拡張性

拡張性は、将来の成長に備えるソフトウェア エンジニアリングおよびシステム設計の原則です。拡張性は、システムを拡張する能力と、拡張を実装するために必要な労力のレベルを測る尺度です。拡張は、新しい機能の追加または既存の機能の変更によって行うことができます。この原則は、既存のシステム機能を損なうことなく機能強化を実現します。

拡張可能なシステムとは、新規機能や機能変更によって内部構造やデータフローがほとんど影響を受けないか、まったく影響を受けないシステムです。たとえば、作成者や他のプログラマーがシステムの動作を変更する場合、元のソースコードを再コンパイルしたり変更したりする必要がない場合があります。 ^[1]ソフトウェアシステムは長期間使用され、ユーザーが要求する新機能や追加機能に合わせて変更されるため、拡張性により、開発者はソフトウェアの機能を拡張または追加し、体系的な再利用を容易にすることができます。そのアプローチには、ユーザー独自のプログラムルーチンを挿入できるようにする機能や、新しいデータ型を定義する機能、新しい書式設定マークアップタグを定義する機能などがあります。^[2]

ソフトウェア エンジニアリングにおける拡張可能な設計とは、すべてを事前に設計できるわけではないことを受け入れることです。代わりに、変更を可能にする軽量のソフトウェア フレームワークが提供されます。作業要素を理解可能な単位に分割するという原則に従って、拡張性の要素が失われないように小さなコマンドが作成され、低凝集性や高結合性などの従来のソフトウェア開発の問題を回避し、継続的な開発を可能にします。変更を受け入れることは、追加が継続的に行われる拡張可能な設計に不可欠です。システムの各チャンクは、どのような変更でも機能し、追加による変更のアイデアがシステム設計全体の中心にあります。拡張可能な設計は、頻繁な優先順位付けをサポートし、要求に応じて小さなステップで機能を実装できるようにします。これは、アジャイル方法論と反復開発によって提唱されている原則です。拡張性により、開発中の依存関係が少なくなり、よりクリーンになり、結合が減り、より凝集性の高い抽象化と、明確に定義されたインターフェイスが実現します。^[3]

気まぐれさは、人間現象によるすべてのソフトウェアの根底にあります。ソフトウェアは「進化する存在」であり、人間によって開発および保守され、ソフトウェアの仕様と実装において継続的なシステム変更をもたらすからです。ソフトウェアのコンポーネントは、多くの場合、無関係な当事者によって個別に開発および展開されます。外部ベンダーのコンポーネントは、メーカー以外のサードパーティユーザーを考慮すると、特定の展開シナリオに既成のままでは適合しない可能性が高いため、適応性のあるソフトウェアコンポーネントが必要です。多くのソフトウェアシステムとソフトウェア製品ラインは、共通のソフトウェアアーキテクチャ、または機能と実装の大部分を共有するベースシステムから派生していますが、拡張可能なベースシステムを必要とするさまざまなコンポーネントが装備されている可能性があります。^[4]

独立して拡張可能なソフトウェアシステムを構築することは重要な課題です。独立して拡張可能なシステムでは、2人が独立してシステムの拡張機能を開発できるだけでなく、2つの拡張機能をグローバルな整合性チェックなしで組み合わせることもできます。^[5]

ソフトウェアの拡張性には、ホワイト ボックス拡張性、グレー ボックス拡張性、ブラック ボックス拡張性の 3 つの形式があり、これらは成果物の内容と変更方法に基づきます。

この形式の拡張性では、ソース コードを変更することでソフトウェア システムを拡張できます。これは、最も柔軟で制限の少ない形式です。変更の適用方法に応じて、拡張性にはオープン ボックス拡張性とグラス ボックス拡張性の 2 つのサブ形式があります。

オープンボックス拡張可能システムでは、変更は侵襲的に実行されます。つまり、元のソース コードが直接ハッキングされます。利用可能なソース コードと、変更が許可されたソース コード ライセンスが必要です。オープンボックス拡張性は、バグ修正、内部コードのリファクタリング、またはソフトウェア製品の次のバージョンの制作に最も関連しています。

グラスボックス拡張性 (アーキテクチャ駆動型フレームワークとも呼ばれる) では、利用可能なソース コードを使用してソフトウェア システムを拡張できますが、コードを変更できない場合があります。拡張機能は、元のシステムに影響を与えないように元のシステムから分離する必要があります。この形式の拡張性の一例として、継承と動的バインディングを使用して拡張性を実現するオブジェクト指向アプリケーション フレームワークが挙げられます。

ブラック ボックス拡張性 (データ駆動型フレームワークとも呼ばれる)では、デプロイメントや拡張の実装にシステムの実装に関する詳細は使用されず、インターフェイス仕様のみが提供されます。このタイプのアプローチは、さまざまなホワイト ボックス アプローチよりも制限されています。ブラック ボックス拡張は、通常、システム構成アプリケーションを通じて、またはコンポーネント インターフェイスを定義することによってアプリケーション固有のスクリプト言語を使用することによって実現されます。

グレーボックス拡張性は、純粋なホワイトボックスと純粋なブラックボックスのアプローチの妥協案であり、ソースコードの公開に完全には依存しません。プログラマーには、改良のために利用可能なすべての抽象化と拡張機能の開発方法に関する仕様をリストしたシステムの特殊化インターフェイスが提供されます。^[6]

拡張性と再利用性には、低結合性、モジュール性、多くの異なるソフトウェアシステムを構築するための高リスク要素の能力など、多くの共通する重要な特性があります。これは、ソフトウェアシステムが共通の要素を共有することが多いという観察に基づいています。再利用性と拡張性を組み合わせることで、開発と保守にかかる時間を短縮し、信頼性と一貫性を高めながら、技術を別のプロジェクトに移転することができます。^[7]

現代のオペレーティングシステムは、デバイスドライバとロード可能なカーネルモジュールを通じて拡張性をサポートしています。多くの現代のアプリケーションは、プラグイン、拡張言語、アプレットなどを通じて拡張性をサポートしています。拡張性の増加の傾向は、ソフトウェアのセキュリティに悪影響を及ぼします。^[8]

CGI は、Web サーバーが拡張性を提供する主な手段の 1 つです。CGI スクリプトを「巨大なセキュリティ ホール」と考える人もいます。^[9]

• 拡張可能なプログラミング
• 多態性
• ソフトウェアメトリック
• スケーラビリティ
• テキスト

ウィクショナリーの拡張性の辞書定義