Методология процедурно-ориентированного программирования.

Появление первых электронных вычислительных машин, или компью­теров, ознаменовало новый этап в развитии техники вычислений» Казалось, достаточно разработать последовательность элементарных действий, каж­дое из которых можно преобразовать в понятные компьютеру инструкции, илюбая вычислительная задача будет решена. Эта идея оказалась настоль­ко жизнеспособной, что долгое время доминировала над всем процессом разработки программ. Появились специализированные языки программи­рования, созданные для разработки программ, предназначенных для ре­шения вычислительных задач. Примерами таких языков могут служить FOCAL(Formula CALculator) и FORTRAN (FORmula TRANslator),

Основой такой методологии разработки программ являлась проце­дурная, или алгоритмическая, организация структуры программного ко­да. Это было настолько естественно для решения вычислительных задач, это целесообразность такого подхода ни у кого не вызывала сомнений. Исходным в данной методологии было понятие алгоритма. Алгоритм — это способ решения вычислительных и других задач, точно описывающий определенную последовательность действий, которые необходимо выполнить для достижения заданной цели. Примерами алгоритмов является хорошо известные правила нахождения корней квадратного уравне­ния или линейной системы уравнений при увеличении объемов программ для упрощения их разработки по­явилась необходимость разбивать большие задачи на подзадачи. В языках Рис. 2.1. Пример блок-схемы.

программирования возникло и закрепилось новое понятие процедуры. Ис­пользование процедур позволило разбивать большие задачи на подзадачи и таким образом упростило написание больших программ. Кроме того, про­цедурный подход позволил уменьшить объем программного кода за счет написания часто используемых кусков кода в виде процедур и их примене­ния в различных частях программы.

Как и алгоритм, процедура представляет собой законченную последо­вательность действий или операций, направленных на решение отдельной задачи. В языках программирования появилась специальная синтаксичес­кая конструкция, которая также получила название процедуры. Например, на языке Pascal описание процедуры выглядит следуюшим образом:

Procedure printGreeting(name: String) Begin

Print("Hello,");

PrintLn(s); End;

Назначение данной процедуры — вывести на экран приветствие Hello, Name, где Name передается в процедуру в качестве входного параметра.

Со временем вычислительные задачи становились все сложнее, а зна­чит, и решающие их программы увеличивались в размерах. Их разработка превратилась в серьезную проблему, когда программа становится все боль­ше, ее приходится разделять на все более мелкие фрагменты. Основой для такого разбиения как раз и стала процедурная декомпозиция, при которой отдельные части программы, или модули, представляли собой совокупность процедур для решения одной или нескольких задач. Одна из основных осо­бенностей процедурного программирования заключается в том, что оно позволило создавать библиотеки подпрограмм (процедур), которые можно было бы использовать повторно в различных проектах или в рамках одного проекта. При процедурном подходе для визуального представления алгорит­ма выполнения программы применяется так называемая блок-схема. Соот­ветствующая система графических обозначений была зафиксирована в ГОСТ 19.701-90. Пример блок-схемы изображен на рисунке (рис. 2.1).

Появление и интенсивное использование условных операторов и опе­ратора безусловного перехода стало предметом острых дискуссий среди специалистов по программированию. Дело в том, что бесконтрольное при­менение в программе оператора безусловного перехода goto может замет­но осложнить понимание кода. Такие запутанные программы сравнивали с порцией спагетти (bowl of spaghetti), имея в виду многочисленные переходыот одного фрагмента программы к другому, или, что еще хуже, возврат % конечных операторов программы к начальным. Ситуация казалась насколько драматичной, что многие предлагали исключить оператор goto из списков программирования. Именно с этого времени отсутствие безусловных HbDt переходов стали считать хорошим стилем программирования.

Дальнейшее увеличение программных систем способствовало формированию новой точки зрения на процесс разработки программ и написания программных кодов, которая получила название методологии структурного программирования. Ее основой является процедурная декомпозиция предметной области решаемой задачи и организация отдельныхмодулей в виде совокупности процедур. В рамках этой методологии получило развитие нисходящее проектирование программ, или проекти­рование ''сверху вниз". Пик популярности идей структурного программи­рования приходится на конец 70-х — начало 80-х годов. В этот период основным показателем сложности разработки программ считался ее размер. Вполне серьезно обсуждались такие оценки сложности программ, как количество строк программного кода. Правда, при этом дела­лись некоторые предположения относительно синтаксиса самих строк, ко­торые должны были соответствовать определенным требованиям. Напри­мер, каждая строка кода должна была содержать не более одного оператора. Общая трудоемкость разработки программ оценивалась специальной едини­цей измерения — "человеко-месяц", или "человеко-год". А профессионализм программиста напрямую связывался с количеством строк программного ко­да, который он мог написать и отладить в течение, скажем, месяца.