Карта знаний инженера-программиста // Timur Shemsedinov // KharkivJS 2018
1 like425 views
Документ охватывает проблемы и современные вызовы инженерного образования, в частности в программной инженерии, включая сложность интеграции, недостаток научного осмысления и изменения в подходах к программированию. Он также описывает основные понятия, определения и парадигмы программирования, а также задачи и методы, помогающие справиться со сложностью разработки программного обеспечения. Документ содержит множество технических аспектов и классификаций, связанных с программированием, алгоритмами и моделированием.
Карта знаний инженера-программиста // Timur Shemsedinov // KharkivJS 2018
- 2. #1 Проблемы отрасли Инженерное образование - курсы ВУЗов - общепринятая терминология - статьи и видео в интернетах - накопление опыта
- 3. #2 Проблемы отрасли В современном мире делать хорошо невыгодно - писать хорошо - сложно, долго и дорого - все уже можно найти и склеить - все вроде есть, пока чего не хватишься... - программируем на мусорку
- 4. #3 Проблемаы отрасли Программная инженерия оторвалась от науки - не отвечает на вопрос почему так, а не иначе - программируем на фреймворках - нет научного осмысления паттернов и приемов - маркетологи уничтожат цивилизацию...
- 5. #4 Проблемаы отрасли Сложность интеграции - по частям есть, но не вместе - связать сложнее, чем разработать часть - стыки должны совпадать - как устроено внутри
- 6. #5 Понимание инженерии ПО Это наука? Да, мы должны использовать научный метод, измерения, анализ, эксперименты, логические выводы Это технологии? Да, мы используем знания для получения конкретной пользы от программного обеспечения
- 7. #6 Понимание инженерии ПО Это бизнес? Да, ИТ компании используют зависимость заказчиков для конвертации кода, времени и прав в деньги Это искусство? Да, мы все же применяем наш вкус и интуицию, чтобы сделать лучше
- 8. #7 Определения Программирование это решение задач при помощи вычислительной техники, управляемой программным обеспечением. Программная инженерия включает в себя исследования, архитектуру, проектирование, разработку, тестирование, внедрение и поддержку программных систем.
- 9. #8 Основы Математика Алгебры, логика, топология, матанализ, дискретная и компьютерная математика, теория множеств, графов, категорий, вероятностей... Электроника Аналоговая и цифровая полупроводниковая электроника, микроконтроллеры, микропроцессоры, сети, память, накопители
- 10. #9 Основы Алгоритмы Теория алгоритмов, конечные автоматы, машина Тьюринга, архитектура фон Неймана, теория компиляторов Абстрактное мышление Моделирование, системный анализ, построение абстракций данных и управления
- 11. #10 Моделирование Модель это упрощенная система которая воспроизводит поведение и структуру реальной системы в одном или нескольких аспектах. Мы применяем компьютерное моделирование для исследования, экспериментов, построения ПО и ИС.
- 12. #11 Классификация моделей Модели процесса решения задачи Модель результата Модель предметной области
- 13. #12 Классификация моделей Модели процесса решения задачи - императивные пошаговые алгоритмы - ветвление - деревья решений - логическое программирование
- 14. #13 Классификация моделей Модель результата - Декларативное программирование (описывает результат) - Функциональное программирование (результат как функция)
- 15. #14 Классификация моделей Модель предметной области - ООП и прототипное программирование - автоматное программирование, - реактивное программирование, - DSL (формальный синтаксис описания предметной области)
- 16. #15 Парадигмы Парадигма программирования это непротиворечивый набор концепций и фундаментальных идей для моделирования (как аксиомы для математики) • утверждения и допущения • структуры и ограничени • подход, стиль и методика
- 17. #16 Дерево парадигм ┣━ Imperative ┃ ┣━ Non-structured ┃ ┗━ Structured ┃ ┗━ Procedural ┃ ┗━ Object-oriented and Prototype ┣━ Declarative ┃ ┣━ Functional ┃ ┗━ Logical ┣━ Data-driven ┗━ Generic
- 18. #17 Технологии и техники Асинхронное программирование (reactor, event loop) Параллельное и распределенное программирование, исполнение на многопроцессорных системах Объектно-ориентированный подход: анализ, проектирование и программирование Визуальное программирование (ER, RUP, CAD/CAM)
- 19. #18 Разница парадигм Императивная • Алгоритмический подход и пошаговое исполнение • Изменение значений переменных • Условные переходы и циклы Функциональная • Функции, выражения и суперпозиция • Возможно параллельное исполнение • Не меняем аргументы, нет переменных • Рекурсивные вызовы вместо циклов
- 20. #19 Что общего в парадигмах Императивная • Построение абстракций, композиция • Наследование (ООП, прототипы) • Полиморфизм и инкапсуляция Функциональная • Построение абстракций, композиция • Частичное применение и каррирование • Замыкания, функторы, монады
- 21. #20 Прочие парадигмы и техники • Реактивное программирование • Событийно-ориентированное • Функционально-реактивное • Модель акторов • Мультипарадигменное программирование • Метапрограммирование
- 22. #21 Два основных направления Системное программирование Прикладное программирование
- 23. #22 Задачи прог. инженерии Справиться со сложностью Управление состоянием Структура и архитектура
- 24. #23 Задачи прог. инженерии Справиться со сложностью • Сложность задачи (декомпозиция и модель) • Спрятать сложность (модули, слои, черный ящик)
- 25. #24 Задачи прог. инженерии Управление состоянием • Предотвращение скрытого состояния • Минимизация глобального состояния • Предотвращение комбинаторного взрыва
- 26. #25 Задачи прог. инженерии Структура и архитектура • декомпозиция • именование • связывание
- 27. #26 Преодоление сложности Принцип одной ответственности Запрет перемешивания абстракций слоев (доступ к данным, бизнес-логика, сеть, UI)
- 28. #27 Преодоление сложности Компонентный подход увеличение переиспользования кода и надежности Отделение прикладного кода от системного. Выделение и вынесение наружу системных библиотек, инструментов, DSL из проектов
- 29. #28 Связывание данных и логики Максимальное разделение • API or lib + data structures • Анемичная модель предметной области • MVC, MVP, MVVP patterns
- 30. #29 Связывание данных и логики Комбинирование • Часто в императивном, процедурном и обобщенном программировании • Иногда в функциональном (функуторы, монады) • Почти всегда в ООП и компонентном подходе
- 31. #30 С чего начинать Data- со структур данных или классов centric начинаем с ERD и схем БД Process- начинаем с моделей бизнес процессов сentric начинаем с модели процессов обработки UI- начинаем с UI/UX и набросков дизайна сentric пользователь нарисовал мне тут...
- 32. #31 С чего начинать Инженер все вместе держит в голове Нет другого решения
- 33. #32 Системная интеграция Оказалось, что все вместе собрать можно, только если все по частям было так спроектировано, что предполагалась сборка. Определение интерфейсов и контрактов • Спецификация API • Выбор коммуникационных шаблонов req/rep, pub/sub • Выбор протоколов: RPC, Bus, Queue...
- 34. #33 Системная интеграция Определение структур данных Внешние и внутренние стандарты, спецификации
- 35. #34 Data types and structures Scalar data types, Composite data types, Array, List, ArrayList, Set, Map, WeakSet, WeakMap, Hash table, Queue, Stack and Deque, Trees: binary tree, 3-linked and 5-linked trees, BTree, K-d tree, Graphs, Buffer, Circular buffer, Struct/Record, Anemic objects, Boxing, Monad, Heap, Associative array, Iterable, Enumerable, BLOB, Priority Queue, Async Queue, Unrolled list, Bitmap, AVL Tree, Red-black Tree, Fibonacci heap, Decision diagram, Directed acyclic graph, etc.
- 36. #35 Abstractions and more... Pure function, side effects, Curry, Higher-order functions, Partial application, Prototype, Mixin, Class, Lambda and Arrow-function, Lambda mixin, Callback, Factory, Pool, Poolified factory, Async Pool, Flag, Mutex, Lazy evaluation, Chaining, Closure, Inheritance, Generator, Decorator, Functor, Functional object, Monad, Socket, Iterator, async iterator, Deferred, Promise, Future, async/await, Async composition, Descriptor, Listener, Event, Singleton, Wrapper,
- 37. #36 More and more... Scaffolding and Reflection, Inversion of Control and Dependency Injection, Proxy, Symbol, Sandboxing, IPC, ORM, Transaction, Metadata, Protocol, Interface, Garbage Collection, Pipe, Stream, Binding, Cluster, Query Cursor, Continuous Integration, Mutable and Immutable data structures, Conflict-free data structures, State, Hashing, Memoization, Table-function, Promisify/Callbackify, Indirect inheritance, Composition, Lense, Atomix, Projection...