Средства проектирования прикладных программ.

 

Графическое построение схем алгоритмов и программ.

ГОСТ 19.002 - 80

19.003 - 80

Применяется ограниченно это средство программирования, вследствие недостатков:

1) высокая трудоёмкость вычерчивания схем;

2) отсутствие графических средств для отображения структур данных;

3) не отражает особенностей конструкций конкретных языков программирования;

4) потеря наглядности при большом количестве блочных символов.

Разработка схем алгоритмов и программ с использованием конкретного языка программирования.

Недостатки:

1) современные языки программирования не обладают наглядными средствами для описания алгоритмов;

2) требуют использования многих второстепенных языковых конструкций, которые затрудняют понимание общих принципов построения алгоритма.

Использование специальных языков проектирования программ, псевдокодов.

Псевдокод – это частично формализованная запись для наглядного текстового представления схем алгоритмов и программ, разрабатываемая в соответствии с общими принципами структурного программирования. Псевдокод используется в следующих целях:

1. для фиксации с нужным уровнем детализации алгоритма в процессе его разработки;

2. для формулировки заданий на кодирование программы на языке программирования;

3. для описания логики программы.

Достоинство псевдокода:

Состоит в том, что он освобождает программиста от необходимости следить за точным соблюдением формальных языковых правил, позволяет ему максимально концентрировать внимание на содержании решаемых логических проблем.

Основные элементы языка псевдокода:

1. Алфавит: строчные, прописные буквы латиницы и кириллицы, специальные символы, цифры

2. Идентификаторы: имена.

3. Ключевые слова: используются для обозначения операторов и конструкций языка. При написании их желательно подчеркивать.

4. Константы: символьные и другие.

5. Комментарии: могут располагаться в любом месте текста, отделяются от него знаками «-».

 

Реализация программ.

Основные методы программирования:

1. Программирование на языках высокого уровня (ЯВУ).

2. Программирование с защитой от ошибок.

3. структурное программирование.

4. Программирование в стандартизированном стиле.

5. Нисходящее программирование.

 

 

1. Программирование на языках высокого уровня:

По сравнению с языками низкого уровня.

1. Чем выше уровень языка программирования, тем меньше ошибок в программе, легче понимать программу.

2. Выше степень автоматического обнаружения ошибок компилятором с этих языков.

3. Большая наглядность программы, что позволяет упростить документирование.

4. Программа на ЯВУ обладает высокой переносимостью.

5. Эти программы менее эффективны.

ВЫВОД:

Основные резервы эффективности программ лежат в области разумного выбора методов и алгоритмов.

 

2. Программирование с защитой от ошибок.

Подключение в программу дополнительных операторов контроля данных уменьшает вероятность появления ошибочных ситуаций при работе программы:

Виды проверок:

Ø допустимость значений числовых аргументов;

Ø проверка допустимости типов данных в выражении;

Ø проверка допустимости значений индексов массивов;

Ø допустимости значений управляющих переменных;

Ø проверка операций ввода-вывода с передачей данных.

ВЫВОД:

Необходим разумный подход, чтобы эффект от проверок не стал меньше нуля, т.к. проверка увеличивает объём программы и вносит дополнительные ошибки.

 

3. Структурное программирование.

Программы должны обладать свойствами:

1. Модульная структура (модуль имеет по одной точке входа и выхода, размер модуля ограничен – не более 100 операторов).

2. Модуль представляет собой композицию основных управляющих структур (последовательность ветвления циклов).

3. Модули могут содержать операторы безусловного перехода только в исключительных случаях (go to), при этом передача управления происходит в точку программы, расположенную по тексту ниже самого оператора go to. Оператор go to допускается в том случае, когда в языке программирования отсутствуют операторы, реализующие структуры «если-то-иначе», цикл «пока» и цикл «до».

Языки программирования считаются структурными, если они содержат возможности реализации принципа модульного программирования и включает операторы, реализующие основные управляющие структуры.

Примеры структурных языков программирования:

­ С++;

­ Pascal;

­ Basic.

Примеры не структурных языков:

­ Assembler;

­ Fortran.

При использовании неструктурных языков основные управляющие структуры имитируются с помощью комментариев или специальных макрокоманд и процедур.

 

4. Программирование в стандартизированном стиле.

Стиль программирования – это набор специальных приёмов, используемых программами с целью получения единообразных наглядных приспособленных для изучения программ.

Основные принципы стандартизации стиля программирования:

Правила размещения фрагментов исходного текста.

В общем случае текст программы с модульной структурой должен состоять из следующих фрагментов:

1. заголовочных комментариев;

2. объявления данных;

3. внутренних процедур;

4. основного текста.

Первым размещается исходный текст головного модуля, он содержит расширенные комментарии, описывающие организацию программы в целом, операторы обработки прерываний, которые могут произойти и операторы открытия-закрытия файлов программы. Исходные тексты модулей следует размещать по принципу сверху-вниз, слева-направо.

A

B

B1

B1

C

D

D1

D2

D3

C1

 

 

A-B-B1-B2-C-C1-D-D1-D2-D3

 

 

Правила составления комментариев.

Существует 3 вида комментариев:

­ вводные

­ оглавления

­ пояснительные

Вводные помогают понять назначение, интерфейсы и ограничения, накладываемые на программу, т.е. они представляют собой внешнюю спецификацию, встроенную в исходный текст программы. Здесь содержатся сведения:

Ø имя модуля;

Ø его назначение;

Ø сведения об используемых математических методов;

Ø описание входных и выходных данных;

Ø перечень используемых подпрограмм;

Ø описание внешних эффектов;

Ø ограничения и допущения;

Ø сведения об авторах;

Ø дата разработки;

Ø описание внесённых в ходе сопровождения изменений.

Комментарии оглавления.

Они дают представление об организации исходного текста большой программы, они включаются в головной модуль программы.

Содержат:

­ перечни модулей;

­ краткое описание назначения и указания подчинённости модулей.

Если модули обмениваются информацией через общие блоки данных, то в комментарии включаются сведения о доступности этих блоков данных из различных модулей.

 

Пояснительные комментарии.

Они необходимы для пояснения тех частей программы, которые сложны для понимания при чтении только одних операторов. Каждый функционально законченный фрагмент и все точки ветвления логики и использование переменных должны быть прокомментированы.

 

Основное правило составления пояснительных комментариев.

Необходимо не перефразировать операторы языка программирования, а давать дополнительные сведения о цели и смысле выполняемых действий.

Пример:

E=sqrt(u)

Пояснительный комментарий: вычисляется среднее квадратическое отклонение.

 

Комментарии не должны затруднять чтение исходного текста, их следует выделять специальными символами и располагать с некоторым сдвигом вправо по отношению к операторам программы.

Правило выбора имён.

Имена должны обладать мневмотичностью, т.е. отражать сущность описываемых объектов. В связи с ограничениями на длину переменных при выборе имён сокращению подлежат не более 3-х первых слов. Абравиатура всегда включает начальные буквы слов. Согласные всегда важнее гласных. Начало слова всегда важнее его конца. Абравиатура включает 6–12 букв.