86. Структурный подход к разработке программного обеспечения автоматизированной системы. Общие понятия. Основные модели структурного подхода. Метод пошаговой детализации.

Процесс проектирования сложного ПО начинают с уточнения его структуры, т.е. определения структурных компонентов и связей между ними. Результат уточнения структуры может быть представлен в виде структурной и/или функциональной схем.

Структурный подход предлагает осуществлять декомпозицию программ методом пошаговой детализации. Результат декомпозиции – структурная схема программы – представляет собой многоуровневую иерархическую схему взаимодействия подпрограмм по управлению. Минимально такая схема отображает два уровня иерархии, т.е. показывает общую структуру программы. Однако тот же метод позволяет получить структурные схемы с большим количеством уровней.

В рамках структурного подхода используют 3 типа моделей ПО:

1. Модели ориентированные на функции.

2. Модели ориентированные на данные.

3. Модели ориентированные на потоки данных.

Модели описывают проект ПО с разных сторон и рекомендуется использовать несколько моделей (несколько диаграмм).

1. диаграмма перехода в состояние - демонстрирует поведение разрабатываемой программы при получении управляющих воздействий. Под управляющими воздействиями понимают информацию получаемую системой из вне: команды пользователя, сигналы от аппаратных средств и т.д.

2. функциональные диаграммы – функциональными называют диаграммы отражающие взаимосвязи функций системы. Функциональная диаграмма представляет собой схематическое представление взаимосвязей нескольких функций.

3. Диаграммы потоков данных позволяют специфицировать как функции разрабатываемого ПО, так и обрабатываемые им данные. При использовании этой модели систему представляют в виде иерархии диаграмм потоков данных. Поток данных – процесс передачи информации от источника к приемнику.

4. Диаграмма отношения компонентов данных - для определения спецификации структуры данных.

Структурой данных называют совокупность правил и ограничений которая отражает связи существующие между отдельными компонентами данных (различают абстрактные и конкретные структуры).

Диаграмма Джексона – Ора – в основе лежит предположение о том что структура данных так же как и программа строиться всего лишь с использованием 3 конструкций (последовательности, выбора, повторения).

Структурные и функциональные схемы

Структурная схема отражает состав и взаимодействие по уровню частей разрабатываемой программной системы.

- Подсистемы

- Модули

- Программы

Функциональная - схема взаимодействия компонентов ПО с описанием информационных потоков, состава данных потоков и указанием используемых файлов и устройств.

Функциональные схемы более информативны, чем структурные.

Метод пошаговой детализации реализует нисходящий подход и базируется на основных конструкциях структурного программирования (последовательность, выбор, повтор). Он предполагает пошаговую разработку алгоритма. Каждый шаг при этом включает разложение функции на подфункции. Так на первом этапе описывают решение поставленной задачи, выделяя общие подзадачи. На следующем аналогично описывают решение подзадач, формулируя уже подзадачи следующего уровня. Таким образом, на каждом шаге происходит уточнение функций проектируемого ПО. Процесс продолжают, пока не доходят до подзадач, алгоритмы решения которых очевидны.

Декомпозируя программу методом пошаговой детализации следует придерживаться основного правила структурной декомпозиции: в первую очередь детализировать управляющие процессы декомпозируемого компонента, оставляя уточнение операций с данными напоследок.

Кроме этого целесообразно придерживаться следующих рекомендаций:

- не отделять операции инициализации и завершения от соответствующей обработки;

- не проектировать слишком специализированных или слишком универсальных модулей;

- избегать дублирования действий в различных модулях;

- группировать сообщения об ошибках в один модуль.

Использование метода пошаговой детализации при проектировании алгоритмов программ обеспечивает высокий уровень технологичности разрабатываемого ПО, так как метод позволяет использовать только структурные способы передачи управления.