Semenalidery.com

IT Новости из мира ПК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нисходящее программирование это

Основные технологии

Основные понятия, факты

Структурное программирование. Модульное программирование. Объектно-ориентированное программирование. Базовые принципы ООП: инкапсуляция, наследование, полиморфизм.

Навыки и умения

Разработка программ с использованием принципов структурного, модульного, объектно-ориентированного программирования.

Основными технологиями разработки программного обеспечения являются

Сутью структурного программирования является возможность разбиения программы на составляющие элементы.

Идеи структурного программирования появились в начале 70-годов в компании IBM , в их разработке участвовали известные ученые Э. Дейкстра, Х. Милс, Э. Кнут, С. Хоор.

Распространены две методики (стратегии) разработки программ, относящиеся к структурному программированию: программирование «сверху вниз» и программирование «снизу вверх».

Программирование «сверху вниз», или нисходящее программирование – это методика разработки программ, при которой разработка начинается с определения целей решения проблемы, после чего идет последовательная детализация, заканчивающаяся детальной программой. Является противоположной методике программирования «снизу вверх».

При нисходящем проектировании задача анализируется с целью определения возможности разбиения ее на ряд подзадач. Затем каждая из полученных подзадач также анализируется для возможного разбиения на подзадачи. Процесс заканчивается, когда подзадачу невозможно или нецелесообразно далее разбивать на подзадачи.

В данном случае программа конструируется иерархически — сверху вниз: от главной программы к подпрограммам самого нижнего уровня, причем на каждом уровне используются только простые последовательности инструкций, циклы и условные разветвления.

Программирование «снизу вверх», или восходящее программирование – это методика разработки программ, начинающаяся с разработки подпрограмм (процедур, функций), в то время когда проработка общей схемы не закончилась. Является противоположной методике программирования «сверху вниз».

Такая методика является менее предпочтительной по сравнению с нисходящим программированием так как часто приводит к нежелательным результатам, переделкам и увеличению времени разработки.

Достоинства структурного программирования :

1) повышается надежность программ (благодаря хорошему структурированию при проектировании, программа легко поддается тестированию и не создает проблем при отладке);

2) повышается эффективность программ (структурирование программы позволяет легко находить и корректировать ошибки, а отдельные подпрограммы можно переделывать (модифицировать) независимо от других);

3) уменьшается время и стоимость программной разработки;

4) улучшается читабельность программ.

Резюме

Технология структурного программирования при разработке серьезных программных комплексов, основана на следующих принципах:

— программирование должно осуществляться сверху вниз;

— весь проект должен быть разбит на модули (подпрограммы) с одним входом и одним выходом;

— подпрограмма должна допускать только три основные структуры – последовательное выполнение, ветвление ( if , case ) и повторение ( for , while , repeat ).

— недопустим оператор передачи управления в любую точку программы ( goto );

— документация должна создаваться одновременно с программированием в виде комментариев к программе.

Структурное программирование эффективно используется для решения различных математических задач, имеющих алгоритмический характер.

Модульное программирование — это организация программы как совокупности небольших независимых блоков (модулей), структура и поведение которых подчиняется определенным заранее правилам.

Модулем (в модульном программировании) называется множество взаимосвязанных подпрограмм (процедур) вместе с данными, которые эти подпрограммы обрабатывают.

Модульное программирование предназначено для разработки больших программ.

Разработкой больших программ занимается коллектив программистов. Каждому программисту поручается разработка некоторой самостоятельной части программы. И он в таком случае отвечает за конструирование всех необходимых процедур и данных для этих процедур. Сокрытие данных (запрет доступа к данным из-за пределов модуля) предотвращает их случайное изменение и соответственно нарушение работы программы. Для взаимодействия отдельных частей (модулей) программы коллективу программистов необходимо продумать только интерфейс (взаимодействие) сконструированных модулей в основной программе.

Напомним понятие и структуру модуля в терминах языка Pascal .

Модуль ( unit ) – программная единица, текст которой компилируется независимо (автономно).

Модуль содержит 4 раздела: заголовок, интерфейсная часть (раздел объявлений), раздел реализации и раздел инициализации.

INTERFACE <интерфейсная часть>

Структурное программирование

О дисциплине циклического структурного программирования

Сейчас сосредоточимся на том варианте структурного программирования, который ориентируется на циклы и массивы.

Прежде всего, нужно остановиться на совместимости структурного циклического программирования с рекурсиями . Опыт показывает, что процедура, в которой есть ее рекурсивный вызов внутри цикла , практически почти всегда ошибочна, теоретически же она выходит за рамки примитивной рекурсии (см. курс логики и теории алгоритмов) и, как следствие, становится практически невычислимой. С тем, чтобы здесь не попасть впросак, соблюдайте простое правило.

Не используйте рекурсивный вызов процедуры внутри цикла! Рекурсия и циклы должны быть «территориально разделены»!

Данное правило пригодно в подавляющем большинстве случаев. Оно является конкретизацией для структурного программирования известного политико-социологического наблюдения:

Самые яростные противоречия возникают либо между двумя близкими сектами, либо при борьбе двух фракций одной и той же секты.

Люди старшего поколения еще помнят, как во время ожесточенной вражды между китайскими и советскими коммунистами китайцы не переставая повторяли, что у них «из десяти пальцев девять — общие».

Тем не менее иногда бывают исключения. Рассмотрим, например, схему поиска вглубь на дереве.

Здесь рекурсии вместе с циклом задают обход дерева возможностей, и гибельного размножения рекурсивных вызовов не происходит. Причина этого исключения в том, что цикл в данной программе — всего лишь подпорка для рекурсии . В обычном программировании нет функционалов типа mapcar языка LISP , применяющих свой первый аргумент ко всем членам второго 10 Прямо переписать в языке Common LISP данную программку в рекурсивную с использованием mapcar не удастся, поскольку реализаторы превратили данный функционал в макрос, для того чтобы в стандартных случаях чуть-чуть выиграть в эффективности (многим так не хочется писать тривиальные вещи!). Переопределив mapcar как функцию, можно реализовать рекурсивное определение указанной выше функции search . .

Читать еще:  Как включить ноутбук в безопасном

Структурное программирование основано на предположении о локальности действий и условий, поэтому для него в особенности органично подходит иерархическое разбиение задачи на подзадачи — так называемое нисходящее планирование .

При нисходящем планировании начинают с предположения о том, что поставленная задача решена. Затем пытаются реализовать решение общей задачи, выделяя те его блоки, которые оказались неэлементарными, в конструкции следующего уровня. В итоге мы получаем структуру взаимоотношений между конструкциями второго уровня и спецификации на каждую из этих конструкций. Если мы реализуем каждую из конструкций в точном соответствии с полученной спецификацией, то получится решение общей задачи.

В планировании процессов деятельности каждая из подзадач является процессом, чаще всего реализуемым отдельным человеком или группой людей, в конструировании технических систем каждая из подзадач дает блок конструкции, в программировании она дает модуль (в наиболее часто встречающихся достаточно простых случаях — подпрограмму).

Нисходящее программирование — конкретизация нисходящего проектирования для нужд программирования. Оно обладает следующими преимуществами.

  • Нисходящее программирование породило хорошо согласованное с ним нисходящее построение структур данных, а нисходящее построение структур данных является простейшим частным случаем глубокой идеальной концепции — абстракции данных. Согласно парадоксу изобретателя, даже простейшие частные случаи высокоуровневых концепций при удачном применении улучшают все характеристики умственных конструкций (в частности, программ).
  • При таком проектировании на каждом уровне можно ограничиваться одной моделью вычислений, в частности операционной, на которую ориентировано структурное программирование.
  • Возможно раннее программирование, когда прототип программы, работающий хотя бы в условиях грубой эмуляции будущих решений низкого уровня, позволяет продемонстрировать, как будет работать полная программа, и улучшить ее пользовательские характеристики.

Ни один конкретный способ анализа либо синтеза не является универсальным. Нисходящее программирование , конечно же, тоже таковым не является. Причины тому, в частности, следующие 11 Всегда возникает соблазн сделать свой излюбленный способ действий универсальнее, исправив его замеченные недостатки. Но порою достоинства являются продолжением недостатков, и наоборот. При устранении любого частного недостатка, возникшего из-за неуниверсальности системы, появятся другие, как правило, худшие, хотя, может быть, на первых порах менее заметные. .

  • Невозможность при нисходящем структурном программировании увидеть тождественность процедур, работающих на разных ветвях декомпозиции, а тем более унифицировать несколько формально различных процедур на разных ветвях в одну общую.
  • Недостаточный учет особенностей, которые могут возникнуть после конкретной реализации запланированных блоков программы, что довольно часто вызывает необходимость полной перепланировки системы после реализации ее блоков, а вслед за такой перепланировкой реализованные для других спецификаций блоки часто оказываются отнюдь не лучшими из возможных.
  • Недостаточный перенос опыта и наработок из одного проекта в другой.
  • В нынешних методиках нисходящего проектирования ко всему перечисленному добавляется еще и навязывание последовательного стиля мышления, что мешает воспользоваться преимуществами нетрадиционных машин.

Это указывает на необходимость средств, позволяющих поднимать уровень понятий. Поэтому в разработке структурных программ применяется также подход, получивший название восходящего программирования . К примеру, когда строят библиотеку, занимаются обобщением задачи. Части, выделяемые в виде библиотечных средств, выбираются таким образом, чтобы они были применимы в различных контекстах.

При создании глобального контекста могут применяться всевозможные стили. Например, модули могут программироваться в стиле автоматного программирования. Если разделение стилей по модулям, пакетам и другим автономным структурным единицам проведено строго, то эклектического их смешения не происходит.

Реальный проект 12 За исключением мелких. — это смесь нисходящего и восходящего подходов:

  • сначала сверху вниз для выяснения крупных строительных блоков;
  • затем попытка движения снизу вверх, чтобы спроецировать понятия, оформившиеся ранее, на абстрактные структуры, допускающие адекватную реализацию;
  • далее проверка соответствия, углубление нисходящей декомпозиции и обобщение понятий, выделенных восходящими приемами.

Как в нисходящем, так и в восходящем подходе важно обеспечить согласование потоков управления и потоков данных. Основным инструментом здесь может быть взгляд на программу со стороны сетей данных . Поскольку цикл появляется как реализация послойного движения по сети, а массив — как представление слоя сети, то видно, что на самом деле основной информационной структурой цикла является слой сети. Например, в цикле , реализующем числа Фибоначчи, — это структура из fib1 и fib2 . Структура, представляющая очередной слой сети, называется реальным параметром (в отличие от формального параметра, диктуемого языком программирования и часто являющегося подпоркой ) цикла . Реальный параметр мы будем называть просто параметром.

Далее, поскольку цикл возникает при повторении однородных действий, а действия диктуются свойствами реальных объектов программы, в цикле должно быть общее свойство, зависящее от параметра и называемое инвариантом цикла. Например, в цикле сортировки — это соотношение между отсортированными и неотсортированными фрагментами массива.

При формулировке инварианта цикла мы практически с неизбежностью наталкиваемся на парадокс изобретателя, который заставляет нас вводить призрачные значения, например дерево разбиения массива на отсортированные подмассивы в эффективных алгоритмах сортировки.

Методика циклического и рекурсивного структурного программирования с использованием инвариантов и недетерминированности (но без явного упоминания сетей данных ) прекрасно изложена в учебных пособиях Алагича, Арбиба и Гриса [ 1 ] , [ 9 ] . Настольной книгой программиста должна служить также книга Кормена и др. (учебник MIT ) [ 13 ] , в которой можно найти множество хороших примеров того, как находить правильные программные решения и со вкусом использовать подпорки .

Читать еще:  Алфавит языка программирования

Сделаем еще один шаг. Поскольку присваивание с точки зрения решаемой задачи лишь средство задать элементы нового слоя сети, есть смысл считать, что во время всей итерации цикла параметр фиксирован, его изменение происходит лишь в промежутке между двумя итерациями. Таким образом, для согласования потоков данных и потоков управления необходимо сосредоточить все присваивания реальным сущностям в одном месте: либо в конце, либо в начале очередной итерации. Более того, в принципе (и даже не совсем теоретическом, но плохо поддерживаемом современными системами программирования) присваивания можно было бы вообще изгнать, сделав переход старого значения реального параметра цикла к новому неявным, так же, как это сделано для формального, скажем, в языке Pascal .

И, наконец, необходимо заметить следующее.

Призраки и инварианты необходимо осознавать до начала написания текста работающей программы. Если Вы оставите это на потом, то наверняка спутаете подпорки, которые займут у Вас основную часть мысленных ресурсов на завершающем этапе реализации, с сущностями. Более того, восстановить обоснование по тексту уже готовой программы, как ни парадоксально, обычно труднее, чем построить его заранее (то, что восстановить его во всяком случае не легче, было обосновано даже теоретически; смотри последнюю главу книги [ 20 ] ).

Нисходящее программирование;

Методы программирования

Алгоритмические языки программирования

Алгоритмический язык программирования – формальный язык, используемый для записи, реализации и изучения алгоритмов. Всякий язык программирования является алгоритмическим языком, но не всякий алгоритмический язык пригоден для использования в качестве языка программирования.

Алгоритмический язык образуют три его составляющие: алфавит, синтаксис и семантика.

Алфавит – фиксированный для данного языка набор символов (букв, цифр, специальных знаков и т.д.), которые могут быть использованы при написании программы.

Синтаксис – правила построения из символов алфавита специальных конструкций, с помощью которых составляется алгоритм.

Семантика – система правил толкования конструкций языка.

Таким образом, программа составляется с помощью соединения символов алфавита в соответствии с синтаксическими правилами и с учетом правил семантики.

Существуют 3 основных принципа проектирования программных алгоритмов:

Метод нисходящего программирования предполагает последовательное разложение общей функции обработки данных на простые функциональные элементы («сверху-вниз»).

В результате строится иерархическая схема, отражающая состав и взаимоподчиненность отдельных функций, которая носит название функциональная структура алгоритма (ФСА) приложения.

Последовательность действий по разработке функциональной структуры алгоритма приложения:

· определяются цели автоматизации предметной области и их иерархия (цель-подцель);

· устанавливается состав приложений (задач обработки), обеспечивающих реализацию поставленных целей;

· уточняется характер взаимосвязи приложений и их основные характеристики (информация для решения задач, время и периодичность решения, условия выполнения и др.);

· определяются необходимые для решения задач функции обработки данных;

· выполняется декомпозиция функций обработки до необходимой структурной сложности, реализуемой предполагаемым инструментарием.

Подобная структура приложения отражает наиболее важное – состав и взаимосвязь функций обработки информации для реализации приложений, хотя и не раскрывает логику выполнения каждой отдельной функции, условия или периодичность их вызовов.

Разложение должно носить строго функциональный характер, т.е. отдельный элемент ФСА описывает законченную содержательную функцию обработки информации, которая предполагает определенный способ реализации на программном уровне.

Функции ввода-вывода информации рекомендуется отделять от функций вычислительной или логической обработки данных.

По частоте использования функции делятся на:

Степень детализации функций может быть различной, но иерархическая схема должна давать представление о составе и структуре взаимосвязанных функций и общем алгоритме обработки данных. Широко используемые функции приобретают ранг стандартных (встроенных) функций при проектировании внутренней структуры программного продукта.

Пример. Некоторые функции, например Ф2, далее неразложимы на составляющие: они предполагают непосредственную программную реализацию.

Другие функции, например Ф1, Фm, могут быть представлены в виде структурного объединения более простых функций, например Ф11, Ф12 и т.д. Для всех функций-компонентов осуществляется самостоятельная программная реализация; составные функции (типа Ф1, Фm) реализуются как программные модули, управляющие функциями-компонентами, например, в виде программ-меню.

Функциональная структура приложения

Ц — цель; пЦ — подцель; П — приложение; Ф – функция

лабы по информатике, егэ

лабораторные работы и задачи по программированию и информатике, егэ по информатике

Python Урок 9. Работа с файлами

Python Урок 8. Матрицы (двумерный массив)

Python Урок 7. Массивы в Питоне: продолжение (алгоритмы)

Python Урок 3. Функции и процедуры

Занятие №15. Часть 2: Динамические структуры данных: стеки и очереди

Занятие №15. Часть 1: Динамические структуры данных: указатели и списки

Pascal: Занятие № 4 часть II. Графика в Паскале

Урок 4. Язык Си матрицы

Pascal: Занятие №1. Часть 1: Структура программы на языке Паскаль, компиляторы

Pascal: Занятие №1. Часть 2: Операторы WriteLn и Readln в Pascal

Уроки и лабы

группа вк

Что такое структурное программирование, и какие основные принципы присущи технологии структурного программирования? На эти вопросы ответит небольшая лекция, предвосхищающая практические уроки.

Принципы структурного программирования – это принципы системного подхода в процессе создания и эксплуатации программного обеспечения компьютера. В основе данной парадигмы лежат следующие достаточно простые положения:

  • Алгоритм и программа должны составляться пошагово.
  • Сложную задачу необходимо разбивать на простые блоки, каждый из которых имеет один вход и один выход.
  • Логика алгоритма и всей программы должна опираться на минимальное количество базовых простых управляющих структур.
Читать еще:  Синтаксис программирование на си аватария

Базовые элементы структурного программирования или элементарные структуры — это следование, ветвление и цикл; композиция этих трех базовых конструкций реализовывает любой алгоритм.

Структурное программирование по-другому называют программированием без GO TO, то есть считается, что лучше избегать данного оператора перехода.

Кроме того, в структурном программировании повторяющиеся фрагменты программы могут быть воплощены в так называемых подпрограммах – процедуры и функции.

Известны следующие методы структурного программирования (или методики, стратегии):

– программирование сверху вниз;

– программирование снизу вверх.

Структурное программирование сверху и вниз, или нисходящее программирование – это методика составления программ, при которой сначала определяются цели решения проблемы, после чего идет последовательная детализация, завершающаяся детальной программой (метод пошаговой детализации, примеры которого приведены в работах сайта).

Данный подход позволяет человеку постоянно мыслить на предметном уровне, не вникая в уровень конкретных операторов и переменных.

Структурное программирование снизу вверх, или восходящее программирование – это методика разработки программ, которая подразумевает сначала разработку подпрограмм (процедур, функций), в то время когда работа над общей схемой не закончилась.

Данная методика зачастую приводит к нежелательным результатам, необходимостью переписывать код и увеличению времени разработки; по этой причине она является менее предпочтительной.

Достоинства структурного программирования и его недостатки:

– хорошее структурирование при проектировании программы позволяет легко производить тестирование и избегать проблем при отладке; таким образом, повышая надежность программ;

– структурирование программы позволяет с легкостью находить ошибки в коде, и легко модифицировать отдельные подпрограммы независимо от других, таким образом, повышая эффективность программ;

снижается время и стоимость программной разработки;

– улучшается читабельность кода программ.

Недостатки структурного программирования проявляются при усложнении программ. Так, структурное программирование не позволяет в доста­точной степени упростить большие сложные программы. Это связано с неограниченностью доступа функций к глобальным данным и принципом разделения данных и функций.

Нисходящее программирование

«Нисходящее программирование» в книгах

Программирование СМИ

Программирование СМИ Наибольший процент расходов на рекламу (от 80 до 90) приходится на покупку рекламного времени или места. Следовательно, эффективность рекламных затрат может быть повышена одним из следующих способов: 1) поиском носителя, который предлагает наименьшие

Восходящее/нисходящее планирование

Восходящее/нисходящее планирование Одним из основных условий эффективности процесса составления бизнес-плана в крупных корпорациях являются совместные усилия тех, кто находится на вершине иерархической пирамиды, и тех, кто претворяет решения в жизнь. Односторонний

Программирование сознания эмоциями и неявное программирование

Программирование сознания эмоциями и неявное программирование Как программируется сознание людей, религиями, системами образования, СМИ и т. д.?В основе программирования сознания лежит процедура создания системы базовых ценностных стереотипов.Эта система задаётся

Программирование

ПРОГРАММИРОВАНИЕ

ПРОГРАММИРОВАНИЕ — особая форма организации проблемного мышления и деятельности, предполагающая составление программы; П. — форма связывания идеальной и социокультурной действительностей, своеобразный способ перехода из одной в другую. Поскольку программа должна

Программирование

1.4.3. Программирование на С

1.4.3. Программирование на С Наиболее привлекательной частью GNU Coding Standards является глава 5, которая описывает написание кода на С, освещая такие темы, как форматирование кода, правильное использование комментариев, чистое использование С, именование ваших функций и

Программирование

Программирование Если вы хорошо владеете какими-либо современными языками программирования (BASIC и Pascal, изучаемые в школе на уроках программирования, естественно, не в счет), то невостребованными на рынке интернет-работы вы наверняка не останетесь. Программисты в Сети

Программирование

Программирование Вот теперь можно приступать к написанию кода.В прототипе приведена детальная характеристика каждого элемента сайта. Не нужно думать, как лучше поступить в том или ином случае. Каждый час, потраченный на планирование, сэкономит вам около трех часов

Программирование на VBA

Программирование на VBA По сути, программировать- это значит говорить компьютеру, что он должен делать. Создавая компьютерную программу, вы даете компьютеру некоторый набор шагов, по которым ему предписано следовать. Например, вы можете указать компьютеру сделать

Программирование в STL

Программирование в STL STL традиционно характеризуется как совокупность контейнеров, итераторов, алгоритмов и объектов функций, однако программирование в STL заключает в себе нечто большее. Этот термин означает, что программист способен правильно выбирать между циклами,

Программирование

Программирование Kernighan Brian W. and Plauger P. J., The Elements of Programming Style (Second Edition), McGraw-HiII, 1978.В этом стройном классическом произведении используются примеры, взятые из других книг, для иллюстрации того, что нужно и что не нужно делать для однозначного и результативного программирования.

Программирование

Программирование Не думайте, что изучив главу 2 «Введение в ActionScript» и главу 3 «Элементы ActionScript для создания игр», вы уже научились программировать. Существует разница между умением создавать код на ActionScript и опытом программирования.Большинству людей программирование

Программирование.

Программирование. Вы хотите преуспеть в получении помощи с другой стороны. Я тоже хочу, чтобы вы преуспели. Даже другая сторона желает вам успеха, поскольку вы нужны ей как соавтор.Однако у одного из нас имеются «если» и «но», которые могут мешать поступлению помощи. Уверяю

ПРОГРАММИРОВАНИЕ БЕД

ПРОГРАММИРОВАНИЕ БЕД Государство думало иначе. Славный город Братск был на десятилетия запрограммирован с социальными бедами. Бывший начальник Братскгэсстроя И. И. Наймушин произнес историческую, гибельную для города фразу: «Мы гидростроители, а не градостроители».

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector