Таблицы решений как внешние спецификации функций программного обеспечения
Одной из основных задач этапа проектирования является разработка спецификаций функций программного обеспечения. Фактически спецификации являются описаниями алгоритмов соответствующих функций, но разработанными для будущих пользователей программ. Для этих целей существует достаточно много методов, которые перечислим в порядке увеличения трудности проектирования алгоритмов /7/:
· текстовое описание,
· структурированный естественный язык,
· таблица решений,
· дерево решений,
· визуальный язык,
· блок-схема,
· алгоритмический язык программирования.
Следует отметить, что в перечисленном выше порядке увеличивается степень формализации описания алгоритма и понимание деталей его функционирования проектировщиками и программистами, но уменьшается степень понимания алгоритма заказчиком и будущим пользователем программы, для которого она разрабатывается. Компромиссным решением проблемы понимания являются методы алгоритмизации, лежащие в середине спектра методов. Рассмотрим подробнее таблицу решений как вариант этого компромисса /7/.
Под программным обеспечением ЭВМ понимают совокупность программ, предназначенных как для поддержания должного функционирования ЭВМ, так и для выполнения ею полезных функциональных задач некоторой прикладной области. Когда употребляют термин "программа", подразумевают не только последовательность операторов некоторого языка программирования, но и набор различных информационных объектов, над которыми выполняют те или иные действия операторы программы. Такие информационные объекты программы называют данными.
Данные – представление фактов и идей в формализованном виде для передачи или обработки их при помощи некоторого процесса (алгоритма).
Данные – непременный атрибут любой программы. Ими могут быть отдельные биты, последовательности независимых битов, числа в разных формах представления (с фиксированной или плавающей точкой, обычной или удвоенной точностью и т.д.), байты и группы независимых байтов, представляющие символы в различных системах кодирования, массивы чисел, информация хранимая в памяти вычислительной машины в форме связанных списков, а также информация на устройствах внешней памяти, организованная в виде отдельных файлов и систем взаимосвязанных файлов.
Данные имеют разный уровень сложности, или организованности, начиная с простейшего информационного элемента – бита, – и кончая файлами и системами файлов. Характер организованности, множество допустимых значений и набор допустимых операций над данными представляют их структуру.
Структура данных – общее свойство любого информационного объекта, с которым имеет дело та или иная программа. Структуры данных – необходимые компоненты любой программы или программного комплекса. Поэтому знание теории структур данных и, в частности, методов представления данных на логическом и машинном уровнях, а также допустимых операций над различными структурами необходимо для глубокого изучения и уяснения таких разделов, как автоматизированные системы управления, компиляторы языков программирования, операционные системы, а также системы программного имитационного моделирования, управления базами данных, искусственного интеллекта и т.д.
В процессе изучения курса студенты познакомятся с основными типами структур данных – табличными, списковыми, древовидными, сетевыми, файловыми; основными алгоритмами обработки структур данных – пополнением, удалением, модификацией, прохождением, поиском, упорядочиванием; будут получены навыки разработки алгоритмов обработки данных.
Алгоритмы обработки данных можно разделить на две группы – алгоритмы обработки собственно данных, например, подавление шумов, преобразование Фурье, цифровая фильтрация и т.п. Это именно те алгоритмы, для реализации которых и пишутся программы, поэтому такие алогритмы можно назвать основными. Вторая группа – это алгоритмы обработки именно структур данных, те, которые уже были названы – пополнение, поиск, упорядочивание (сортировка), просмотр (прохождение) и т.п. Они занимают подчинённое положение по отношению к основным алогритмам, поэтому могут быть названы вспомогательными.
