Тема 3. Технология разработки алгоритмов и программ.

3.1. Основные этапы разработки программного обеспечения.

Программное обеспечение (ПО) в процессе своего создания и эксплуа-

тации проходит последовательно следующие этапы:

- постановка и анализ задачи; составление спецификаций будущего ПО

(т. е. описание технических требований к решению этой задачи).

- построение и анализ формальной модели задачи. В ходе анализа мо-

дели выявляются главные факторы, влияющие на ее работу; связь между эти-

ми факторами. Определяется последовательность работы и взаимодействие

частей модели. Проводится поиск и запись математических и логических

соотношений между элементами модели.

- проектирование алгоритма решения задачи.

- проектирование структуры исходной, промежуточной и выходной ин-

формации для данной задачи. Этот и предыдущий этапы позволяют обоснован-

но выбрать язык программмирования для записи (кодирования) исходной

программы.

- запись программы в соответствии с синтаксическими правилами соот-

ветствующего языка программирования.

- автоматическая трансляция (перевод) исходной программы на машин-

ный язык. С этого момента начинается процесс отладки и тестирования

(испытания) программы.

- подготовка технической документации по программе в соответствии с

требованиями государственного стандарта.

- эксплуатация и сопровождение программы. С этого момента начина-

ется "жизненный цикл" программы, в процессе которого возможна ее модер-

низация.

3.2. Проектирование алгоритмов.

Если требуется решить задачу на ЭВМ, то необходимо разработать ал-

горитм - способ действий, ясно и недвусмысленно объясняющий этапы вы-

числений, которые должны быть выполнены над исходными данными задачи,

чтобы получить корректное решение (когда оно существует) за конечное

время. Составление алгоритма - важнейший шаг для получения эффективной и

правильной программы. При этом предполагается правильный выбор языка и

полнота спецификаций программы.

Возникает вопрос как выбрать хороший алгоритм? Первое правило - не

начинайте программировать первый пришедший в голову алгоритм, просмотри-

те по крайней мере несколько вариантов. Имеется немало литературных

источников, где рассматриваются вычислительные алгоритмы, например,

трехтомник Д. Кнута "Искусство программирования для ЭВМ". Все профессио-

нальные программисты должны быть знакомы с этимии полезными изданиями.

3.2.1. Требования к алгоритмам.

Разработанный алгоритм должен удовлетворять ряду требования, среди

которых следует выделить:

- определенность; результаты работы алгоритма должны однозначно

соответствовать исходными данными задачи.

- массовость; алгоритм должен быть работоспособным не для одного, а

для целого множества исходных данных.

- информативность (результативность); результатом работы алгоритма

должно быть или решение задачи или сообщение о невозможности такого ре-

шения при предложенном наборе исходных данных.

- эффективность; работа алгоритма должна заканчиваться за конечное,

определенное условием задачи, время и за конечное количество шагов.