Programazio modularra: zer da eta zeintzuk dira software moduluen abantailak

Kim-en eskutik ko: Uztaila 6, 2022

Programazio modularra kodea argi eta garbi definitutako interfazeak dituzten pieza autonomo bereizietan antolatzeko teknika da.

Garatzaileei fidagarriak eta mantentzen errazak diren aplikazioak azkar eraikitzeko aukera ematen die. Programazio modularrak kodearen konplexutasun orokorra murrizten du, arazketa eta aldaketa erraztuz.

Artikulu honetan, programazio modularraren kontzeptua eta software moduluak erabiltzearen abantailak aztertuko ditugu.

Programazio modularraren definizioa

Programazio modularra modulu edo liburutegi gisa ezagutzen diren osagai autonomo eta trukagarrietan kodearen banaketan oinarritzen den software garapenaren ikuspegia da. Modulu bakoitzak zeregin zehatz bat betetzeko behar den kode kopuru minimoa dauka, eta aplikazio baten barruan, baita aplikazio guztietan ere, kodea berrerabil daiteke. Zereginak akoplatutako moduluetan zatituz, banakako piezak modu independentean garatu daitezke sistemaren beste zatirik eragin gabe. Horrek programazio modularra ezaguna egiten du aplikazio konplexuetarako, non denboran zehar aldaketak azkar gertatu behar diren edo hainbat garatzaileren lankidetza behar bada.

Programazio modularraren abantailak ugariak dira, eta garapen talde askorentzat aukera erakargarria da. Batetik, askotan kodea irakurtzea eta mantentzea askoz errazagoa egiten du, erlazionatutako funtzio guztiak leku bakarrean antolatzen direlako. Moduluek garapen-erronka arruntak ere konpontzen dituzte, hala nola bertsioa eta banaketa, modulu bakoitzak bere bertsio-zenbakia baitu eta gero eguneraketak egiteko jarraipena egin daiteke. Moduluak malgutasuna kontuan hartuta diseinatu dira; beraz, hobekuntzak egiten direnean edo eginbideak gehitzen direnean, kaltetutako modulua bakarrik aldatu behar da kode zati handiak hutsetik berridatzi beharrean. Azkenik, moduluak erabiltzeak proiektuen epeak bizkortzen ditu, lehendik dauden soluzioak sarritan erabil daitezkeelako dena hutsetik sortu beharrean.

Programazio modularraren abantailak

Programazio modularra softwarea garatzeko teknika bat da, eta kodea modulu bereizi eta autonomoetan bereiztea dakar. Moduluak funtzio txiki eta indibidualez osatuta daude, erraz erabil daitezkeen, berrerabili, aldatu edo aldatu. Ikuspegi honen onurak edo abantailak kodeen irakurgarritasun hobetik eskalagarritasun, probagarritasun eta bideragarritasun maila altuago batera doaz.

Funtzioak modulu desberdinetan bereiziz, programazio modularrak arazketa-prozesua errazten du, unitate bakoitzak besteengandik independenteki jokatzen duelako. Horri esker, garatzaileei akats potentzialak azkarrago eta errazago identifikatzea ahalbidetzen die, eremu bakarrean bideratzen baitira. Moduluek taldeen lankidetza ere bultzatzen dute, proiektuaren alderdi desberdinak kide ezberdinei esleituz; honek lan-fluxu eraginkorra eta entrega-tasa azkarragoa bermatzen du.

Programazio modularraren beste abantaila bat berrerabiltzeko duen gaitasunean datza; osagaiak berriro erabil daitezke beste proiektu batzuetan kodetzeko denbora eta ahalegina murrizteko antzeko funtzionalitate motak behar dituzten hainbat proiektutan. Mantentze-lan gutxiago behar du, dagoeneko badago probatutako kodea beste nonbait erabil daitekeena; lehendik dagoen modulu bat editatzeak hutsetik guztiz berria idatzi beharrean, askotan, garatzailearen partetik esfortzu txikiagoa eskatzen du.

Gainera, programazio modulararekin eskalagarritasuna dator; Ezaugarri berriak gehitzeak edo zaharrak kentzeak jada ez du berridazketa handirik behar: editatu edo ordezkatu besterik ez dago bere moduluan konpondu beharrekoa, eta lotu berriro dauden beste modulu batzuekin, denbora gehiago inbertitu dena berriro idazten. Horrez gain, moduluak erabiltzeak probagarritasuna sustatzen du - garatzaileek unitate bakoitzaren gainean eraiki dezakete independentean, proba-faseetan edo iterazioetan beste zatiei nola eragingo dien kezkatu beharrik gabe.
Orokorrean, paradigma hau erabiltzen duten profesionalek garapen-denbora laburragoak lortzen dituzte bermatzen duten bitartean programa eraginkortasuna, fidagarritasuna eta hedagarritasuna programa/aplikazio bat osorik sortzeko elkartzen diren multzo (modulu) edo unitate indibidualen bidez.

Programazio modularraren abantailak

Programazio modularra arazo handi eta konplexu bat osagai txikiago eta kudeagarriagoetan zatitzean zentratzen den programazio mota bat da. Programatzaileei beren kodea banatzeko aukera ematen die modulu txiki eta independenteetan, aldatu, ordezkatu eta berrerabili ahal izateko, programa osoa berriro idaztera jo beharrik gabe. Programazio modularrak hainbat abantaila ditu, besteak beste, eskalagarritasun hobea eta mantentze errazagoa. Azter ditzagun abantaila hauek gehiago.

Mantentze Errazagoa

Programazio modularra erabiliz eraikitako software zati bat mantentzea askoz errazagoa da kode ez-modularra mantentzearekin alderatuta. Kode zati bat modu modular batean idazten denean, unitate bakoitza lan zehatz bat egiteaz arduratzen da, arazoen konponketa eta arazketa askoz erraztuz. Horrek asko murrizten du exekutatu behar diren proba kasuen kopurua, eta horrek denbora eta dirua aurrezten lagun dezake softwarearen konponketei eta hobekuntzei aurre egiteko.

Horrez gain, moduluen erabilerak haien barruan sortutako funtzioak berrerabiltzea errazten du, askotan aplikazio edo eszenatoki anitzetan erabil daitezkeelako, behar diren bakoitzean bikoiztu beharrean. Horrek esan nahi du kodetze lan gutxiago egin behar dela, beharrezkoa denean funtzio osoak beste kode batzuetan kopia daitezkeelako.

Programazio modularrak ere oso ondo moldatzen dira taldekako kodeketa-proiektuetarako, kide ezberdinek erraz jaso ditzakete modulu desberdinak eta banaka lan egin ditzakete, azkenean, beste kide edo funtzio batek azken produktuan konbinatu aurretik. Horri esker, software-aplikazio edo webgune konplexuak nahiko azkar eraiki daitezke, programatzaile bakar batek proiektuan parte hartzen duen kodearen alderdi guztietan ezagutza entziklopedikoa izan beharrik izan gabe.

Irakurgarritasuna hobetua

Datuak kapsulatuz, programazio modularrak iturburu-kodearen irakurgarritasuna areagotzen du. Hau da, beharrezkoa ez den informazioa eta kodea erredundantean sartu beharrean erreferentzia egin daitekeen modulu batean jartzen delako. Garapen-proiektuan zehar datuak edo zenbait kode-zati asko erabiltzen direnean, programazio modularrak sustatzen ditu garatzaileak funtzioetan zati ditzatela, erraz ulertzeko eta editatzeko, beharrezkoa denean.

Programazio modularrak irakurgarritasuna areagotzen du beste modu batean ere. Kodea modu ezberdinean gordetzeak etiketa eta deskribapen zehatzagoak egiteko aukera eman dezake proiektuaren kode-baseko atalak erreferentzia egiterakoan. Proiektua deskribapen batekin etiketatutako modulu berrerabilgarrietan zatituz, atal jakin batzuk azkar aurki daitezke, kodeketa-argibide abstraktuen hainbat lerro edo fitxategi osoak irakurri beharrik gabe. Adibidez, datuak kudeatzeko modulu bat baduzu, "dataHandling" izena eman diezaiokezu, kodeketa laneko eremuan sartu aurretik zer erreferentzia egingo duen jakin dezazun. Argitasun horrek beste garatzaileei azkar ulertzen laguntzen die programa batek nola funtzionatzen duen iturburu kodea irakurtzean eta nabigatzean, eta horrek softwarearen erabilgarritasuna hobetzen du bere bizitza osoan zehar.

Berrerabilgarritasuna areagotu

Programazio modularraren abantail nagusietako bat berrerabilgarritasuna areagotzea da. Programazio modularrak programa baten oinarrizko funtzioak ateratzeko eta beste hainbat programatan erabiltzeko aukera ematen du. Honek malgutasun handiagoa ematen du software irtenbide berriak eraikitzean, programak azkar eta kostu eraginkorrean sor ditzakezulako.

Moduluak unitate autonomoak dira, hau da, batean egindako aldaketak ez die eragingo beste moduluei, betiere behar bezala diseinatuta. Horrek garatzaileen lankidetza bultzatzen du, talde ezberdinek aldi berean modulu ezberdinetan lan egin dezaketelako elkarren lana oztopatu gabe. Gainera, sisteman akatsak sartzeko probabilitatea murrizten du, garatzaileek osagai indibidualetan zentratu ahal izateko beren kode-basean nahi gabeko arazoez kezkatu beharrik izan gabe.

Programazio modularrak eskaintzen duen kodearen berrerabilgarritasunak garapen-epe koherenteagoak eta proiektuen emaitza aurreikusgarriak ere ahalbidetzen ditu, garatzaileek aurrez zeuden kode-oinarrietatik atera dezaketelako software berria sortzeko. Berrerabilgarritasunaren bidez eraginkortasuna areagotuz, garapen-taldeek produktibitate orokorra handitu dezakete eta ordu baliotsuak aurreztu ditzakete beste zeregin edo proiektu batzuetarako.

Kodearen kalitatea hobetu

Programazio modularrak hainbat abantaila nagusi ditu, baina askotan gehien nabarmentzen dena kodearen kalitatea hobetzea da. Moduluak erabiliz, kodea modu antolatuagoan eta egituratuagoan idatzi daiteke, kodea ulertzeko eta irakurtzeko errazago eginez. Bereziki, kodearen komentario egokiarekin konbinatuta, programazio modularrak lehendik dauden programak eguneratzea eta araztea errazten du, hobeto dokumentatuta baitaude. Moduluen erabilerak kodeketa erredundantea ere ezabatzen du eta horrek akatsak gerta ez daitezen lagun dezake programan zehar funtzio zehatz baten bertsio bakarra egongo baita. Banakako erantzukizun argiekin funtzio txikiagoak idazteak programa batean sartzen diren akatsen kopurua ere murrizten du programa handiak berregituratzen direnean, eskakizunen aldaketen ondorioz edo probak egitean aurkitutako akatsen ondorioz. Oro har, kode-hobekuntza hauek epe luzeagoko mantentze-gaitasuna eta kostuak aurreztea ahalbidetzen dute proiektuetarako, baita kalitate handiagoko emaitzak ere azken erabiltzaileentzat.

Konplexutasun murriztua

Programazio modularra erabiltzeak softwarearen garapenaren konplexutasuna murriztu dezake osagai bereizietan zatituz. Osagai bakoitza programako modulu bihurtzen da, erraz probatu eta ebaluatu daitezkeen argibide multzo autonomo bat adierazten duena. Horrek garatzaileei arazoa hobeto ulertzen laguntzen die eta aldi berean osagai batean zentratzen laguntzen die, beharren arabera arazketa eta doikuntza erraztuz. Arazoa zati txikiagoetan zatituz, garatzaileek azkarrago eta eraginkorrago lan egin dezakete, garapen-ziklo azkarragoak eta kodearen kalitatea hobetu ahal izateko. Programazio modularrak kodea berrerabiltzeko aukera ere ematen du, non osagai bakarra erabil daitekeen hainbat proiektutan, garapen-zikloetan denbora handia aurreztuz. Horrez gain, programazio modularrak erraztu egiten du taldeek zereginak banatzea eta modu eraginkorragoan kolaboratzea, bakoitzak bere "moduluetan" lan egiten baitu partekatutako proiektu bakarraren ordez.

Programazio Modularreko Teknika Ohikoak

Programazio modularra softwarea garatzeko metodologia mota bat da, non kodea osagai bereizi eta independenteetan segmentatzen den, bakoitzak bere zeregin zehatza eginez. Programazio modu honek mantentze eta malgutasuna errazten du, osagai indibidualak beste aplikazio batzuetan berrerabili baitaitezke. Atal honetan, programazio modularrean erabili ohi diren teknikak aztertuko ditugu.

Objektu Orientatutako Programazioa

Objektuetara zuzendutako programazioa (OOP) iturburu-kodea egituratzeko eta garapenerako ikuspegi berrerabilgarria emateko objektuak erabiltzen dituen programazio modular mota modernoa da. Objektuek programa exekutatzeko elkarreragin dezaketen funtzioak eta datuak dituzte, atributu gisa ezagutzen direnak. OOPren abantaila nagusia kodearen berrerabilgarritasuna da; objektuak behin idazten dira eta hainbat programatan erabiltzen dira. OOP teknika arruntak enkapsulazioa, herentzia eta polimorfismoa dira.

Enkapsulazioari esker, objektuek beren datuak modu seguruan gorde ditzakete; honek sistemaren beste ataletatik sarbidea mugatzen du. Objektu baten aldagaiak kanpoko kodearen bidez zuzenean aldatu beharrean, kapsulak elkarrekintza kontrolatua eskaintzen du zehaztutako metodo edo funtzioen bidez. Herentziari esker, objektuek objektu nagusi batetik ezaugarriak atera ditzakete, funtzio bera behin eta berriz idazten jarraitu beharrik ez izateko. Polimorfismoak objektuei izen bereko metodoak eskaintzen dizkie, baina inplementazio desberdinak programaren testuinguru zehatzetan erabiltzen direnaren arabera.

Hauek dira objektuetara bideratutako programazioarekin lotutako teknika modernoetako batzuk; Abstrakzioa, modulartasuna eta metaprogramazioa bezalako beste batzuk ere ezagunak egiten dira softwarearen diseinuan koherentzia bilatzen duten garatzaileen artean.

Programazio Prozesala

Prozedurazko programazioa da programazio modular mota ohikoena. Goitik beherako antolaketa erabiltzen du, hau da, arazoen ikuspegi zabal batekin hasten da eta gero pixkanaka zatitzen ditu. Prozedurazko programazioan, ataza bat betetzen edo arazo bat ebazten duten kode zatietatik sortzen dira moduluak. Orokorrean, programak modu linealean garatzen dira, prozesu bakoitza kudeatzeko algoritmoak erabiltzen direlarik. Moduluak hainbat aldiz erabil daitezke eta kode bera berriro idatzi behar izan beharrean, kodearen zati ezberdinek lehendik dagoen modulu bateko elementuak deitu ditzakete beharren arabera. Horrek garapen-denbora aurrezteaz gain, arazketa eta mantentze-lanak asko errazten ditu garatzaileentzat.

Programazio Funtzionala

Programazio funtzionala programa funtzioetan banatzen duen teknika da. Funtzioak sarrera jaso, ekintza bat burutzen eta emaitza itzultzen duten kode zati isolatuak dira. Programa horien barruan ez dago egoerarik edo daturik aldatzen, eta denboran zehar probatu eta mantentzea erraz egiten du. Honek modulu funtzionalak arazteko modulu handiagoak baino errazagoak egiten ditu, kodean zati mugikor gutxiago baitaude. Programatzeko modu estandarizatuarekin emaitza egonkorrak eta fidagarriak azkar lor daitezke.

Programazio funtzionalak garatzaileek "abstrakzioa lehenik" ikuspegiarekin arazoak aztertzera bultzatzen ditu. Programatzailea funtzio parametrizatuak sortzen hasten da, garapen-zikloan aurrera egin ahala alda ditzaketen eta soluzioak hobetu ahala. Planteamendu honi esker, hainbat proiektutan berrerabili daitezkeen osagaiak sortzea errazten da, baita hainbat eszenatoki onartzen ere, aldi bakoitzean kodea guztiz berridatzi beharrik gabe.

Software modulararen diseinurako programazio funtzionala erabiltzearen abantailak programak probatzea errazten du zati txikitan zatituz, polifazetikoa zeregin ezberdinetarako funtzioak konbinatu ditzakezulako, garapen-ziklo azkarrak programaren kodeari behar den mantenu gutxiagogatik, osagai berrerabilgarriak, beraz. ez duzu berririk sortu behar aldi bakoitzean, eta, azkenik, errendimendua areagotu behar izanez gero, hainbat haritan aldi berean funtzio-eragiketak paralelizatuz.

Programazio modularraren erronkak

Programazio modularrak, edo programazio-zereginak modulu txikiagoetan banatzeak, bere erronkak ditu. Erronka hauek izan daitezke, besteak beste, izendapen-konbentzioak, moduluen arteko interfazeak sortzea eta modulua berrerabil daitekeela eta behar bezala probatu dela ziurtatzea. Programa arrakastatsu bat sortzeko, inplikatutako konplexutasunak ulertu eta erronka horietatik erraz nabigatu behar duzu. Azter ditzagun programazio modularrarekin lotutako erronka ohikoenetako batzuk.

Arazketa

Modulu deszentralizatuak araztea erronka handia izan daiteke. Softwarea hainbat zatitan banatzen denez, osagai indibidualetan akatsak probatu, identifikatu eta konpontzea denbora asko izan daiteke. Gainera, osagaiek elkarren artean elkarreragin behar dutenez, mugikorren zati guztiak elkarrekin nola egokitzen diren ulertzeko sakona behar da.

Iturburu-kodea bere kontrakoei arreta handiz kontuan hartu gabe idazten bada, arazketa zailagoa eta denbora gehiago izango da arazketa-teknika tradizionalak baino. Esate baterako, programazio modularrak irteera erredundantea eragiten badu modulu desberdinetan, bereizita arazteko zailak diren beste osagai batzuen mende dagoelako, orduan aldaketak softwarearen zati ezberdinetan egin behar dira aldi berean edo ez dira inoiz guztiz probatuko.

Programazio modularraren arazketan zailtasunak gehitzen dituen beste faktore bat bertsio-kontrola da, bertsio berriak etengabe kaleratzen direlako akatsak konpondu eta aldaketak ezartzen diren heinean. Garrantzitsua da une honetan modulu bakoitzaren zein bertsio exekutatzen ari den jarraipena egitea, erregresioren bat edo beste ustekabeko bigarren mailako efekturen bat gertatuz gero, akatsen kodearen ondorioz. Laburbilduz, programa modularrak modu eraginkorrean arazteak xehetasunen arreta handia eta etengabeko monitorizazioa eskatzen du garapen-fase bakoitzean.

Entseguak

Software-moduluak bereizita probatzen dira aplikazio nagusian integratu aurretik. Ikuspegi hau bereziki onuragarria da sistema oso konplexua denean, modulu batean egon daitezkeen akatsak identifikatzen laguntzen baitu, programaren beste zati batzuen exekuzioan eragin gabe.

Proba moduluek espezializazio maila jakin bat eska dezakete eta arazo potentzialak identifikatzen saiatzean kontuan hartu beharreko hainbat erronka daude. Proba egokirik gabe, detektatu gabeko akats hauek ustekabeko matxurak sor ditzakete eta detektatzeko eta konpontzeko zailak diren akats zailak ere sor ditzakete.

Ezinbestekoa da banatu diren modulu guztientzat eta haien arteko datu-menpekotasun guztietarako proba-kasu espezifikoak eskura izatea, garatzaileek ezin izan dezaten nahi gabe apurtu edo aldatzea modulu edo datu-egitura bat bere funtzionaltasuna edo helburua ulertu gabe. Garrantzitsua da garatzaileek eskakizunen aldaketak ahalik eta azkarren identifikatzea, horrek arazketarako behar den denbora gutxitu baitezake. Probak errendimenduari, eskalagarritasunari, segurtasunari, eramangarritasunari, erabilgarritasunari eta behar izanez gero baliagarritasunari ere zuzendu behar zaizkio. Sistema bat programazio modularrarekin modu eraginkorrean garatu denean, hobe da moduluen artean ustekabeko menpekotasunik ez egotea eta erlazionatutako funtzioen arteko gatazkak edo gatazkak sor ditzaketenak.

Dokumentazio

Software-moduluek erantsitako dokumentazioa behar dute moduluak nola funtzionatzen duen eta sistemako beste osagai batzuekin nola eragiten duen azaltzeko. Hau nahiko astuna eta denbora asko izan daiteke, batez ere zure kode-basea hazten doan heinean. Prozesu automatizatuek lagundu dezaketen arren, oraindik nekez jasoko dute zure softwarearen beharrezko ezagutza eta ulermena. Hori dela eta, eskuzko lan trebea behar da osagai guztiek behar bezala elkarreragiten dutela eta erabiltzaileek argibide nahiko zehatzak dituztela ziurtatzeko. Ezinbestekoa da zure dokumentazioa eguneratuta egotea, informazio oker edo osatugabeek eragindako akatsak saihesteko. Gainera, garatzaile berriak proiektu batean txertatzeak esfortzu handiagoa eskatu dezake, lehendik dauden moduluak ezagutu behar baitituzte, eskuartean duten zeregin txikian bakarrik bideratu beharrean.

menpekotasunak

Programazio modularreko proiektuetan lan egitearekin lotutako erronketako bat menpekotasunak dira. Ez da arraroa modulu batek beste modulu bateko egiturak eta metodoak behar bezala funtzionatzeko. Garrantzitsua da, halaber, beste modulu batzuetan egindako aldaketek lehendik dauden moduluekin gatazkarik ez izatea, edo menpeko moduluak haustea.

Hori dela eta, mendekotasunen identifikazio, kudeaketa eta antolaketa egokiak funtsezkoak bihurtzen dira softwarea garatzerakoan. Etiketak, etiketak eta dokumentazio egokia erabiltzeak gehitutako eginbide berri bakoitza menpeko beste modulu guztietan kontuan hartzen dela ziurtatzen lagun dezake.

Guztiak elkarrengan oinarritzen diren osagai bereizietan lan egiten duten ingeniari anitz inplikatzen duten proiektuetan, garrantzitsua da taldearen artean ulermen partekatua izatea, gaizki-ulertu edo gatazkarik egon ez dadin kodea bateratzean. Hau bereziki egia da garatzaile ezberdinek menpekotasun edo liburutegi partekatuak erabiltzen dituzten kode-oinarrietan bereizita lan egiten dutenean; izan ere, aldaketa guztiak arretaz koordinatu behar dira garatzaileen artean, eta hedatu aurretik probatu behar dira bezeroek apurtze-arazoak ekiditeko.

Ondorioa

Ondorioz, programazio modularra software-proiektu handiagoak garatzeko modu eraginkorra da. Funtsean, kodearen zatiketa bat da, modu independentean lan egin eta beste programa batzuk eraikitzerakoan aprobetxatu daitezkeen osagai bereizi eta kudeagarrietan. Programazio modularrak abantaila ugari ditu: arazketa eta mantentze-lanak errazten ditu, garapen-denbora murrizten du, berrerabilpena errazten du, kodetzaileen arteko lankidetza eta talde-lana bultzatzen du eta plataforma anitzeko kodetze teknikak erabiltzeko aukera ematen du. Bere abantaila guztiekin, programazio modularra kontuan hartzekoa da zure hurrengo software proiektua diseinatzerakoan.

Kaixo, Kim naiz, ama eta stop-motion zalea naiz komunikabideen sorkuntzan eta web garapenean esperientzia duena. Marrazketarako eta animaziorako zaletasun handia daukat, eta orain stop-motion munduan murgiltzen ari naiz. Nire blogarekin, nire ikasketak zuekin partekatzen ari naiz.