مروري بر تاريخ برنامه نويسي

[Aida]

برنامه نويسي رايانه به گونه اي كه ما امروز مي شناسيم , در اواخر دهه ي 50 ميلادي شروع شد و در دهه ي 60 ميلادي بسرعت رشد نمود . در آن دوران برنامه نويسي يك كار تخصصي و مهندسي تلقي نميشد زيرا رايانه ها بسيار محدود بودند و كارهاي ساده اي انجام مي دادند . اغلب اينگونه بود كه افراد بسيار سريعتر از رايانه ها پاسخ محاسبات رياضي را مي يافتند . لذا برنامه نويسي براي چنين دستگاه هايي چندان ارزش و اهميت نداشت و اولين برنامه ها فقط چند دستور ساده ي متوالي بودند . پس از اجراي اين دستورها رايانه بايد از نو راه اندازي ميشد تا براي اجراي دوباره ي برنامه آماده شود .
كم كم سخت افزار متحول شد و رايانه ها قدرتمندتر و كارامدتر شدند اما به همان نسبت توليد برنامه براي آنها دشوار گشت طوري كه برنامه هاي ساده ي اوليه , مشكل جدي بر سر راه كاربري رايانه محسوب شدند . پس تلاش هايي صورت گرفت تا برنامه هاي كارامدتري نوشته شود . اما طبق يك قانون كلي , پيچيدگي نرم افزار بيشتر و بيشتر مي گردد تا جايي كه ديگر انسان نمي تواند آن را مديريت كند و از همان جا هرج و مرج شروع مي شود .
بزودي نهضت همگاني صورت گرفت تا راهكاري براي مديريت پيچيدگي و كارايي برنامه ها يافت شود . سرانجام در اواخر دهه ي 60 " برنامه نويسي ساخت يافته " ( Procedural programming ) بعنوان راه حل پذيرفته شد. برنامه نويسي ساخت يافته امكان ميداد كه برنامه به چند تابع تقسيم شود و چند نفر بطور همزمان كار توليد نرم افزار را پيش ببرند و همين امر سبب افزايش سرعت توليد نرم افزار و كاهش خطاهاي برنامه نويسي گرديد و برنامه هاي بزرگ و مفيد ساخته شدند . برنامه هايي كه در ابتدا با اين روش ايجاد شدند چيزي بين 10 تا 20 هزار خط كد داشتند , از ساختمان داده ي كوچكي بهره مي جستند و الگوريتم هاي ساده اي در آنها به كار مي رفت . با استفاده از برنامه نويسي ساخت يافته براحتي ميشد چنين برنامه اي را مديريت كرد .
برنامه ها آرام آرام به قصد بهبود كارايي , حجيم تر شدند . الگوريتم هاي پيشرفته اي بكار گرفته شد و ساختمان داده ي پيچيده تري در تركيب برنامه ها استفاده شد . برنامه نويسي ساخت يافته ديگر نمي توانست از پس كدهاي طولاني چنين برنامه هايي برآيد ( سيستم عامل ويندوز NT بيش از 10 ميليون خط كد دارد ) .
بنظر ميرسيد كه روش ديگري لازم است تا توليد كنندگان نرم افزار را از دست متغيرهاي فراوان و توابع طولاني و سرگيجه آور خلاص كند . بر اساس اين تفكر بود كه برنامه نويسي شئ گرا ( Object oriented programming )پيش كشيده شد . تفكر شئ گرا تقريبا همزمان با تفكر ساخت يافته مطرح شد اما فقط براي طراحي برنامه استفاده ميشد . پس از عاجز ماندن برنامه نويسي ساخت يافته , شئ گرايي در برنامه نويسي هم استفاده شد . حالا برنامه نويسان مي توانند در برنامه به پانزده شيء فكر كنند كه اين اشياء با چهل پيام مشخص با هم ارتباط دارند , حال آنكه همين برنامه اگر به سبك ساخت يافته ايجاد شود بايد به 100 متغير , 20 ثابت , ششصد تابع و ... فكر كرد .

[Aida]

برنامه نويسي ساخت يافته روش منظمي براي توليد برنامه هاست . برنامه هايي كه به اين شيوه نوشته ميشوند خوانايي زيادي دارند ( يعني راحت درك ميشوند ) , آزمايش و اشكال زدايي و اصلاح آنها نيز آسان است . در اين روش برنامه بصورت مجموعه اي از فعاليت ها تصور ميشود كه بايد بر روي داده ها انجام شوند . هر كار پيچيده اي به چند كار كوچكتر تجزيه ميشود تا اين كارها براحتي قابل پياده سازي باشند . سپس براي انجام هريك از اين كارها , زير برنامه ي خاصي كه تابع ( Function ) نام گرفته نوشته ميشود . به همين دليل به اين شيوه " برنامه نويسي بالا به پايين " ( Up-Down programming ) نيز مي گويند . برنامه نويسي ساخت يافته روش موفقي در حل مسائل پيچيده است . توابع قابليت استفاده ي مجدد دارند . يعني ميتوان توابع يك برنامه را در برنامه هاي ديگر نيز بكار برد . به اين ترتيب كد نويسي كمتر ميشود و توليد نرم افزار با سرعت بيشتري صورت مي گيرد .
توابع امكان مي دهند تا توليد نرم افزار با استفاده از گروه ممكن شود . به اين شكل كه پس از مشخص شدن توابع مورد نياز , هريك از اعضاي گروه وظيفه ي نوشتن و آزمايش توابع مشخصي را برعهده مي گيرد و به اين شكل اعضاي گروه بصورت همزمان روي بخش هاي مختلف برنامه كار مي كنند بدون اينكه يكي منتظر ديگري بماند . در نهايت اين توابع به هم پيوند مي خورند تا جريان منطقي برنامه برقرار شود .
بديهي است كه عيب يابي و اصلاح برنامه نيز آسان ميشود , زيرا با برسي جريان برنامه , تابع معيوب بسرعت شناسايي و اصلاح ميشود بدون اينكه بقيه ي بخش هاي برنامه تغيير يابند . زبان هاي C و PASCAL دو نمونه از زبان هاي برنامه نويسي ساخت يافته هستند .

[Aida]

برنامه نويسي شئ گرا روش نويني است كه بجاي آن كه به جريان اجراي برنامه بپردازد , به داده هايي كه قرار است پردازش شوند مي پردازد . در اين روش , داده هاي مرتبط با هم يك جا جمع ميشوند و توابعي كه براي پردازش آنها لازم است نيز اضافه ميشود به تركيب حاصل " شئ " ( Object ) مي گويند . پس از اينكه اشياي برنامه شناخته شدند , با ارسال پيام به يكديگر , تراكنش هايي انجام مي دهند كه حاصل اين تراكنش ها , مقصود اصلي برنامه را تامين مي كند . درست مثل دنياي اطراف ما كه در آن اشياي مختلف با رفتارشان روي اشياي ديگر تاثير مي گذارند تا كاري را انجام دهند .
قدرت برنامه نويسي شئ گرا در " پنهان سازي اطلاعات " ( Information Hiding ) است . يعني داده هاي مورد نياز و توابع لازم براي يك شئ , درون آن شئ محصور ميشود . به اين ترتيب ساير اشياي برنامه از پياده سازي داخلي اشياي ديگر بي خبرند و فقط توابع و داده هاي لازم را مي توانند دست يابي كنند . در نتيجه توابع درهم و برهم از يكديگر تفكيك شده و درون اشياي خاصي قرار مي گيرند . خلاصه اينكه منطق برنامه براحتي دنبال ميشود و جزئيات كم اهميت ما را سردرگم نمي كند . عيب يابي چنين برنامه اي نيز راحت است زيرا اغلب براحتي مي توان شئ معيوب را شناخت و با اصلاح پياده سازي داخلي آن , برنامه را بهبود داد . اشياء نيز مثل تابع ها قابليت استفاده ي مجدد دارند و اين كار بسيار آسانتر و منطقي تر انجام ميشود زيرا هم ميتوان اشياء را با هم تركيب كرد تا شئ جديد حاصل شود و هم با استفاده از وراثت مي توانيم از روي اشياي قبلي , شئ جديدي بسازيم كه ويژگي هاي مشترك و ويژگي هاي منحصر بفرد داشته باشد .
برنامه نويسي گروهي با استفاده از شئ گرايي بهتر انجام ميشود . اعضاي گروه به جاي آنكه روي نوشتن توابع متمركز شوند , روي ساختن اشياء تمركز مي كنند . چون شئ گرايي از مخفي سازي اطلاعات سود مي برد , اعضاي گروه ميتوانند شيء ساخته شده توسط ساير اعضا را بدون درگير شدن با جزئيات داخلي اش بكار بگيرند . به همين علت است كه شئ گرايي در مديريت برنامه هاي حجيم و پيچيده موفق تر است . #C و JAVA دو تا از زبان هايي هستند كه برنامه نويسي شئ گرايي در آنها انجام ميشود .