Ответы: Билеты и ответы к ним

Возможно не удалось распознать кодировку файла

Возможно не удалось распознать кодировку файла

Лекция 14. КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА РАЗРАБОТКИ И

СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

14.1. Инструменты разработки программных средств.

В процессе разработки программных средств в той или иной

мере используется компьютерная поддержка процессов разработки

ПС. Это достигается путем представления хотя бы некоторых прог-

раммных документов ПС (прежде всего, программ) на компьютерных

носителях данных (например, дискетах) и предоставлению в распо-

ряжение разработчика ПС специальных ПС или включенных в состав

компьютера специальных устройств, созданных для какой-либо обра-

ботки таких документов. В качестве такого специального ПС можно

указать компилятор с какого-либо языка программирования. Компи-

лятор избавляет разработчика ПС от необходимости писать програм-

мы на языке компьютера, который для разработчика ПС был бы край-

не неудобен, - вместо этого он составляет программы на удобном

ему языке программирования, которые соответствующий компилятор

автоматически переводит на язык компьютера. В качестве специаль-

ного устройства, поддерживающего процесс разработки ПС, может

служит эмулятор какого-либо языка. Эмулятор позволяет выполнять

(интерпретировать) программы на языке. отличном от языка компь-

ютера, поддерживающего разработку ПС, например на языке компь-

ютера, для которого эта программа предназначена.

ПС, предназначенное для поддержки разработки других ПС, бу-

дем называть  1программным инструментом  0разработки ПС, а устройс-

тво компьютера, специально предназначенное для поддержки разра-

ботки ПС, будем называть  1аппаратным инструментом  0разработки ПС.

Инструменты разработки ПС могут использоваться в течении

всего жизненного цикла ПС для работы с разными программными до-

кументами. Так текстовый редактор может использоваться для раз-

работки практически любого программного документа. С точки зре-

ния функций, которые инструменты выполняют при разработке ПС, их

можно разбить на следующие четыре группы: - редакторы, - анали-

заторы, - преобразователи, - инструменты, поддерживающие процесс

выполнения программ.

 1Редакторы 0 поддерживают конструирование (формирование) тех

или иных программных документов на различных этапах жизненного

цикла. Как уже упоминалось, для этого можно использовать один

какой-нибудь универсальный текстовый редактор. Однако, более

- 2 -

сильную поддержку могут обеспечить специализированные редакторы:

для каждого вида документов - свой редактор. В частности, на

ранних этапах разработки в документах могут широко использовать-

ся графические средства описания (диаграммы, схемы и т.п.). В

таких случаях весьма полезными могут быть графические редакторы.

На этапе программирования вместо текстового редактора может ока-

заться более удобным синтаксически управляемый редактор, ориен-

тированный на используемый язык программирования.

 1Анализаторы 0 производят либо  1статическую 0 обработку докумен-

тов, осуществляя различные виды их контроля, выявление опреде-

ленных их свойств и накопление статистических данных (например,

проверку соответствия документов указанным стандартам), либо  1ди-

 1намический 0 анализ программ (например, с целью выявление распре-

деления времени работы програмы по программным модулям).

 1Преобразователи 0 позволяют автоматически приводить докумен-

ты к другой форме представления (например, форматеры) или пере-

водить документ одного вида к документу другого вида (например,

конверторы или компиляторы), синтезировать какой-либо документ

из отдельных частей и т.п.

Инструменты, поддерживающие процесс выполнения программ,

позволяют выполнять на компьютере описания процессов или отдель-

ных их частей, представленных в виде, отличном от машинного ко-

да, или машинный код с дополнительными возможностями его интерп-

ретации. Примером такого инструмента является эмулятор кода дру-

гого компьютера. К этой группе инструментов следует отнести и

различные отладчики. По-существу, каждая система программирова-

ния содержит программную подсистему периода выполнения, которая

выполняет наиболее типичные для языка программирования программ-

ные фрагменты и обеспечивает стандарную реакцию на возникающие

при выполнении программ исключительные ситуации (такую подсисте-

му мы будем называть 1 исполнительной поддержкой 0). Такую подсисте-

му можно также рассматривать как инструмент данной группы.

14.2. Инструментальные среды разработки и сопровождения

программных средств.

В настоящее время с каждой системой программирования связы-

ваются не отдельные инструменты (например, компилятор), а неко-

торая логически связанная совокупность программных и аппаратных

- 3 -

инструментов поддерживающих разработку и сопровождение ПС на

данном языке программирования или ориентированных на какую-либо

конкретную предметную область. Такую совокупность будем называть

 1инструментальной средой разработки и сопровождения ПС. 0 Для таких

инструментальных сред характерно, во-первых, использование как

программных, так и аппаратных инструментов, и, во-вторых, опре-

деленная ориентация либо на конкретный язык программирования,

либо на конкретную предметную область.

Инструментальная среда не обязательно должна функциониро-

вать на том компьютере, на котором должно будет применяться раз-

рабатываемое с помощью ее ПС 1. 0 Часто такое совмещение бывает дос-

таточно удобным (если только мощность используемого компьютера

позволяет это): не нужно иметь дело с компьютерами разных типов,

в разрабатываемую ПС можно включать компоненты самой инструмен-

тальной среды. Однако, если компьютер, на котором должно приме-

няться ПС, недоступен для разработчиков этого ПС (например, он

постоянно занят другой работой, которую нельзя прерывать, или он

находится еще в стадии разработки), либо неудобен для разработки

ПС, либо мощность этого компьютера недостаточна для обеспечения

функционирования требуемой инструментальной среды, то применяет-

ся так называемый 1 инструментально-объектный подход 0. Сущность его

заключается в том, что ПС разрабатывается на одном комьютере,

называемым 1 инструментальным 0, а применяться будет на другом

компьютере, называемым 1 целевым  0(или  1объектным 0).

Различают три основных класса [14.1] инструментальных сред

разработки и сопровождения ПС: среды программирования, рабочие

 ш1.0

Инструментальные

среды разработки и

сопровождения ПС

Инструментальные Рабочие места Инструментальные

среды компьютерной системы

программирования технологии технологии

программирования

 ш0

Рис. 14.1. Основные классы инструментальных сред разработки

и сопровождения ПС.

- 4 -

места компьютерной технологии и инструментальные системы техно-

логии программирования (рис. 14.1). 1 Среда программирования 0 пред-

назначена в основном для поддержки процессов программирования

(кодирования), тестирования и отладки ПС. 1 Рабочее место компь-

 1ютерной технологии 0 ориентировано на поддержку ранних этапов раз-

работки ПС (спецификаций) и автоматической генерации программ по

спецификациям. 1 Инструментальная система технологии программиро-

 1вания 0 предназначена для поддержки всех процессов разработки и

сопровождения в течение всего жизненного цикла ПС и ориентирова-

на на коллективную разработку больших программных систем с длин-

ным жизненным циклом. Для таких систем стоимость сопровождения

Возможно не удалось распознать кодировку файла

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

Факультет вычислительной математики и кибернетики

Е.А.Жоголев

ЛЕКЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1 9 9 6

.

- 2 -

Е.А.Жоголев

Лекции по технологии программирования.- М.: Московский го-

сударственный университет им. М.В.Ломоносова, факультет

ВМиК, рукопись, 1996.

(с) copyright 1  0 Е.А.Жоголев, 1994-1996

.

- 3 -

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Лекция 1. НАДЕЖНОЕ ПРОГРАММНОЕ СРЕДСТВО КАК ПРОДУКТ ТЕХ-

НОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ. ИСТОРИЧЕСКИЙ И СОЦИАЛЬНЫЙ

КОНТЕКСТ ПРОГРАММИРОВАНИЯ . . . . . . . . . . . . . 9

1.1. Программа как формализованное описание процес-

са обработки данных. Программное средство . . 9

1.2. Неконструктивность понятия правильной програм-

мы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.3. Надежность программного средства . . . . . . . 11

1.4. Технология программирования как технология

разработки надежных программных средств. . . . 12

1.5. Технология программирования и информатизация

общества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Упражнения к лекции 1 . . . . . . . . . . . . . . . 16

Литература к лекции 1 . . . . . . . . . . . . . . . 16

Лекция 2. ИСТОЧНИКИ ОШИБОК В ПРОГРАММНОМ СРЕДСТВЕ. . . . 19

2.1. Интеллектуальные возможности человека. . . . . 19

2.2. Неправильный перевод как причина ошибок в про-

граммном средстве. . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3. Модель перевода. . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.4. Основные пути борьбы с ошибками. . . . . . . . 23

Литература к лекции 2 . . . . . . . . . . . . . . . 23

Лекция 3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНЫХ

СРЕДСТВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.1. Специфика разработки программных средств . . . 24

3.2. Жизненный цикл программного средства . . . . . 25

3.3. Понятие качества программного средства . . . . 26

3.4. Обеспечение надежности - основной мотив разра-

ботки программных средств . . . . . . . . . . 27

3.5. Методы борьбы со сложностью . . . . . . . . . 28

3.6. Обеспечение точности перевода . . . . . . . . 29

3.7. Преодоление барьера между пользователем и раз-

работчиком . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.8. Контроль принимаемых решений . . . . . . . . . 30

Литература к лекции 3 . . . . . . . . . . . . . . . 30

- 4 -

Лекция 4. ВНЕШНЕЕ ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА . . . . 32

4.1. Назначение внешнего описания программного

средства и его роль в обеспечении качества

программного средства. . . . . . . . . . . . . 32

4.2. Определение требований к программному сред-

ству . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.3. Спецификация качества программного средства. . 36

4.4. Функциональная спецификация программного сред-

ства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.5. Методы контроля внешнего описания программно-

го средства. . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Литература к лекции 4 . . . . . . . . . . . . . . . 41

Лекция 5. МЕТОДЫ СПЕЦИФИКАЦИИ СЕМАНТИКИ ФУНКЦИЙ . . . . 43

5.1. Основные подходы к спецификации семантики фун-

кций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

5.2. Метод таблиц решений . . . . . . . . . . . . . 45

5.3. Операционная семантика . . . . . . . . . . . . 46

5.4. Денотационная семантика . . . . . . . . . . . 48

5.5. Аксиоматическая семантика . . . . . . . . . . 50

5.6. Языки спецификаций . . . . . . . . . . . . . . 53

Упражнения к лекции 5 . . . . . . . . . . . . . . . 53

Литература к лекции 5 . . . . . . . . . . . . . . . 54

Лекция 6. АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА . . . . . . 55

6.1. Понятие архитектуры программного средства . . 55

6.2. Основные классы архитектур программных

средств. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

6.3. Архитектурные функции . . . . . . . . . . . . 60

6.4. Контроль архитектуры программного средства . . 61

Литература к лекции 6 . . . . . . . . . . . . . . . 61

Лекция 7. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРОГРАММЫ И МОДУЛЬНОЕ

ПРОГРАММИРОВАНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . 62

7.1. Цель модульного программирования . . . . . . . 62

7.2. Основные характеристики программного модуля . 63

7.3. Методы разработки структуры программы . . . . 65

7.4. Контроль структуры программы . . . . . . . . . 73

Литература к лекции 7 . . . . . . . . . . . . . . . 74

Лекция 8. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ . . . . . . . . 75

8.1. Порядок разработки программного модуля . . . . 75

- 5 -

8.2. Структурное программирование . . . . . . . . 70

8.3. Пошаговая детализация и понятие о псевдокоде. 79

8.4. Контроль программного модуля . . . . . . . . . 84

Литература к лекции 8 . . . . . . . . . . . . . . . 84

Лекция 9. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО СВОЙСТВ ПРОГРАММ . . . . . . . 86

9.1. Обоснования программ. Формализация свойств

программ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

9.2. Свойства простых операторов . . . . . . . . . 87

9.3. Свойства основных конструкций структурного

программирования . . . . . . . . . . . . . . . 88

9.4. Завершимость выполнения программы. . . . . . . 91

9.5. Пример доказательства свойства программы . . . 92

Литература к лекции 9 . . . . . . . . . . . . . . . 93

Лекция 10. ТЕСТИРОВАНИЕ И ОТЛАДКА ПРОГРАММНОГО СРЕДСТ-

ВА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

10.1. Основные понятия. . . . . . . . . . . . . . . 94

10.2. Принципы и виды отладки . . . . . . . . . . . 94

10.3. Заповеди отладки. . . . . . . . . . . . . . . 97

10.4. Автономная отладка модуля . . . . . . . . . . 98

10.5. Комплексная отладка программного средства. 102

Литература к лекции 10. . . . . . . . . . . . . . 105

Лекция 11. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА. 106

11.1. Общая характеристика процесса обеспечения ка-

чества программного средства. . . . . . . . 106

11.2. Обеспечение функциональности программного

средства. . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

11.3. Обеспечение надежности программного средства 107

Файл скачан с сайта StudIzba.com

При копировании или цитировании материалов на других сайтах обязательно используйте ссылку на источник