Модульное программирование

Мо́дульное программи́рование — организация программы как совокупности небольших независимых блоков, называемых модулями, структура и поведение которых подчиняются определённым правилам^[1].

Использование модульного программирования позволяет упростить тестирование программы и обнаружение ошибок. Аппаратно-зависимые подзадачи могут быть строго отделены от других подзадач, что улучшает мобильность создаваемых программ.

Модуль — последовательность логически связанных фрагментов, оформленных как отдельная часть программы

Модульное программирование обеспечивает упрощение проектирования программного обеспечения и распределения процесса разработки между группами разработчиков. Необходимость разработки больших программных систем привела к появлению модульного программирования, когда весь проект разбивается на составные части, называемые модулями, причём каждый из них имеет свой контролируемый размер, чёткое назначение и детально проработанный интерфейс с внешней средой[5]. Кроме того, модульное программирование упрощает процессы обновления кода и рефакторинга и позволяет заменять один модуль другим.

Роль модулей могут играть

Модульная система модулей

Несмотря на то, что модульное программирование никак не связано с деталями конкретного определенного языка (и даже в случае отсутствия явной поддержки со стороны языка может применяться при достаточной дисциплине со стороны программистов), большинство языков выдвигают на верхний уровень свою собственную систему модулей, словно перенос системы модулей с одного языка на другой был бы невозможен^[6].

В

Первым основные свойства программного модуля сформулировал Дэвид Парнас^[англ.] в 1972 году: «для написания одного модуля должно быть достаточно минимальных знаний о тексте другого». Таким образом, в соответствии с определением, модулем могла быть любая отдельная процедура (функция) как самого нижнего уровня иерархии (уровня реализации), так и самого верхнего уровня, на котором происходят только вызовы других процедур-модулей^[12]. Таким образом, Парнас первым выдвинул концепцию скрытия информации (англ. information hiding) в программировании. Однако существовавшие в языках 1970-х годов только такие синтаксические конструкции, как процедура и функция, не могли обеспечить надёжного скрытия информации, из-за повсеместного применения глобальных переменных.

Решить эту проблему можно было только разработав новую синтаксическую конструкцию, которая не подвержена влиянию глобальных переменных. Такая конструкция была создана и названа модулем. Изначально предполагалось, что при реализации сложных программных комплексов модуль должен использоваться наравне с процедурами и функциями как конструкция, объединяющая и надёжно скрывающая детали реализации определённой подзадачи.

Таким образом, количество модулей в комплексе должно определяться декомпозицией поставленной задачи на независимые подзадачи. В предельном случае модуль может использоваться даже для заключения в него всего лишь одной процедуры, если необходимо, чтобы выполняемое ею локальное действие было гарантировано независимым от влияния других частей программы при любых изменениях.

Впервые специализированная синтаксическая конструкция модуля была предложена Никлаусом Виртом в 1975 году и включена в его новый язык Модула.

Реализация в языках программирования

Языки, формально поддерживающие концепцию модулей: язык ассемблера IBM S/360, Кобол, RPG, ПЛ/1, Ада, D, F^[англ.], Фортран, Haskell, Blitz BASIC, OCaml, Паскаль, ML, Модула-2, Оберон, Компонентный Паскаль, Zonnon, Erlang, Perl, Python и Ruby.

Модульное программирование может быть осуществлено, даже когда синтаксис языка программирования не поддерживает явное задание имён модулям.

Программные инструменты могут создавать модули исходного кода, представленные как части групп — компонентов библиотек, которые составляются с программой компоновщиком.

См. также

• Блок (программирование)

Примечания