лекции (2009), страница 9

3 подхода организации проектирования модулей

Без сомнения, главнейшее условие успешного создания крупных программ заключается в применении

надежных методов проектирования. Широкое распространение при написании программ получили

следующие три метода: нисходящий (сверху вниз), восходящий (снизу вверх) и специальный (на данный

конкретный случай). В случае нисходящего метода вы начинаете созидательный процесс с программы

высокого уровня и спускаетесь до подпрограмм низкого уровня. Восходящий метод работает в обратном

направлении: вы начинаете с отдельных специальных подпрограмм, постепенно строите на их основе более

сложные конструкции и заканчиваете самым верхним уровнем программы. Специальный подход не имеет

заранее установленного метода, так сказать комбинация восходящего и нисходящего проектирования( часто

сводится к реализации базисной части программы, а потом к постепенному расширению её

функциональности , сопровождается использованием «заглушек» в местах нереализованных частей)

Поскольку С является структурированным языком программирования, то лучше всего он сочетается с

нисходящим методом проектирования. Подход сверху вниз позволяет производить ясный, легко читаемый

программный код, который в дальнейшем не вызовет трудностей и при сопровождении. К тому же данный

подход помогает прояснить и сделать понятной всю структуру программы в целом до кодирования функций

более низкого уровня. Такой подход позволяет уменьшить потери времени, обусловленные неудачными или

ошибочными начинаниями.

RAD подход ( rapid проектирование ) – быстрое написание прототипа программы, для того чтобы заказчик

мог оценить свой будущий проект на начальной стадии проектирования, и внести соответствующие

изменения в случае надобности.

Модульная структура языка АДА

Библиотечный модуль в АДЕ это пакет, видна аналогия с Модулой – 2.

Пакет - это средство, которое позволяет сгруппировать логически связанные вычислительные ресурсы и

выделить их в единый самостоятельный программный модуль. Под вычислительными ресурсами в этом

случае подразумеваются данные (типы данных, переменные, константы...) и подпрограммы которые

манипулируют этими данными. Характерной особенностью данного подхода является разделение самого

пакета на две части: спецификацию пакета и тело пакета. Причем, спецификацию имеет каждый пакет, а тело

могут иметь не все пакеты.

Спецификация определяет интерфейс к вычислительным ресурсам (сервисам) пакета доступным для

использования во внешней, по отношению к пакету, среде. Другими словами - спецификация показывает

"что" доступно при использовании этого пакета.

Тело является приватной частью пакета и скрывает в себе все детали реализации предоставляемых для

внешней среды ресурсов, то есть, тело хранит информацию о том "как" эти ресурсы устроены.

Необходимо заметить, что разбиение пакета на спецификацию и тело не случайно, и имеет очень важное

значение. Это дает возможность по-разному взглянуть на пакет. Действительно, для использования ресурсов

пакета достаточно знать только его спецификацию, в ней содержится вся необходимая информация о том как

использовать ресурсы пакета. Необходимость в теле пакета возникает только тогда, когда нужно узнать или

изменить реализацию чего-либо внутри самого пакета.

Средства построения такой конструкции как пакет дают программисту мощный и удобный инструмент

абстракции данных, который позволяет объединить и выделить в логически законченное единое целое

данные и код который манипулирует этими данными. При этом, пакет позволяет программисту скрыть все

детали реализации сервисов за развитым функциональным интерфейсом. В результате, структурное

представление программного комплекса в виде набора взаимодействующих между собой компонентов

облегчает понимание работы комплекса в целом и, следовательно, позволяет облегчить его разработку и

сопровождение.

Необходимо также заметить, что на этапе начального проектирования системы можно предоставлять

компилятору только спецификации, обеспечивая детали реализации только самых необходимых элементов.

Таким образом проверка корректности общей структуры проекта осуществляется на ранней стадии, когда не

потрачено много усилий на разработку реализации отдельных элементов, которые позже придется

переделывать (что, к великому сожалению, в реальной жизни происходит достаточно часто).

Общий вид:

Package M is

//определение(типов переменных констант заголовки процедур)

End M

Package body M is

//реализация процедур и функций

End M

Рассмотрим поподробнее отдельно спецификацию и реализацию

Спецификация:

package M is

type A_String is array (Positive range <>) of Character;

Pi : constant Float := 3.14;

X : Integer;

type A_Record is

record

Left : Boolean;

Right : Boolean;

end record;

-- примечательно, что дальше, для двух подпрограмм представлены только

-- их спецификации, тела этих подпрограмм будут находиться в теле пакета

procedure Insert(Item : in Integer; Success : out Boolean);

function Is_Present(Item : in Integer) return Boolean;

end M;

Для подключения пакета используется оператор with: with <Имя пакета>. В случаях,

когда использование полной точечной нотации для доступа к ресурсам пакета обременительно, можно

использовать инструкцию спецификатора использования контекста use. Это позволяет обращаться к

ресурсам которые предоставляет данный пакет без использования полной точечной нотации, так, как будто

они описаны непосредственно в этом же коде. Для обращения к функции из пакета

используется оператор «.»: <имя пакета>.<имя функции>

Пример:

with M;

procedure P is

My_Name : M.A_String;

Radius : Float;

Success : Boolean;

begin

Radius := 3.0 * M.Pi;

M.Insert(4, Success);

if M.Is_Present(34) then ...

. . .

end P;

Реализация(тело пакета)

Тело пакета содержит все детали реализации сервисов, указаных в спецификации пакета. Схематическим

примером тела пакета, для показанной выше спецификации, может служить:

package body M is

type List is array (1..10) of Integer;

Storage_List : List;

Upto : Integer;

procedure Insert(Item : in Integer;

Success : out Boolean) is

begin

. . .

end Insert;

function Is_Present(Item : in Integer) return Boolean is

begin

. . .

end Is_Present;

begin -- действия по инициализации пакета

-- это выполняется до запуска основной программы!

for I in Storage_List'Range loop

Storage_List(I) := 0;

end loop;

Upto := 0;

end M;

Все модули линейные в МОДУЛЕ - 2, но В аде могут вкладываться друг в друга, пример может быть не в тему(

Головин ), но чтобы получше понять что такое вложенность рассмотрим вложенные процедуры в Паскале:

procedure p1

var x2, x3;

procedure P2

var x1

end

end

Рассказ про вложенные области видимости мы отбросим.

Таким образом ещё раз повторяюсь в АДЕ пакеты могут быть вложены друг в друга. В других лекциях

рассказывалось про существование в некоторых языках особого класса – базового абсолютно для всех

классов, то есть все классы как бы непроизвольно являются порожденными от него. В Аде аналогичная

ситуация с пакетами. в АДЕ есть пакет

packet STANDART