Целенаправленная конструктивная реализация

В зависимости от того, в какой последовательности в процессе разработки программы обходятся узлы дерева, существуют разновидности описанных выше методов. Например, метод целенаправленной конструктивной реализации, при котором в рамках конструктивного подхода реализуются сначала модули, необходимые для самого простого рабочего варианта программы, остальные модули заменяются их имитаторами. Затем к имеющемуся варианту добавляются другие модули, обеспечивающие работу программы для других наборов данных, и так далее до полной реализации программы. Достоинством этого метода является то, что уже на достаточно ранней стадии создается работающий вариант разрабатываемой программы. Психологически это играет роль допинга, резко повышающего эффективность разработчика.

Подводя итог сказанному, на рис. 3.14 представлена общая схема классификации рассмотренных методов разработки структуры программы.

Рис. 3.14. Классификация методов разработки структуры программ

5. Анализ требований и определение спецификаций про структурном подходе

На этом этапе необходимо построить модели ПО во взаимодействии с окружающей средой. Поскольку разные модели описывают проектируемое программное обеспечение с разных сторон, рекомендуется использовать сразу несколько моделей и сопровождать их описаниями. Структурный подход к проектированию программных продуктов предполагает разработку сле­дующих моделей [1, 53]:

• диаграмм потоков данных (DFD — Data Flow Diagrams), описывающих взаимодействие источников и потребителей информации через процессы, которые должны быть реализованы в системе;

• диаграмм «сущность—связь» (ERD Entity-Relationship Diagrams), описывающих базы данных разрабатываемой системы;

• диаграмм переходов состояний (STD — State Transition Diagrams), характеризующих поведение системы во времени;

• функциональных диаграмм (методология SADT);

• спецификаций процессов;

• словаря терминов.

Спецификация процессов

Спецификации процессов могут быть представлены в виде псевдокодов, блок-схем алгоритмов, Flow-форм, диаграмм Насей — Шнейдермана или просто краткого текстового описания [1].

При структурном программировании различают три вида вы­числительного процесса: линейный, разветвленный и цикличе­ский.

Линейная структура — выполнение операторов последовательно.

Разветвленная структура — в зависимости от выполнения некоторого условия выполняется та или иная последовательность операторов.

Циклическая структура — многократное выполнение одина­ковой последовательности операторов.

Схемы алгоритмов

Для изображения схем алгоритмов разработан ГОСТ 19.701—90 (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Обозначение элементов схем алгоритмов

Любой, сколь угодно сложный, алгоритм можно представить с использованием трех основных конструкций, которые получили название базовых [1]:

• следование. Обозначает последовательное выполнение действий (рис. 3.15, а);

• ветвление. Соответствует выбору одного из двух вариантов действий (рис. 3.15, б);

• цикл-пока. Определяет повторение действий, пока не будет нарушено некоторое условие, выполнение которого проверяется в начале цикла

(рис. 3.15, в).

Рис. 3.15. Базовые алгоритмические структуры: а — следование;

б — ветвление; в — цикл-пока

Помимо базовых, процедурные языки программирования высокого уровня обычно используют еще три конструкции, которые можно составить из базовых:

• выбор. Обозначает выбор одного варианта из нескольких в зависимости от значения некоторой величины (рис. 3.16, а);

• цикл-до. Обозначает повторение некоторых действий до выполнения заданного условия, проверка которого осуществляется после выполнения действий в цикле (рис. 3.16, б);

• цикл с заданным числом повторений (счетный цикл). Обозначает повторение некоторых действий указанное количество раз (рис. 3.16, в).

Любая из дополнительных конструкций легко реализуется с помощью базовых. Перечисленные шесть конструкций были положены в основу структурного программирования.

Рис. 3.16. Дополнительные структуры алгоритмов: а — выбор; б — цикл-до; в — цикл с заданным числом повторений

Псевдокоды

Псевдокод — формализованное текстовое описание алгоритма (текстовая нотация). В литературе были предложены несколько вариантов псевдокодов. Один из них приведен в табл. 3.3.

а

Табл. 3.3.

Flow-формы

Flow-формы представляют собой графическую нотацию описания структурных алгоритмов, которая иллюстрирует вложенность структур. Каждый символ Flow-формы имеет вид прямоугольника и может быть вписан в любой внутренний прямоугольник любого другого символа. Нотация Flow-форм приведена на рис. 3.17.

До <Условие>

Рис. 3.17. Условные обозначения Flow-форм для основных конструкций:

а — следование; б — ветвление; в — выбор; г — цикл-до; д — цикл-до;

е — счетный цикл.