Понятие о качестве программы и основные технологические принципы разработки программ

Качество современного программного обеспечения характеризуется, прежде всего, такими критериями, как удобство использования, надежность, ясность структуры и текста программы. Технические характеристики программы: - объем занимаемой памяти, быстродействие - отошли на второй план.

Удобство использования программы, т. е. удобство общения с ней, определяется организацией ввода и вывода. Схема общения с программой часто называется интерфейсом (внешними связями) программы. В современных языках программирования существуют специальные средства для эффективного программирования интерфейса, удовлетворяющего некоторым стандартам, например, стандартам операционной системы Windows. В настоящем пособии эти средства не рассматриваются, а для организации простейшего диалога между пользователем и программой используются стандартные подпрограммы ввода и вывода (Read и Write).

Надежность программы означает отсутствие при ее работе остановов, сообщение о причине которых не выводится, т. е. зацикливаний, зависаний и др.

На получение качественных программ направлены положения структурного программирования, которые в основном сводятся к следующим моментам:

1. Использование точно обозначенных управляющих структур алгоритмов, имеющих один вход и один выход. Такие структуры называются базовыми (см. п.1.4.4).

2. Разработка алгоритма методом нисходящего проектирования. Этот метод состоит в разбиении алгоритма на части (подалгоритмы) и установлении между ними связей. Каждый подалгоритм должен иметь один вход и один выход, связь между подалгоритмами устанавливается посредством базовых алгоритмических структур. Каждый подалгоритм в свою очередь разбивается на части, и процесс повторяется. Таким образом, получаем иерархическую последовательную разработку алгоритма от сложного к простому.

3. Независимость подалгоритмов друг от друга на каждом этапе нисходящего проектирования. Следствием этого требования является ограниченное использование глобальных переменных подпрограммами.

4. Использование системы обозначений, соответствующих содержанию задачи и облегчающих понимание программы.

Грамотное проектирование качественных программ состоит из следующихэтапов:

1. Анализ задачи и разработка внешней спецификации программы. Во внешнюю спецификацию входит описание входных и выходных данных программы, форм ввода и вывода (см. п.1.3), а также описание методов решения задачи, способов апробации программы, сведения о разработчике программы.

2. Проектирование структур данных и алгоритма.

3. Написание (кодирование) программы на алгоритмическом языке.

4. Отладка программы.

Под отладкой подразумевается выявление и исправление ошибок. Ошибки могут обнаруживаться автоматически системой программирования и операционной системойпри компиляции, редактировании связей, загрузке и выполнении программы. Могут существовать ошибки в логике программы, которые автоматически не обнаруживаются. Такие ошибки можно выявить дополнительным визуальным анализом программы или с помощью тестов, т. е. наборов значений исходных данных, по которым известен результат. Испытание программы с помощью тестов называется тестированием.

Проектирование тестов часто представляет собой самостоятельную задачу. На этапе 1 разрабатываются функциональные тесты, для получения которых используются идеи, отличные от используемых в алгоритме (но они реализуют ту же функцию). При функциональном тестировании алгоритм рассматривается как черный ящик, его внутренняя структура не учитывается. Структурные тесты опираются на структуру программы; например, кроме прогона алгоритма на компьютере, осуществляется вычисление вручную. В идеале структурных тестов должно быть столько, сколько возможных путей выполнения алгоритма.

Лучшим способом уменьшения числа ошибок является тщательное выполнение этапов 1 и 2.

Грамотный и аккуратный программист каждый из рассмотренных этапов документирует.