Формальная модель контекстно-зависимых программных структур и их преобразований в применении к методологии Language-Driven Development Седунов, Алексей Александрович

Введение к работе

Актуальность. Большинство современных технологий разработки программного обеспечения характеризуется ограниченными возможностями управления инструментальными средствами со стороны разработчика. Преодоление подобного ограничения возможно путем перехода к открытой архитектуре языков и основанных на них средств разработки, позволяющей разработчику модифицировать их в соответствии с целями конкретного программного продукта. Одним из способов реализации данного решения является подход, известный как LDD (Language-Driven Development). С позиции LDD ключевым компонентом любого процесса разработки является набор используемых языков, каждый из которых ориентирован на решение определенного круга задач. Программная среда LDD предоставляет разработчику средства, позволяющие создавать новые, а также модифицировать и комбинировать существующие языки.

Таким образом, актуальность настоящей диссертационной работы определяется необходимостью построения математической базы и необходимого программного обеспечения LDD-инфраструктуры.

Цель работы. Целью настоящего исследования является разработка формально-логической модели внутреннего представления программ, расширяющей возможности существующих языков и систем программирования с точки зрения реализации принципа «открытости для расширения и закрытости для изменения».

Объект и предмет исследования. Объектом данного исследования являются языки и системы программирования. Предмет исследования составляют средства метапрограммирования, а также методология Language- Driven Development и объектно-ориентированной разработки программного обеспечения.

Задачи исследования. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ основных решений в области языков и систем разработки, поддерживающих элементы метапрограммирования.

2. Анализ существующих и разработка новых методов развития объектно- ориентированного подхода с целью расширения возможностей повторного использования компонентов программного обеспечения.

3. Разработка формальной модели внутреннего представления программ в применении к методологии Language-Driven Development.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использованы методы математической логики и теории множеств, элементы теории графов и формальных моделей семантики языков программирования. Для реализации программной системы использованы принципы модульного программирования и объектно-ориентированного программирования с применением паттернов проектирования.

Основные результаты, выносимые на защиту, и их научная новизна.

3. 1. Формальная модель, описывающая структуру внутреннего представления программ, отличающаяся наличием контекстно- зависимых представлений и прототипирования, основанного на отношениях реализации и наследования и тем самым позволяющая снизить сложность описания структуры языков и программ.

   2. Формальная модель преобразования структуры программ (механизм действий), отличающаяся наличием системы контроля версий, что позволяет использовать ее для разработки инструментальных средств, поддерживающих одновременную разработку с использованием различных версий языка программирования.

   3. Методика построения языков программирования (на примере языка TBL), отличающаяся использованием контекстно-зависимых представлений и позволяющая расширить возможности традиционного объектно-ориентированного подхода с точки зрения повторного

   использования программных компонентов и реализации принципа «открытости - закрытости».

   Теоретическая и практическая значимость работы

   Практическое значение имеют научные и прикладные результаты, которые можно рекомендовать для создания новых инструментальных систем, поддерживающих разработку и расширение языков программирования. Теоретическая значимость работы состоит в развитии механизма повторного использования программных компонентов в объектно-ориентированных системах за счет использования контекстно-зависимых представлений.

   Диссертация соответствует профилю диссертационного совета Д 212.038.24 и паспорту специальности 05.13.17 «Теоретические основы информатики» по следующим областям исследований:

   п. 2 «Исследование информационных структур, разработка и анализ моделей информационных процессов и структур»;

   п. 14 «Разработка теоретических основ создания программных систем для новых информационных технологий».

   Апробация работы. Основные положения работы докладывались на конференциях "Информатика. Проблемы, методология, технологии" (Воронеж, 2010), "Технологии Microsoft в теории и практике программирования" (Москва, 2010) и "ICOOOLPS: Workshop on Implementation, Compilation and Optimization of Object-Oriented Languages, Programs and Systems" (European Conference on Object-Oriented Programming, Lancaster, UK, 2011).

   Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 12 работах, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

   Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации - 157 страниц.

   Похожие диссертации на Формальная модель контекстно-зависимых программных структур и их преобразований в применении к методологии Language-Driven Development

   

   Программные системы информационного обеспечения научной деятельности : модели, структуры и алгоритмыБарахнин, Владимир Борисович

   

   Методы и модели синтеза информационных структур хранения на основе результатов извлечения закономерностей в актуальных данных предметных областейБаранчиков Алексей Иванович

   

   Планирование эксперимента, оценивание параметров и выбор структуры при построении моделей многофакторных объектов по неоднородным, негауссовским, зависимым наблюдениямЛисицин Даниил Валерьевич

   Модели информационных процессов и структур для повышения эффективности нейросетевого симулятораКрючин, Олег Владимирович

   

   Исследование и разработка моделей и методов оптимизации структур телекоммуникационных системГалямов Василий Александрович

   

   Теория LP-структур для построения и исследования моделей знаний продукционного типаМахортов, Сергей Дмитриевич

   

   Разработка моделей и алгоритмов анализа эффективности информационных структур и процессов охранных системИсаев Олег Викторович

   

   Математические модели и алгоритмы оптимального управления динамическими структурами данныхСоколов Андрей Владимирович

   Синтез информационных моделей сложных производственных систем для распределенных образовательных структурНовиков, Алексей Васильевич

   

   Нечеткая логико-лингвистическая модель и алгоритмы расчета оценки живучести информационных структурДолгов Артем Анатольевич