Языки конструирования программных систем

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Разработчику Архитектору Аналитику

«Язык» шире, чем Java или Python

На курсе «конструирование ПО» слово язык часто путают только с языком программирования. В SWEBOK и на практике под языками конструирования понимают все нотации, в которых вы выражаете и собираете решение: код, схемы, контракты API, конфиги CI.

Если вы только начинаете

Вы думаете	На самом деле
«Язык = Python»	Python — язык программирования; рядом почти всегда SQL, YAML, OpenAPI
«Диаграмма — для отчёта»	UML/C4 — язык проектирования; чертёж для команды
«OpenAPI — документация потом»	OpenAPI — язык спецификации; по нему пишут тесты и mocks до кода
docker-compose.yml	Язык конфигурации — часть конструирования, без него код не доедет до staging

Представьте релиз одной фичи «оплата заказа». За неделю команда трогает:

• TypeScript — handler и доменная логика;
• OpenAPI — контракт POST /orders/{id}/pay;
• SQL — миграция таблицы payments;
• YAML — job в CI и переменные staging;
• Mermaid / C4 — схема потока в ADR.

Всё это — языки конструирования: разные нотации, одна стадия SDLC — выражение и сборка решения. Учебники выделяют несколько классов; в индустрии они переплетены в одном репозитории и одном pull request.

Класс	Вопрос, на который отвечает	Исполняется?
Программирования	Как алгоритм работает на машине	Да (компилятор/интерпретатор)
Проектирования	Из чего состоит система	Нет (чертёж для людей)
Спецификации / контрактов	Что обязан делать интерфейс	Частично (валидация, codegen)
Конфигурации / сборки	Как собрать и развернуть	Да (оркестратор, CI)
DSL	Как описать узкую предметную задачу	Зависит от DSL

Подробнее про артефакты стадии — §1.

---

Языки программирования

Назначение: алгоритмы, бизнес-логика, драйверы, скрипты автоматизации.

Критерии выбора (не «модный стек»)

Критерий	Вопрос
Домен	Web, embedded, data science, mobile, games
Экосистема	Библиотеки, IDE, hiring, community
NFR	Latency, memory, realtime, offline (ISO 25010)
Регуляторика	«Только из реестра», LTS-версия, сертифицированный компилятор
Команда	Навыки сильнее «идеального» языка

Энциклопедия по языкам — раздел 5. На заказном проекте язык часто задан ТЗ или архитектурным решением (ADR).

COCOMO II учитывает язык через Language Level — продуктивность (эффективных строк на function point): высокоуровневый язык → меньше объём кода при той же функциональности.

Уровни абстракции (для экзамена)

Уровень	Примеры	Роль на конструировании
Машинный / ассемблер	x86 asm	Драйверы, hot path, embedded
Низкий	C, Rust, Zig	Системное ПО, предсказуемая память
Средний	Java, C#, Go, Kotlin	Корпоративные сервисы
Высокий	Python, Ruby, JavaScript	Бизнес-логика, прототипы, скрипты
Декларативный	SQL, HTML/CSS, Rego	Запросы, разметка, policy

Один продукт часто мультипарадигменный: Go для сервиса, Python для ETL, SQL для отчётов — это нормальная стратегия конструирования, не «зоопарк ради зоопарка».

---

Языки проектирования

Назначение: описать структуру и поведение без деталей реализации — «чертёж» для конструктора.

Нотация	Для чего	Кто ведёт
UML (class, sequence, component)	Модули, вызовы, деплой	SA, lead dev
C4 (Context, Container, Component, Code)	Архитектура на разных zoom	Архитектор
ERD	Модель данных	SA + DBA
BPMN	Бизнес-процессы	BA (SA читает)
Wireframes / Figma	UX до вёрстки	UX + frontend

Конструктор читает диаграммы как контракт: отклонение = change request, ADR или согласование с архитектором. Диаграмма в Confluence без связи с репозиторием устаревает за спринт — зрелые команды хранят C4/Mermaid рядом с кодом в docs/.

См. проектирование, API design.

---

Языки спецификации и контрактов

Назначение: проверяемое описание интерфейса — до или вместе с кодом.

Язык / формат	Область	На конструировании
OpenAPI / Swagger	REST HTTP	Контракт → mock → реализация → contract tests
AsyncAPI	События, Kafka, MQTT	Схема топиков и payload
JSON Schema	JSON-документы	Валидация запросов/ответов
Protocol Buffers, Avro	Бинарные RPC, события	.proto → codegen клиента/сервера
GraphQL schema	API с гибкими запросами	Типы + resolvers
Design by Contract	Preconditions/postconditions	Assert, контракты в коде (Eiffel, некоторые библиотеки)

Порядок работ (contract-first):

1. Аналитик и backend согласовали OpenAPI (POST /orders/{id}/pay, поля, коды ошибок).
2. Frontend генерирует клиент или пишет против mock-сервера по этой схеме.
3. QA готовит контрактные тесты: «если amount < 0 → 400».
4. Backend реализует handler; CI сравнивает ответ с контрактом.
5. Новое поле в ответе — только через версию API (/v2) или обратно совместимое добавление.

Контрактное тестирование — 121.

Пример — один endpoint в разных «языках»

# openapi fragment — язык спецификации
paths:
  /orders/{id}/pay:
    post:
      responses:
        '200':
          description: OK

// TypeScript — язык программирования
async function payOrder(id: string, body: PayRequest): Promise<PayResult> { ... }

-- SQL — язык данных
ALTER TABLE payments ADD COLUMN status VARCHAR(32) NOT NULL;

Три файла — один инкремент; все версионируются в git вместе.

Формальные методы (кратко)

В критичных доменах (авионика, платежи, ядро протокола) используют формальные спецификации: Z, B-Method, TLA+, Alloy. Они не заменяют код, но позволяют доказать свойства модели до массового конструирования. Для базового курса достаточно знать: существует класс языков строже UML, применяется точечно.

---

DSL — предметно-ориентированные языки

DSL — язык узкой задачи: правила скидок, маршруты ETL, политики доступа, сценарии CI.

Плюс	Минус
Бизнес ближе к исполняемому правилу	Нужна поддержка парсера, IDE, тестов
Меньше boilerplate в основном коде	Риск «языка на коленке» без версионирования
Эксперты читают правила без C++	Дублирование семантики с основным кодом

Примеры в индустрии:

DSL	Задача
Terraform HCL, Pulumi	Инфраструктура
Gradle Kotlin DSL, Makefile	Сборка
Rego (OPA)	Policy as code
Liquid, Handlebars	Шаблоны CMS
Gherkin	BDD-сценарии (исполняются через runner)
Cron syntax, GitHub Actions expressions	Расписание и условия CI

Когда DSL избыточен: одно правило, которое меняется раз в год — достаточно функции в основном языке.

---

Языки конфигурации и сборки

Конфигурация — часть конструирования: без неё код не собирается и не доезжает до staging.

Язык / формат	Роль
YAML, TOML, JSON	K8s manifests, GitHub Actions, appsettings
Dockerfile, Compose	Образ и локальный стенд
Helm charts, Kustomize	Параметризация деплоя
SQL (DDL/DML)	Миграции схемы (Flyway, Liquibase)
Make, npm/pnpm scripts, MSBuild, Cargo	Локальная и CI-сборка
.env.example	Документирование переменных без секретов

Версионируются вместе с кодом в SCM — см. 7-13/3. Секреты не в git: Vault, sealed secrets, CI variables.

DevOps-контекст — 8-04.

---

Как языки связаны в одном инкременте

Пример traceability: требование REQ-042 «скидка 10% для VIP» → строка в Gherkin → тест → функция в домене → поле в OpenAPI discountPercent → миграция не нужна (вычисляемое) → запись в changelog.

---

Выбор и согласованность языков

Ошибка	Последствие	Приём
Код без OpenAPI	Интеграция «на глаз», ломаются клиенты	Contract-first
Диаграммы только в Wiki	Чертёж ≠ код	Docs as code
Конфиг только на prod	Невоспроизводимые баги	IaC + parity staging
Смена языка mid-project	Пересчёт сроков (COCOMO)	ADR + миграционный план
DSL без тестов	«Правило в проде» без проверки	Fixture-тесты на DSL

---

TDD, XP и языки

В Extreme Programming конструирование идёт через TDD: тест (язык xUnit) → минимальный код → рефакторинг. Тест — тоже язык (выражение ожидания). Связь с 7-03/1 (XP) и unit-тестами.

---

Частые вопросы на экзамене

Назовите четыре класса языков конструирования.
Программирования, проектирования, спецификации/контрактов, конфигурации (DSL часто выделяют пятым).

Зачем OpenAPI до кода?
Contract-first: параллельная работа frontend/mobile, mocks, contract tests.

Чем DSL отличается от библиотеки?
DSL — синтаксис предметной области; библиотека — API на общем языке.

---

Куда читать дальше

Тема	Материал
Модульность и границы	2
Модели ЖЦ и RAD	3
API design	117
Языки программирования	5-languages
DevOps конфиг	8-04

---