Системные принципы программной реализации математического инструментария

Математический инструментарий, используемый для выработки управленческих решений, имеет потребительную стоимость только в случае его реализованности в виде действующего программного обеспечения. Это распространяется и на математические модели и на математические алгоритмы.

Программирование математического инструментария может выполняться в рамках трех известных концепций программирования, а именно:

- восходящего программирования, предусматривающего формирование программы из готовых подпрограмм, реализованных для подмоделей или подалгоритмов, т.е. интеграцию подпрограмм. Особенность этой концепции состоит в том, что либо декомпозирование математической модели или математического алгоритма рассматриваются как нестрогие операции, либо отсутствует априорная дисциплина информационных связей. В результате интеграция подпрограмм в общем случае не является корректно реализуемой, т.к. неполнота подпрограмм или недостающие информационные связи не позволяют сформировать функционально работоспособную или хотя бы действующую программу;

- нисходящего программирования, предусматривающего строгое декомпозирование модели или алгоритма, назначение номенклатуры информационных связей между ними, программирование этих подмоделей или подалгоритмов с соблюдением требований по взаимной информационной совместимости по номенклатуре, типам, разрядности и форматам данных, а затем – их финишную интеграцию. Несмотря на формальную системотехническую корректность концепции нисходящего программирования, ее применимость ограничена проблемой необязательной реализуемости подпрограмм-элементов;

- встречного программирования, имеющего в своей основе нисходящее программирование, но допускающего в случае возникновения проблемы нереализуемости программных блоков и модулей повторное полное или локальное декомпозирование модели или алгоритма, а также трансформацию информационных связей между подпрограммами.

Наиболее эффективной является концепция встречного программирования.

Программирование предполагает две формы взаимодействия с операционной средой программирования:

- на этапе создания программы как среды ее написания и отладки;

- на этапе эксплуатации как среды ее инсталляции и практического применения.

Для написания программы используются креативные средства программирования, подразумевающие формирование языковой среды программирования.

Ныне различаются следующие креативные средства программирования:

- базовые универсальные языки низшего уровня (типичный пример – Assembler);

- универсальные высокоуровневые языки программирования (типа C, ForTran, Ada);

- универсальные вспомогательные языковые среды (например, MicrosoftÔ Excel, MicrosoftÔ Access);

- многоуровневые средообразующие языки (прежде всего здесь следует упомянуть Visual Basic);

- проблемно ориентированные языки (например, MathcadÔ, MapleÔ и др.);

- среды видеопрограммирования или CASE-среды.

Программы могут быть классифицированы, в частности:

- по сложности (здесь достаточно часто вводят интегральные характеристики, зависящие от числа операторов и уровня вложенности – т.е. числа уровней декомпозирования). Программа традиционно признается сложной, если она включает несколько тысяч операторов и имеет уровень вложенности свыше десяти;

- по открытости исходного кода – на программы открытого и закрытого доступа (их нередко также называют программами с открытым и закрытым кодами).

Программные реализации обладают рядом конечнопользовательских характеристик, позволяющих предъявлять к ним требования, оценивать их выполнение и производить сопоставление функциональных аналогов.

К числу этих характеристик относятся:

- потребные для их функционирования вычислительные ресурсы (в разрезе архитектуры вычислительной платформы – например, размеры оперативной памяти и занимаемое дисковое пространство);

- показатели надежностной устойчивости функционирования;

- время выполнения типового вычислительного задания;

- приспособленность к старт-стопным процедурам;

- автономность, понимаемая как способность функционировать без взаимодействия с другими программными средствами – как правило, за исключением операционных систем;

- стыкуемость, подразумевающая совместную компилируемость и/или возможность экспортирования/импортирования файлов;

- удобность при эксплуатации и эргономичность.

Для программ как программных продуктов, представляющих собой софтверное обеспечение, набор характеристик существенно богаче и дополняется практически всеми характеристиками, введенными выше для информационных управленческих технологий, ибо в этом случае программный продукт одновременно является и информационной управленческой технологией.