構造化プログラミングと抽象化について

私は、プログラミングを始めてから長い間、構造化プログラミングによる設計を行ってきました。この経験のなかで、処理の抽象化による設計が大切であることが分かってきました。今回は、これについて話したいと思います。おそれく、処理の抽象化とオブジェクト指向プログラミングは、近い関係にあるかと思います。

入社後、2年程たってサンディエゴに出張してUCSD-pSystemlの内部構造を勉強することになりました。UCSD-pSystemには、Pascalコンパイラーだけでなく、ファイルシステムやプログラム実行環境、スクリーンエディターが用意されていました。プログラミングに関して勉強になったのは、そのファイルシステムのモジュールの作り方でした。詳しくはこのリソースをご覧ください。

下位のモジュール(では、フロッピーのディスク内のシリンダー番号やセクター番号から物理セクターを読み込んで、メモリ内に読み込むだけにし、この下位モジュールを呼び出す上位モジュールでは、実際に物理セクターを読み出す下位モジュールを使ってファイルシステムが使用する論理ブロック(ブロック長は固定の512バイト？）を実現していました。さらに、その上のモジュールでファイル名の管理などを行う実際のファイルシステムを構築しています。このような構造は、通常のオペレーティングシステムの開発方法としては一般的ですが、下位モジュールに行くに従って実施のディスクアクセスを物理動作を行っています。

この方法のメリットとしては、仮にセクターの管理するバイト数が変更されたとしても、下位モジュールを修正するだけで上位モジュールに手を加えることなく動作できることにあります。同様のシステム構成としては、プロトコルレイアの階層として一般的なOSI参照モデルがあります。このOSI参照モデルの下位層である物理層やデータリンク層から上位に行くに従って、データにやり取りが抽象化されています。

このように、処理やデータを抽象化することにより、仕様変更に強いシステムの構築が可能となります。

なお、私が尊敬する「ニクラウス・ヴィルト」も、プログラミングに関する抽象化の大切さを著しています。