Лекция 8

3.6. Структурное программирование.

Между детальной схемой алгоритма и программой есть вполне однозначное соответствие, поэтому структура алгоритма полностью определяет структуру и характеристики программы. Если не накладывать никаких ограничений на алгоритм, то программа может иметь хаотическую структуру в ней может быть много безусловных переходов (операторы GOTO), что затрудняет чтение и понимание программы и увеличивает затраты на отладку.

Как показывают эксперименты, для одной и той же задачи можно составить много различных алгоритмов, а следовательно, и различных программ. Если не накладывать никаких ограничений на структуру алгоритмов, то программы, составленные разными программистами примерно одной квалификации для решения одной и той же задачи, могут иметь значительные различия по таким показателям, как затраты машинного времени на выполнение, объем используемой памяти, затраты времени на разработку программы.

Поэтому необходимы методы, которые позволяли бы получать хорошую структуру алгоритма и программы в процессе их разработки и следовательно создавать программы обладающие такими важными свойствами как правильность, надежность, понятность, эффективность и т. п. Один из подходов к разработке подобных программ основан на структурном программировании.

Конечной целью структурного программирования является обеспечение высокой надежности и наглядности программы и повышение производительности труда при создании программы.

Эта цель достигается за счет последовательного применения методов, оббеспечивающих хорошую структуру и указанные выше сврйства программы на всех этапах ее создания. На этапе разработки алгоритма эти методы включают в себя:

• использование ряда правил и ограничений на допустимые конструкции алгоритма;

• применение метода проектирования «сверху вниз» при разработке алгоритма;

• использование специальных приемов при составлении программы для повышения ее читабельности (сдвиг функционально законченных фрагментов программы друг относительно друга, включение комментариев и т.п.).

• применение метода параллельной разработки алгоритма и программы.

Кроме требований рассмотренных выше СП накладывает следующие ограничения на алгоритм:

• алгоритм решения задачи должен представлять собой совокупность только допустимых конструкций;

• схема алгоритма должна содержать минимальное число параллельных ветвей; каждый функционально законченный фрагмент алгоритма должен иметь только один вход и один выход;

• каждая подпрограмма должна выполнять только одну функцию и причем целиком.

Теоретические основы СП были разработаны еще в 1965 г. В соответствии со структурной теоремой итальянских математиков К. Бом и Г. Джакопини, всякий алгоритм, а следовательно и программа могут быть построены с использованием только трех управляющих структур:

- следование;

- развилка;

- повторение.

В структурном программировании используется еще и конструкция ВЫБОР. Основным компонентом этих конструкций является функциональный блок с одним входом и одним выходом, внутри которого записывается действие по обработке информации.

Рис.3.8.1.