Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Технология программирования

Методические указания к практическим занятиям

Омск 2005

Составитель В. Н. Цыганенко, канд. техн. наук, доцент

Описываются основные правила, методы и нотации для представления и анализа структур и потоков данных, структурирования программ на основе структурного и объектно-ориентированного подходов при разработке программ и программных комплексов.

Предназначены для студентов специальности 230102  Автоматизированные системы обработки информации и управления при изучении дисциплины «Технология программирования».

Печатаются по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

Создание программной системы весьма трудоемкая задача, особенно в наше время, когда обычный размер ПО часто превышает сотни тысяч операторов. Для создания таких продуктов специалист должен иметь представление о методах анализа, проектирования, реализации и тестирования программных систем; ориентироваться в существующих подходах и технологиях.

Проектирование программных продуктов, как и любых других сложных систем, выполняется поэтапно с использованием блочно-иерархического подхода, который подразумевает разработку продукта по частям с последующей сборкой. На каждом этапе выполняются определенные проектные операции, которые соответствующим образом документируются. Точные спецификации разрабатываемого ПО можно определить, только разработав некоторую формальную модель ПО.

Основной целью практических занятий по дисциплине «Технология программирования» является приобретение студентами навыков по разработке основных видов формальных моделей ПО, а также способам их представления в программной документации.

1. Структуры данных и их представление

Структура данного (СД) – общее свойство информационного объекта, с которым взаимодействует та или иная программа. Это общее свойство характеризуется:

1. множеством допустимых значений данной структуры;

2. набором допустимых операций;

3. характером организованности.

Вырожденные (простейшие) структуры данных называются также типами данных.

Различают следующие уровни описания данного:

1. абстрактный (математический);

2. логический;

3. физический.

Логический уровень – представление структуры данного на том или ином языке программирования. Физический уровень – отображение на память ЭВМ информационного объекта в соответствии с логическим описанием. Так как память ЭВМ конечна, то возникают вопросы распределения памяти и управления ею. Логический и физический уровни отличаются друг от друга, поэтому в вычислительных системах осуществляется отображение физического уровня на логический и наоборот.

Любая структура на абстрактном уровне может быть представлена в виде двойки <D,R>, где D – конечное множество элементов, которые могут быть типами данных, либо структурами данных, а R – множество отношений, свойства которого определяют различные типы структур данных на абстрактном уровне.

Основные виды (типы) структур данных:

1. Множество – конечная совокупность элементов, у которой R=.

2. Последовательность – абстрактная структура, у которой множество R состоит из одного отношения линейного порядка (т. е. для каждого элемента, кроме первого и последнего, имеются предыдущий и последующий элементы).

3. Матрица – структура, у которой множество R состоит из двух отношений линейного порядка.

4. Дерево – множество R состоит из одного отношения иерархического порядка.

5. Граф – множество R состоит из одного отношения бинарного порядка.

6. Гиперграф – множество R состоит из двух и более отношений различного порядка.

СД в программах пользователя

встроенные СД

производные СД

типы данных (“атомы”)

структурные СД (“молекулы”)

линейные СД

нелинейные СД

булевый	Массив	таблица	деревья
целый	Запись	стек	бинарные деревья
вещественный	Рекурсивные типы	очередь	граф
символьный	Множество	список
		дек
указательный тип

Рисунок 1 – Структуры данных