Отладка программы и средства автоматизации этого процесса.

Основным этапом формирования разрабатываемых комплексов программ, на котором обнаруживаются, локализуются и устраняются ошибки проектирования, является отладка. Процесс отладки по уровню сложности и связи с реальными данными делится на программную и системную отладку.

Программная отладка включает проверку общей логики программы и правильности ее записи (камеральная проверка), подготовку к вводу в ЭВМ г, трансляцию, индивидуальную (автономную) отладку отдельных частей программы. В процессе программной отладки обнаруживаются и устраняются различные алгоритмические, программные и технологические ошибки.

Системная отладка предназначена для проверки соответствия логической схемы комплекса программ ее функциональному назначению с использованием специально подготовленных массивов и в условиях, моделирующих процесс функционирования АСУ. В процессе системной отладки устраняется большинство сложных алгоритмических и системных ошибок. Общее число выявляемых в процессе системной отладки ошибок определяется ограничениями на временные и стоимостные ресурсы и исходным количеством ошибок в комплексе программ, поступающем на этап системной отладки. При достижении выбранного уровня показателей качества системной отладки комплекс программ передается в опытную эксплуатацию для проверки его функционирования с использованием реальных полноразмерных массивов и в реальном масштабе времени.

Обнаружение ошибок в программах на этапе эксплуатации системы может привести к существенным потерям времени и средств на их устранение, а в отдельных случаях к потере работоспособности системы. Поэтому с целью повышения качества комплексов программ, поступающих в эксплуатацию, необходимо улучшить планирование и организацию отладки, что позволит, в конечном счете, повысить эффективность функционирования АСУ за счет снижения затрат, связанных с наличием необнаруженных ошибок и получением недостоверных результатов; уменьшения времени и затрат на устранение и выявление ошибок; уменьшения вероятности наличия ошибок в программах.

Качество комплекса программ, поступающего на этап отладки, определяется в основном эффективностью методов проектирования и программирования, которые используются при его разработке. Использование модульно-иерархического построения программ с применением принципов структурного программирования позволяет существенно снизить сложность компонентов и их взаимодействия, упростить общее координирование компонентов, повысить адаптивность и модернизируемость комплекса программ, минимизировать пути распространения ошибок за счет минимизации или ограничения числа связей между модулями и, таким образом, повысить качество создаваемого программного обеспечения.

Общими задачами отладки являются генерация - множества тестов, анализ работоспособности программ и их комплексов, обнаружение ошибок различных типов, диагностика и локализация ошибок, устранение ошибок, корректировка алгоритмов, программ и соответствующей документации. Известные в настоящее время модели и методы отладки ориентированы на формализацию и автоматизацию отдельных ее операций.

Автоматизация описанных методов отладки является необходимым условием повышения эффективности отладочных работ, так как позволяет сократить стоимость и время, необходимые на их проведение. Кроме того, автоматизация отладки комплексов программ позволяет сократить число невыявленных ошибок за счет более полной и систематической проверки и реализации значительно большего числа тестов, чем при ручной отладке; помогает освободить программиста от повторяющейся работы, позволяя сконцентрировать усилия на более сложных задачах проверки.

Одним из основных направлений сокращения трудоемкости и времени этапа подготовки программ является автоматизация программирования. Системы автоматизации программирования представляют собой совокупность алгоритмических и программных средств, предназначенных для автоматизации процесса разработки программ, т.е. перевода исходных алгоритмов на машинный язык. В общем случае система автоматизации программирования состоит из одного или нескольких входных языков (проблемно - и машинно-ориентированных), системы трансляции программ с этих языков, системы структурного контроля и системы выпуска технической документации. Система автоматизации программирования обеспечивает получение синтаксически, семантически и структурно корректных программ, а также технической документации на программы и их характеристики.

Система автоматизации программирования решает следующие задачи: контроля входного текста; оптимизации программы; использования библиотеки стандартных программ; выпуска документации. Система предусматривает синтаксический, семантический и структурный контроль комплекса программ.

Задачей синтаксического контроля является проверка входного текста на соответствие синтаксису языка, заданному в его формальном описании. Синтаксический контроль обеспечивает выдачу информации о месте ошибки в форме, облегчающей программисту определение ошибочных конструкций и причин ошибок, а также информацию о содержании ошибок и способе их устранения.

Задачей семантического контроля является проверка правильности применения языковых конструкций. Например, семантический контроль проверяет допустимость применения в операторах переменных с заданными в их описаниях характеристиками (тип, размерность).

Структурный контроль состоит в проверке правильности последовательностей языковых конструкций, отсутствия зацикливания и тупиков, использования оперативной памяти, сопряжений программных модулей.

Оптимизация программ включает оптимизацию распределения памяти, оптимизацию выражений, оптимизацию циклов.

Оптимизация распределения памяти предусматривает размещение переменных, имеющих пересекающиеся области действия, в одних и тех же ячейках памяти. Таким образом, решается задача оптимизации использования индексных регистров. Если в программе используется подряд несколько одинаковых модификаций, то многократное вычисление и засылка на индексный регистр для сокращения времени счета исключается.

Оптимизация выражений состоит в однократном вычислении значений выражения, запоминании его в рабочем регистре и дальнейшем многократном использовании этого значения в процессе вычислений.

Оптимизация циклов сводится к вынесению за пределы цикла выражений, не зависящих от параметров цикла.

Использование библиотеки стандартных программ система автоматизации программирования обеспечивает посредством обращения к ней с применением различных языковых и программных средств.

Система выпуска документации осуществляет редактирование и компиляцию исходных данных и подготавливает информацию для распечатки различных документов: о программах, константах и переменных.

Типы ошибок при подготовке программного продукта.

По характеру (причине возникновения) ошибки подразделяются на:

_{1.
Синтаксические – некорректная запись отдельных языковых инструкций с точки зрения правил их представления для выбранного языка программирования. Эти ошибки выявляются автоматически при трансляции программы.}

_{2.
Логические ошибки:}

_{o
В какой-то момент программа не может продолжать работу (возникает программное прерывание.)}

_{o
Программа работает, но не выдает запланированных результатов и не выходит на остановку («зацикливание»).}

_{o
Программа формирует результаты и завершает работу,но они не совпадают с контрольными.}