При создании средних по размеру приложений (несколько тысяч строк исходного кода) используется структурное программирование, идея которого заключается в том, что структура программы должна отражать структуру решаемой задачи, чтобы алгоритм решения был ясно виден из исходного текста. Для этого надо иметь средства для создания программы не только с помощью трех простых операторов, но и с помощью средств, более точно отражающих конкретную структуру алгоритма. С этой целью в программирование введено понятие подпрограммы – набора операторов, выполняющих нужное действие и не зависящих от других частей исходного кода. Программа разбивается на множество мелких подпрограмм, каждая из которых выполняет одно из действий, предусмотренных исходным заданием. Комбинируя эти подпрограммы, удается формировать итоговый алгоритм уже не из простых операторов, а из законченных блоков кода, имеющих определенную смысловую нагрузку, причем обращаться к таким блокам можно по названиям.
Идеи структурного программирования появились в начале70-годовв компании IBM, в их разработке участвовали известные ученые Э. Дейкстра, Х. Милс, Э. Кнут, С. Хоор.Структурное программирование основано на модульной структуре программного продукта и типовых управляющих структурах алгоритмов обработки данных различных программных модулей.
Типы управляющих структур:
– последовательность;
– альтернатива (условие выбора);
– цикл.
Распространены две методики (стратегии) разработки программ, относящиеся к структурному программированию:
– программирование «сверху вниз»;
– 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.
Сначала выделяется несколько подпрограмм, решающих самые глобальные задачи (например, инициализация данных, главная часть и завершение), потом каждый из этих модулей детализируется на более низком уровне, разбиваясь в свою очередь на небольшое число других подпрограмм, и так происходит до тех пор, пока вся задача не окажется реализованной.
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.
Такой подход удобен тем, что позволяет человеку постоянно мыслить на предметном уровне, не опускаясь до конкретных операторов и переменных. Кроме того, появляется возможность некоторые подпрограммы не реализовывать сразу, а временно откладывать, пока не будут закончены другие части. Например, если имеется необходимость вычисления сложной математической функции, то выделяется отдельная подпрограмма такого вычисления, но реализуется она временно одним оператором, который просто присваивает заранее выбранное значение (например, 5). Когда все приложение будет написано и отлажено, тогда можно приступить к реализации этой функции.
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.
Такая методика является менее предпочтительной по сравнению с нисходящим программированием так как часто приводит к нежелательным результатам, переделкам и увеличению времени разработки.Очень важная характеристика подпрограмм – это возможность их повторного использования. С интегрированными системами программирования поставляются большие библиотеки стандартных подпрограмм, которые позволяют значительно повысить производительность труда за счет использования чужой работы по созданию часто применяемых подпрограмм.
Подпрограммы бывают двух видов – процедуры и функции. Отличаются они тем, что процедура просто выполняет группу операторов, а функция вдобавок вычисляет некоторое значение и передает его обратно в главную программу (возвращает значение). Это значение имеет определенный тип.Чтобы работа подпрограммы имела смысл, ей надо получить данные из внешней программы, которая эту подпрограмму вызывает. Данные передаются подпрограмме в виде параметров или аргументов, которые обычно описываются в ее заголовке так же, как переменные.
Подпрограммы вызываются, как правило, путем простой записи их названия с нужными параметрами.Подпрограммы активизируются только в момент их вызова. Операторы. Которые находятся внутри подпрограммы, выполняются, только если эта подпрограмма явно вызвана.
Подпрограммы могут быть вложенными– допускается вызов подпрограммы не только из главной программ, но и из любых других программ.В некоторых языках программирования допускается вызов подпрограммы из себя самой. Такой прием называется рекурсией и опасен тем, что может привести к зацикливанию –бесконечному самовызову.
Достоинства структурного программирования:
– повышается надежность программ (благодаря хорошему структурированию при проектировании, программа легко поддается тестированию и не создает проблем при отладке);
– повышается эффективность программ (структурирование программы позволяет легко находить и корректировать ошибки, а отдельные подпрограммы можно переделывать (модифицировать) независимо от других);
– уменьшается время и стоимость программной разработки;
– улучшается читабельность программ.
Таким образом, 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.
Перспективным направлением дальнейшего развития технологии программирования явилось создание объектно-ориентированных языков.
Основные понятия объектно-ориентированного визуального программирования:Если выбор, повтор и переход - краеугольные основы любого процедурного языка программирования, то для объектно-ориентированного программирования важны такие понятия, как инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Рассмотрим эти понятия, без которых ни один поддерживающий объекты язык не может называться объектно-ориентированным, подробнее.
ПРИМЕЧАНИЕ Под термином "объект" в программировании понимают некий сложный тип данных, к которому могут быть привязаны уникальные для данного типа свойства, а в случае ООП - также и методы.
Инкапсуляция представляет собой объединение данных и обрабатывающих их подпрограмм - методов - внутри одного объекта, называемого в ООП "классом". Это означает, что в классе инкапсулируется все необходимое для работы с тем или иным объектом.
Наследование - это еще одна важная составная часть ООП. Под наследованием понимают возможность создания типа (объекта), базирующегося на определении другого объекта. При этом все свойства и методы родительского объекта, могут быть унаследованы потомком. К примеру, если у нас есть объект "машина", то на его основе можно создать другой объект, скажем, "трамвай", который унаследует все его свойства, и получит вдобавок к ним какие-либо собственные. В свою очередь, этот объект так же сможет иметь своих потомков, и т.д. В результате образуется дерево объектов, называемое иерархией классов.
В Object Pascal все классы происходят от единого предка - класса TObject, который реализует такие общие для всех классов действия над объектом, как создание и удаление.
СОВЕТ В поставку коробочных версий Delphi включен плакат, на котором изображено дерево классов для всех основных компонент Delphi. Поэтому если вы - счастливый обладатель лицензионного продукта, то можете наглядно изучать устройство этой системы, разместив этот плакат на своем рабочем месте.
Наконец, третий кит, на котором стоит ООП - это полиморфизм, или возможность создавать в рамках родственных объектов одноименные свойства и методы, которые будут отличаться по своей сути. Скажем, у нас уже есть классы "машина" и "трамвай", и для обоих определено свойство "мотор", но если для машины тип мотора будет объектом одного типа, то для трамвая - совсем другого.
Еще одна важная составная деталь, характерная для ООП - это скрытие, которое позволяет делать невидимым ряд свойств объектов. Иными словами, если у нас может быть определен объект типа "машина", для которого, в свою очередь, определены такие свойства, как шасси, мотор и колеса. Так вот, если мотор и колеса, можно сделать видимыми (и доступными) повсеместно, где только доступен сам класс "машина", то шасси - нет. Соответственно доступ к такому свойству можно будет получить только в тех частях программы, в которых производится описание самого объекта "машина". Такие свойства называют защищенными.8.Понятие компьютерной системы. Архитектура компьютера. Классификация по.Назначение и возможности по windows.
ПОНЯТИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ.
АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРАПользователь работает с целостной компьютерной системой, которая включает в себя аппаратное и программное обеспечение.
