8. Основные принципы структурного программирования.
8.1.Понятие
жизненного цикла программного продукта
8.2.Основные принципы структурной
методологии
8.3.Нисходящее проектирование
8.4.Структурное кодирование
8.5.Модульное программирование
8.1 Понятие жизненного цикла программного продукта
Программное изделие проходит в своем развитии целый ряд этапов, начиная от возникновения потребности в программном продукте и заканчивая снятием программы с эксплуатации. Рассмотрение полного жизненного цикла программного продукта в данном пособии не является необходимым, поэтому на рисунке приведены не все, а только основные этапыs жизненного цикла программного изделия
|
Рис. 11. Основные этапы разработки программного обеспечения
Приведенные этапы являются главными при разработке программ и программных комплексов. В зависимости от величины разрабатываемого программного комплекса роль каждого этапа и объём работ по нему будут различными.
В настоящее время производство программ поставлено на промышленный уровень, поэтому значительную роль при этом играет использование такой технологии программирования, которая обеспечила бы создание высококачественного программного продукта.
Технология программирования - это система методов, способов и приемов обработки и выдачи информации. Одной из распространенных методик создания программной продукции в настоящее время является структурное программирование.
Цели структурного программирования:
1) повысить надежность программ; для этого нужно, чтобы программа легко поддавалась тестированию и не создавала проблем при отладке. Достигается это хорошим структурированием программы при ее проектировании;
2) повысить эффективность программ; она может быть достигнута при структурировании программы, при разбиении ее на модули так, чтобы можно было бы легко находить и корректировать ошибки, а также чтобы текст любого модуля с целью повышения эффективности его работы можно было переделать независимо от других;
3) уменьшить время и стоимость программной разработки. Достижимо при повышении производительности труда программиста;
4) улучшить читабельность программ; это значит, что необходимо избегать использования языковых конструкций с неочевидной семантикой, стремиться к локализации действия управляющих конструкций и использования структур данных, разрабатывать программу так, чтобы ее можно было бы читать от начала до конца без управляющих переходов на другую страницу;
8.2. Основные принципы структурной методологии.
Принцип абстракции.
Этот принцип позволяет разработчику рассматривать программу в нужный момент без лишней детализации. Детализация увеличивается при переходе от верхнего уровня абстракции к нижнему.
Принцип формальности.
Он предполагает строгий методический подход к программированию, придает творческому процессу определенную строгость и дисциплину
Принцип модульности.
В соответствии с этим принципом программа разделяется на отдельные законченные фрагменты, модули, которые просты по управлению и допускают независимую отладку и тестирование. В результате отдельные ветви программы могут создаваться разными группами программистов.
Принцип иерархического упорядочения.
Взаимосвязь между частями программы должна носить иерархический, подчиненный характер. Это, кстати, следует и из принципа нисходящего проектирования.
8.3 Нисходящее проектирование.
Нисходящее проектирование строится на вышеперечисленных принципах.При нисходящем проектировании происходит анализ задачи с целью определения возможности разбиения ее на ряд подзадач. Затем каждая из полученных подзадач также анализируется для возможного разбиения на подзадачи. Процесс для очередной подзадачи заканчивается, когда подзадачу невозможно или нецелесообразно разбивать на подзадачи далее. Результат этот процесса, зафиксированный в графической форме, является основой для построения структурной схемы программы, которая показывает, во-первых, что делает вся программа в целом и ее отдельные части, а, во-вторых, отображает взаимосвязь подзадач друг с другом.
На основе структурной схемы программы выполняется реализация подзадач в виде отдельных модулей
После разбиения программного комплекса на программные модули и подготовки спецификаций на каждый программный модуль начинается работа по проектированию алгоритмов, реализующих спецификацию каждого модуля
8.4. Структурное кодирование.
Структурноe кодирование - это метод кодирования (программирования), предусматривающий создание понятных, простых и удобочитаемых программных модулей и программных комплексов на требуемых языках программирования.
Для кодирования программных модулей используются унифицированные (базовые) структуры. Доказано, что любая программа может быть составлена с применением только трёх канонических структур.Программные комплексы и программные модули, закодированные в соответствии с правилами структурного программирования, называются структурированными.
8.5.Модульное программирование.
Модульное программирование - это организация программы как совокупности небольших независимых блоков, модулей, структура и поведение которых подчиняется определенным правилам. Следует заметить, что понятие «модуль» не совпадает в данном случае с понятием «модуль» ( в смысле «библиотека») языка Паскаль. Это должна быть простая, замкнутая (независимая) программная единица (процедура или функция), обозримая, реализующая только одну функцию. Для написания одного модуля должно быть достаточно минимальных знаний о тексте других, как вызывающих, так и вызываемых.
Программа, разработанная в соответствии с принципами структурного программирования, должна удовлетворять следующим требованиям:
программа должна разделяться на независимые части, называемые модулями
модуль - это независимый блок, код (текст) которого физически и логически отделен от кода других модулей;
модуль выполняет только одну логическую функцию, иначе говоря, должен решать самостоятельную задачу своего уровня по принципу: один программный модуль - одна функция;
работа программного модуля не должна зависеть:
от входных данных;от того, какому
программному модулю предназначены его выходныеданные;
от предыстории
вызовов программного модуля;размер программного модуля желательно ограничивать одной-двумя страницами исходного листинга (50-100 строк исходного кода);
модуль должен иметь только одну входную и одну выходную точку;
взаимосвязи между модулями устанавливаются по иерархической структуре;
каждый модуль должен начинаться с комментария, объясняющего его назначение, назначение переменных, передаваемых в модуль и из него, модулей, которые его вызывают, и модулей, которые вызываются из него;
при создании модуля можно использовать только стандартные управляющие конструкции: выбор, цикл, блок (последовательность операторов);
оператор безусловного перехода или вообще не используется в модуле, или применяется в исключительных случаях только для перехода на выходную точку модуля;
в тексте модуля необходимо использовать комментарии, в особенности в сложных местах алгоритма;
идентификаторы переменных и модулей должны быть смысловыми, «говорящими»;
в одной строке стоит записывать не более одного оператора. Если для записи оператора требуется больше, чем одна строка, то все последующие операторы записываются с отступами;
желательно не допускать вложенности более, чем трех уровней;
следует избегать использования языковых конструкций с неочевидной семантикой и программистских «трюков».
В заключение следует напомнить, что все эти вместе взятые меры направлены на повышение качества разрабатываемого программного обеспечения.
