технология программирования

1 Этапы разработки программного обеспечения

Программное обеспечение (ПО) состоит из нескольких совместно работающих программ (программных модулей), объединенных в программный комплекс (ПК), и документов, необходимых для разработки, сопровождения и эксплуатации ПК, а также ряда других документов [1]. В простейшем случае ПК включает только одну программу, но второй компонент ПО - документы, должны присутствовать всегда.

Программное обеспечение

Программа (программный модуль) – это упорядоченная последовательность команд или операторов, которые после ввода в ОЗУ позволяют обработать входные данные и выдать результаты.

Проектирование и последующая поддержка ПО включает ряд этапов, которые

всовокупности называются жизненным циклом программного продукта.

1)На первом этапе (10%) создается математическая и логическая модели исследуемого явления. Характеристики и особенности модели отражаются в спецификации (формализованное описание свойств, характеристик и функций объекта). Она включает название задачи, программы, систему программирования, тип ПК, подробную постановку задачи, описание математической модели, метода обработки данных и т.д.

Выполняемые функции предусматривают:

― Управление режимами работы (формулировка требований к способу взаимодействия пользователя с программой: интерфейсу «пользователь – компьютер»). Интерфейс пользователя – комплекс программных средств, обеспечивающий взаимодействие пользователя с системой [2].

― Требования к входным данным (форма, пределы изменения).

― Вид выходных данных (числовой, графический, сообщения).

― Способы диагностики и защиты от ошибок на этапе проектирования.

― Особые ситуации. Краткая документация.

4

2)При проектировании программного средства (10%) формируется общая структура программного комплекса (ПК разбивается на части – программные модули). При этом используются сновные методы проектирования: «снизу вверх» и «сверху вниз». Для каждого модуля формируются требования по функциям и разрабатываются алгоритмы. Определятся схема взаимодействия программных модулей (потоков данных). Доказывается правильность проекта и алгоритмов или методов.

3)Кодирование (10%) заключается в переводе алгоритмов для каждого программного модуля в программы на конкретном языке программирования (с обоснованием выбора языка).

4)Отладка и тестирование (20%) направленны на устранение следующих ошибок:

– ошибок, допущенных при разработке и не обнаруженных при тестировании (к ним относятся неправильная постановка задачи; неверный алгоритм; семантические, синтаксические ошибки; ошибки стадии выполнения; ошибки в данных и

вдокументах);

–ошибок при вводе в компьютер неверных данных;

–компьютерных вирусов;

–сбоев оборудования;

–«злой воли человека», когда программист специально может внести ошибку

впрограммный комплекс, включить «логическую бомбу», срабатывающую после определенного числа запусков.

Отладка – поиск и исправление ошибок. Для выявления «скрытых» ошибок производится тестирование. Тестирование различают автономное (тестируются отдельные программные модули) и комплексное (проверка всего программного комплекса).

После того как тестированием обнаружена ошибка, она исправляется, и продолжается процесс отладки. Отладка и тестирование чередуются, пока в ПК не будут найдены и ликвидированы все ошибки.

5) На этапе сопровождения (50%) и эксплуатации производится добавление новых функций в ПК, устранение ошибок, обнаруженных в процессе эксплуатации, тиражирование программного продукта.

6) Документация разрабатывается с момента начала разработки ПО. Она делится на группу документов для разработчиков и специалистов, которые будут сопровождать ПК; и для пользователей ПО. Первая группа документов включает:

–техническое задание (задание на разработку) и спецификацию,

–схему разбиения ПК на программные модули,

–схему потоков данных,

–схему взаимодействия программных модулей,

–схемы алгоритмов и исходные тесты программ с комментариями,

–планы и данные для тестирования ПК,

–другие материалы, иллюстрирующие проект (структуру ПК и модулей). Второй вид документов содержит информацию, необходимую для работы с

программным комплексом. Эти документы могут оформляться в печатном виде или встраиваться в ПК (программу) помощь в виде подсказки.

5

2 ОСНОВЫ С++

2.1 Операции

Все операции в языке СИ подразделяются на унарные (с одним операндом), бинарные (с двумя операндами) и тернарную (с тремя операндами). Тернарной является только одна условная операция. Операции и их приоритеты сведены в таблице 1.

6

2. Условный оператор записывается следующим способом

if (<выражение>) <оператор1;> else (<оператор2>);

3. Оператор цикла со счетчиком:

for (<выражение1>;<условие выполнения>;<выражение2>) <оператор>;

где <выражение1> - выражение инициализации параметра цикла, <выражение2> - изменение параметра цикла,

4. Оператор цикла с предусловием:

while ( <выражение> ) <оператор>;

Пример: while (i<100) p++;

5. Оператор цикла с постусловием

do {<операторы>} while ( <условие выполнения> );

Пример: do {

n *= i; i++;

}

while (i <= 100);

6. Оператор безусловного перехода:

goto <идентификатор-метка>;

7. Оператор возврата из функции:

return <выражение>;

8. Оператор-переключатель:

switch ( <выражение> ) {

case <консатнта1> : <группа операторов1>; case <консатнта2> : <группа операторов2>;

...

case <консатнтаN> : <группа операторовN>; default : <операторы>;

};

Метки определяют точки входа в тело оператора. Чтобы выполнить только одно действие, необходимо предусмотреть выход из данного оператора в нужном месте.

Пример:

8

switch (operand) {

организует досрочный выход из операторов while, do, for или switch.

10. Оператор continue;

выполняет переход на седующую итерацию и выполняет первый оператор тела цикла while, do или for.

Пример:

for (i = 0; i < 20; i++) {

if (array[i] == 0)

continue;

array[i] = 1/array[i];

}

2.3 Перегрузка функций

Пусть по ходу программы надо часто печатать значения типа int, double, char*. В стандартном Си потребовалось бы дать этим трем функциям различные имена, а вот в С++ можно написать «умную» функцию print, существующую как бы в трех видах.

# include <stdio.h> void print(int i)

{ printf("%d ", i); } void print(double x)

{ printf("%lf ", x); } // Можно и {printf("%f ", x); } void print(char* s)

{ printf("%s ", s); }

void main()

{

int j=5;

float pi=3.14159268;

9

double e=2.7183; print(j); print(pi); print(e); print("Hello!\n");

}

Компилятор сам выбирает, какую из трех (!) различных функций с именем print (по терминологии С++ «перегруженных» - overloaded) вызвать в каждом случае. Критерием выбора служат количество и тип аргументов, с которым функция вызывается, причем, если не удается найти точного совпадения (float), то компилятор выбирает ту функцию, при вызове которой « наиболее легко» выполнить для аргументов преобразование типа.

Перегруженные функции различаться только по типу возвращаемого значения

не могут:

Перегрузка функций не должна приводить к конфликту с аргументами, заданными по умолчанию.

Чтобы сообщить компилятору С++, что имена тех или иных функций не должна перегружатся, их следует объявить как extern «с»:

Функции, описанные как extern «с» не могут быть перегруженными.

2.4 Перегрузка операций

В С++ можно заставить привычные операции выполнять те действия над определенными типами данных, которые мы хотим. Пусть @ есть некоторый знак операции языка Си++, кроме следующих

(разрешение области видимости) (условная операция)

Тогда достаточно определить функцию с именем operator@ и требуемым числом и типами аргументов так, чтобы эта функция выполняла необходимые действия.

Пример. Переопределим («перегрузим») операцию сложения для данных типа string (строки).

#include <stdio.h>

#include <string.h>

10