Развитие индустрии создания программных средств и все более широкое использование различных программ для удовлетворения информационных потребностей человека существенно повышают требования к надежности программного изделия, т. е. к уменьшению числа оставшихся невыявленных ошибок в программе и таких неучтеных ситуаций, при возникновении которых программа может выдать неопределенный результат или прекращает свое нормальное функционирование.
Значительное увеличение сложности задач, решаемых с помощью ЭВМ, приводит к увеличению размеров и сложности программ, что порождает дополнительные трудности при их разработке и отладке. Увеличение продолжительности жизненного цикла программ приводит к тому, что с течением времени из-за изменения условий использования программ возникает необходимость их модификации, повышения их эффективности, удобства пользования ими.
Для разрешения возникших при этом проблем в практике программирования выработан ряд приемов и методов, которые принято называть методами структурного программирования.
Под структурным программированием понимают такие методы разработки и записи программы, которые ориентированы на максимальные удобства для восприятия и понимания ее человеком. При прочтении программы в ее следующих друг за другом фрагментах должна четко прослеживаться логика ее работы, т. е. не должно быть "скачков" на фрагменты программы, расположенные где-то в другом месте программы.
Структурное программирование — "программирование без go to", т. е. не используются операторы перехода без особой необходимости. В связи с этим отдельные фрагменты программы представляют собой некоторые логические (управляющие) структуры, которые определяют порядок выполнения содержащихся в них правил обработки данных. Любая программа получается построенной из стандартных логических структур, число типов которых невелико.
Основные логические структуры описаны нами ранее:
• следование — последовательность операторов, групп операторов, выполняемых друг за другом в порядке их следования в тексте программы;
• ветвление — управляющая структура, которая в зависимости от выполнения заданного условия определяет выбор для исполнения одного из двух или более заданных в этой структуре групп операторов;
• повторение — цикл, в котором группа операторов может выполняться повторно, если соблюдается заданное условие.
Существенная особенность всех этих структур — то, что каждая из них имеет только один вход и только один выход, что и обеспечивает логически последовательную структуру программы. Все эти структуры определяются рекурсивно, т. е. каждая из входящих в структуру групп операторов может быть одним оператором, группой операторов и может быть любой из допустимых структур — допускается вложение структур.
Так как программа задает правила обработки данных, то проектирование самих данных при изготовлении программы имеет не менее важное значение, чем проектирование правил их обработки. Очевидно, что, чем четче определены сами данные, тем легче разрабатывать правила их обработки. Простота и надежность программы существенно зависят рт того, насколько удобно отдельные обрабатываемые данные объединены в некоторые структуры. При этом язык программирования Паскаль требует от программиста четкого описания вводимой в употребление структуры данных, что позволяет транслятору обеспечивать работу с каждой такой структурой и следить за корректностью ее использования.
Для того чтобы возложить на транслятор контроль за корректностью использования в программе различных типов данных, в Паскале требуется описывать константы и переменные перед их применением с указанием их типа. Чтобы эти описания было легче использовать транслятору или программисту, Паскаль требует четкой структуризации программы, отводя для различного рода информации строго отведенное место (см. структуру программы).
Метод нисходящего проектирования программ. С массовым внедрением вычислительной техники процесс программирования постепенно превращается в промышленное изготовление программ. Для этой цели создаются разнообразные технологии программирования. Примерами таких технологий могут служить технология нисходящего программирования и технология восходящего программирования.
Технология нисходящего программирования базируется на методе программирования "сверху-вниз". Часто этот метод называют методом пошаговой детализации. Большинство специалистов в области программирования придерживаются той точки зрения, что именно этот метод создает предпосылки к решению сложных проблем. Основой такого метода является идея постепенной декомпозиции исход ной задачи на ряд подзадач. Сначала формулируется самая грубая модель решения, отдельные детали которой на первом этапе могут быть довольно расплывчатыми (как вид какого-либо участка земли с большой высоты, в котором неразличимы мелкие подробности). По мере разработки программы, разбивая наиболее неясные части алгоритма и добиваясь все более точных и детализированных формулировок, мы получаем более подробное решение, как бы опускаемся с большой высоты ниже и начинаем при этом различать более мелкие детали. Решение отдельного фрагмента сложной задачи может представлять собой самостоятельный программный блок, называемый подпрограммой. Такой процесс детализации продолжается до тех пор, пока не станут ясны все детали решения задачи. В этом случае программу решения сложной задачи можно представить как иерархическую совокупность относительно самостоятельных фрагментов — подпрограмм.
Таким образом, подпрограммой называют обособленную, оформленную в виде отдельной синтаксической конструкции и снабженную именем часть программы. Использование подпрограмм позволяет, сосредоточив в них подробное описание некоторых операций, в остальной программе только указывать имена подпрограмм, чтобы выполнить эти операции. Такие вызовы подпрограммы возможны неоднократно из разных участков программы, причем при вызове подпрограмме можно передать некоторую информацию (различную в разных вызовах), чтобы одна и та же подпрограмма выполняла решение подзадачи для разных случаев.
Понятие подпрограммы как обособленной именованной части программы со своими собственными объектами (константами, переменными и т.п.) является во многих языках программирования основным средством структурирования программ. Современные подходы к разработке программ поощряют явное оформление в виде подпрограммы любого достаточно самостоятельного и законченного программного фрагмента.
предыдущая
меню
вверх
следующая
