Модуль в программировании — это построение программного приложения в виде набора отдельных, не зависящих друг от друга блоков, которые принято называть модулями.
Введение
Под модульным программированием понимается методика формирования программ, при которой всё программное приложение подразделяется на отдельные элементы, которые принято называть модулями. При этом каждый модуль обладает своим контролируемым размером, ясным и чётким предназначением и законченной структурой интерфейса связи с внешней средой.
Естественно, что альтернативным вариантом модульному построению, является программный монолит, то есть единая программа, что не очень удобно. Главной проблемой при модульном построении программы является выбор оптимального критерия подразделения всей программы на отдельные модули.
Принципы модульного программирования
Базовыми принципами модульного программирования являются следующие:
Информационное утаивание Парнаса. Любой элемент утаивает одно проектировочное решение, то есть предназначением модуля является утаивание информации. Основной момент при проектировании программного продукта состоит в том, что вначале составляется перечень тех решений по проектированию, которые вызывают сомнение и их сложно принять или тех, которые в дальнейшем могут изменяться. Далее назначаются конкретные модули для реализации каждого из решений.
Модульная аксиома Коуэна. Модулем является не зависящая от других приложений программная единица, которая предназначена для осуществления определённых программных операций и для выполнения взаимодействия с головным участком программы. Эта программная единица обязана выполнять следующие требования:
- Блочная структура, то есть наличие возможности вызова программной единицы из блоков любого уровня вложения.
- Обособленность по синтаксису, то есть модуль выделяется в текстовом оформлении программы компонентами синтаксиса.
- Обладание независимостью по семантике, то есть программная единица должна работать вне зависимости от места, где она вызывается.
- Обладание общностью данных, то есть программная единица должна иметь собственные данные, которые сохраняются при любом её вызове.
- Обладание полным определением, то есть программная единица должна быть самостоятельной.
Программирование сборкой Цейтлина. Модули являются программными кирпичами, из которых выстраивается весь программный комплекс. Базовыми предпосылками модульного программирования являются:
- Устремлённость выделить независимую единицу программных познаний. Идеальным вариантом является оформление в формате модуля любого алгоритма или идеи.
- Необходимость структурного и организационного разделения больших проектов.
- Наличие возможности параллельных версий модулей (в плане параллельного программирования).
Определение и разновидности модулей
Существуют следующие дополнительные определения модуля:
- Модулем является командный набор, который возможно вызвать по его имени.
- Под модулем понимается совокупный набор программных операторов, который имеет граничные компоненты, а также идентификатор, который может быть агрегатным.
Спецификация функций модуля обязательно включает в свой состав:
- Спецификацию синтаксиса входов модуля, позволяющая сформировать на применяемом программном языке корректное по синтаксису обращение к данному модулю.
- Семантическую формулировку функций, которые может выполнить модуль по каждому входу.
Можно выделить следующие модульные разновидности:
Модули маленьких размеров или функциональные, которые обычно реализуют одну заданную функцию. Базовым и самым простым модулем почти в любом языке программирования считается функция или процедура.
Модули средних размеров или информационные, которые реализуют обычно небольшой набор функций или операций, используя одну и туже структуру данных. Эта структура, именуемая информационным объектом, не известна за пределами данного модуля. Примерами «средних» модулей в программных языках могут служить:
- Набор задач в программном языке Ada.
- Кластеры в программном языке CLU.
- Набор классов в языках С++ и Java.
Модули больших размеров или логические, которые объединяют комплект средних или малоразмерных модулей. В качестве примеров таких модулей можно привести:
- Набор модулей в программном языке Modula-2.
- Набор пакетов в программных языках Ada и Java.
Специалистом в области программирования Майерсом были предложены следующие конструктивные характеристики модуля:
- Объём модуля. Модуль должен содержать семь (плюс, минус две) конструкций. Конструкциями могут быть операторы для функций или функции для пакетов. Данное количество взято на основании понятий психологов о среднем размере буфера памяти человеческого мозга.
- Характеристика связности или прочности модуля.
