсутствуют детали последовательности операций и управления памятью. Более того, описания того, что должно быть вычислено, не должны содержать таких подробных пошаговых описаний того, как это делать, если они должны оцениваться с использованием различных архитектур машин. Последовательности небольших изменений объекта данных, хранящегося в хранилище, могут быть неподходящим описанием того, как что-то вычислять, когда используется высокопараллельная машина с тысячами процессоров, распределенных по всей машине, и локальные, а не глобальные хранилища.
Автоматизация административных аспектов означает, что разработчик языка должен иметь дело с ними, но у него / нее гораздо больше возможностей использовать очень разные вычислительные механизмы с разными архитектурами машин.
Разделение проблем имеет решающее значение при проектировании Интернета. В Internet Protocol Suite были приложены большие усилия для разделения проблем на четко определенные уровни. Это позволяет разработчикам протоколов сосредоточиться на проблемах на одном уровне и игнорировать другие уровни. Протокол прикладного уровня SMTP, например, касается всех деталей проведения сеанса электронной почты через надежную транспортную службу (обычно TCP ), но ни в коей мере не озабочен тем, как транспортная служба делает эту службу. надежный. Точно так же TCP не заботится о маршрутизации пакетов данных, которая обрабатывается на Internet Layer.
HyperText Markup Language (HTML), Cascading Style Sheets. (CSS) и JavaScript (JS) - это дополнительные языки, используемые при разработке веб-страниц и веб-сайтов. HTML в основном используется для организации контента веб-страниц, CSS используется для определения стиля представления контента, а JS определяет, как контент взаимодействует и ведет себя с пользователем. Исторически это было не так: до появления CSS HTML выполнял как функции определения семантики, так и стиля.
Предметно-ориентированное программирование позволяет решать отдельные проблемы как отдельные программные конструкции, каждая наравне с другими. Каждая задача предоставляет свою собственную структуру классов, в которую организованы общие объекты, и вносит состояние и методы в составной результат, где они пересекаются друг с другом. Правила соответствия описывают, как классы и методы в различных задачах связаны друг с другом в точках, где они взаимодействуют, позволяя составному поведению метода быть производным от нескольких проблем. Многомерное разделение проблем позволяет манипулировать анализом и составлением проблем как многомерной «матрицей», в которой каждая проблема обеспечивает измерение, в котором перечислены различные точки выбора, с ячейками матрица занята соответствующими программными артефактами.
Аспектно-ориентированное программирование позволяет решать сквозные проблемы как первоочередные задачи. Например, для большинства программ требуется некоторая форма безопасности и ведения журнала. Безопасность и ведение журнала часто являются второстепенными задачами, в то время как основной задачей часто является достижение бизнес-целей. Однако при разработке программы ее безопасность должна быть заложена в проект с самого начала, а не рассматриваться как второстепенная задача. Последующее применение безопасности часто приводит к недостаточной модели безопасности, которая оставляет слишком много пробелов для будущих атак. Это можно решить с помощью аспектно-ориентированного программирования. Например, аспект может быть написан для обеспечения того, чтобы вызовы определенного API всегда регистрировались или что ошибки всегда регистрировались при возникновении исключения, независимо от того, обрабатывает ли процедурный код программы исключение или распространяет его.
В когнитивной науке и искусственном интеллекте принято ссылаться на уровни анализа Дэвида Марра. В любой момент времени исследователь может сосредоточиться на (1) том, что необходимо вычислить для какого-либо аспекта интеллекта, (2) какой алгоритм он использует или (3) как этот алгоритм реализуется на оборудовании. Это разделение задач аналогично различию интерфейса / реализация в разработке программного и аппаратного обеспечения.
Разделение задач - один из четырех руководящих принципов. Соблюдение этого принципа - один из инструментов, который помогает уменьшить комбинаторные эффекты, которые со временем появляются в поддерживаемом программном обеспечении. В Нормализованных системах разделение задач активно поддерживается инструментами.
Разделение проблем может быть реализовано и принудительно с помощью частичных классов.
class Bear def hunt forest.select (: food?) end end
class Bear def eat (food) raise "# {food} несъедобно!" разве что food.respond_to? : Nutrition_value food.nutrition_value end endclass Bear attr_accessor: hunger def monitor_hunger if hunger>50 food = hunt hunger - = eat (food) end end end
