4 Методы и технологии разработки алгоритмов и программ

Основной целью программирования является построение надёжной легко читаемой и модифицируемой программы, решающей поставленную задачу. Для этого программа должна иметь возможно более простую структуру. Хотя решаемые задачи имеют различную сложность, выбор варианта их решения в большинстве случаев должен определяться простотой понимания этого решения. Поэтому для того чтобы стать профессионалом, необходим опыт и знание основных принципов, выработанных программистами за время существования программирования.

Рассмотрим основные методы и технологии разработки алгоритмов и программ.

Структурное программирование– метод создания достаточно простых, понятных и легко читаемых программ, в которых используются только стандартные управляющие структуры.

Процедурное программирование– метод построения программы как совокупности её функциональных частей - процедур или функций. Каждая процедура или функция представляет собой функционально законченную последовательность действий и выполняется как единая операция.

Модульное программирование– организация программы в виде совокупности независимых частей – модулей, со строгим порядком их взаимодействия. В модулях группируются процедуры и функции по их назначению. Модули разрабатываются и транслируются отдельно.

Объектно-ориентированное программирование– метод программирования, основанный на использовании в программе совокупности объектов, каждый из которых содержит некоторые данные и методы их обработки. Объекты связываются между собой по принципу наследования.

Перечисленные методы реализуют одну из возможных технологий современного программирования: нисходящую или восходящую.

Нисходящее проектирование- технология разработки программ, при которой на каждом шаге проектирования задача разбивается на более мелкие подзадачи так, что в любой момент разработки имеется действующий вариант программы в терминах выделенных подзадач.

Восходящее проектирование– технология разработки программ, при которой сначала проектируются и отлаживаются подпрограммы для выполнения простых операций, после чего они связываются в единую программу.

4.1 Сущность структурного программирования

Структурное программированиепредставляет собой метод, реализующий нисходящую технологию проектирования программ.

Структурное программирование предполагает:

- разбиение задачи на взаимодействующие более простые подзадачи;

- составление программы последовательными уточняющими шагами сверху вниз;

- использование в программе только стандартных управляющих структур.

Иногда этот метод называют «программированием без goto» (без использования оператора безусловного перехода). Однако никакие принципы нельзя возводить в абсолют. Поэтому иногда использованиеgotoоправдано и приводит к упрощению алгоритма.

Стандартные управляющие структуры делятся на две группы: базовые и дополнительные.

4.1.1 Базовые управляющие структуры

В теории программирования доказано, что любой алгоритм любой сложности может быть представлен как совокупность трёх структур, которые называются базовыми. Этоследование,ветвлениеицикл с предусловием. Каждая из них имеет один вход и один выход, поэтому они могут вкладываться друг в друга произвольным образом. Программа, составленная из базовых конструкций, легко читаема, её легко отлаживать и изменять.

Управляющая структура Следованиепредполагает последовательное выполнение заданных действий в вычислительном процессе и представляет собой алгоритмическую структуру вида:

оператор 1

оператор 2

Реализация этой управляющей структуры на языке Турбо Паскаль имеет вид:

…

оператор 1;

оператор 2;

…

Управляющая структура Ветвлениепредполагает выбор одного из двух направлений выполнения действий в вычислительном процессе в зависимости от выполнения или невыполнения заданного условия и представляет собой алгоритмическую структуру вида:

да нет

оператор 1

оператор 2

Реализация этой управляющей структуры на языке Турбо Паскаль имеет вид:

Ifусловие

Thenоператор1

Elseоператор2;

Управляющая структура Цикл с предусловиемпредполагает многократное выполнение некоторого действия при сохранении начальной истинности заданного условия и представляет собой алгоритмическую структуру вида:

нет

да

оператор

Реализация этой управляющей структуры на языке Турбо Паскаль имеет вид:

Whileусловие

Doоператор;