В.Г. Абрамов, Н.П. Трифонов, Г.Н. Трифонова - Введение в язык Паскаль (1107618), страница 25

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 25)

связи по данным и порядоквыполнения. Именно разработка алгоритма, детальное проектированиебудущей программы, и является сутью программирования, наиболее важным и ответственным этапом в изготовлении программы. Так что квалификация программиста заключается в умении выполнять именно эту частьработы — точно так же, как при создании того или иного здания (сложноготехнического изделия) решающую роль играет квалификация его архитектора (конструктора). Строго говоря, для проектирования программы идля ее написания требуются специалисты разных профилей, посколькуна каждом из этих этапов приходится решать свои, специфичные проблемы.Кстати, в организациях, специализирующихся на создании программныхизделий, такое разделение труда обычно на самом деле имеет место.94Это обстоятельство следует иметь в виду и в том достаточно распространенном случае, когда проектирование и написание программы производится одним и тем же лицом (программистом).

Игнорирование этого обстоятельства является одним из наиболее существенных и распространенныхнедостатков в работе начинающих программистов. А проявляется этотнедостаток в том, что получив задачу, которую необходимо подготовитьк решению на ЭВМ, программист стремится как можно быстрее перейтик непосредственному написанию программы (например на паскале), неспроектировав ее предварительно. В итоге ему приходится параллельновыполнять два совершенно разных вида работ — и разработку программы,и ее кодирование. Результат в подавляющем большинстве случаев получается таким же, как если бы строительство здания велось параллельно с егопроектированием: программа обычно оказывается неверной, а если онаи дает правильные результаты, то оказывается неэффективной и нелогичной, а потому неудобной для последующей работы с нею, поскольку в ееоснове оказывается не тщательно продуманный, а первый случайно нащупанный вариант алгоритма. Поскольку от этого реализованного в видепрограммы варианта алгоритма бывает уже довольно трудно отойти, тона выявление и устранение ошибок и иных дефектов в программе затрачивается гораздо больше времени, труда и машинных ресурсов, чем этоимело бы место при своевременной предварительной разработке проектапрограммы.Как уже отмечалось, трудность разработки программ состоит в отсутствии формального аппарата для выполнения этой работы, поэтому успешность ее выполнения зависит от интуиции и имеющегося опыта, и до сихпор разработка алгоритма в значительной мере является искусством.Правда, длительная практика развития программирования выработаланекоторую общую методику разработки программ — метод пошаговойдетализации (который называют также методом разработки "сверху-вниз"или "нисходящим проектированием").

Впрочем, это метод широко идавно применяется и в других сферах человеческой деятельности, ибо этовесьма общий метод борьбы со сложностью. Его главная идея состоит втом, чтобы решение какой-либо сложной задачи свести к решению некоторого числа более простых задач.Применительно к программированию суть этого метода заключаетсяв том, что сначала в решаемой задаче выделяется небольшое число (3—5)достаточно самостоятельных, более -простых задач (подзадач), а в проектируемой программе намечается соответствующее число блоков (частейпрограммы), каждый из которых предназначен для решения одной извыделенных подзадач, определяется назначение каждого из них, порядоквыполнения этих блоков и их связи между собой по обрабатываемымданным. Обратим внимание на то, что на этом этапе важно определитьлишь функциональное назначение каждого блока - что он должен делать(т.е.

какие данные являются исходными для этого блока и что являетсярезультатом его выполнения): вопрос о том, как будут реализовыватьсявозложенные на блок функции, пока можно не рассматривать.После того, как будет определен порядок выполнения выделенныхблоков, и тем самым определена общая схема программы, необходимопроверить ее правильность: прослеживая логику ее выполнения, убедиться95в том, что к началу выполнения каждого блока все его исходные данныедействительно будут определены, и что на выходе из программы действительно будут получены требуемые окончательные результаты — в предположении, что каждый блок правильно выполняет свои функции.В частности, общую схему любой программы можно (и даже полезно)представить в виде трех последовательно выполняемых блоков, причемправильность этой схемы сомнений не вызывает:Б л о к 1.

Задание исходных данных.Б л о к 2. Решение поставленной задачи.Б л о к 3. Выдача результатов.Выделение первого блока полезно для того, чтобы в самом началепроектирования программы подумать о том, что представляют собой ееисходные данные, в каком виде они должны быть представлены во внешнейсреде и в программе.

Если исходные данные при каждом использованиипрограммы должны задаваться человеком (пользователем программы),а не берутся из какого-либо файла, куда они записываются в результатевыполнения какой-то другой программы, то предпочтение безусловноследует отдать удобствам пользователей - ведь им работу по подготовкеисходных данных придется выполнять многократно, тогда как программаизготовляется только один раз.

Если этот способ представления данныхнеудобен для их последующей обработки, то в программе можно предусмотреть свой, внутренний способ представления данных. В этом случаев функцию первого блока будет входить не только непосредственныйввод исходных данных, но и последующее их преобразование в выбранноевнутреннее представление.Особо следует обратить внимание на то обстоятельство, что в качествепользователей некоторых программ может выступать большое числолюдей с разной квалификацией. К тому же исходные данные часто готовятся вручную и здесь нетрудно допустить различного рода ошибки, например из-за обычного невнимания.

Поэтому при проектировании такой прогграммы, особенно ее блока 1, важно задуматься над тем, как должнавести себя программа в случае задания ошибочных или некорректныхисходных данных. Если такие ошибки могут привести к значительномунепроизводительному расходованию машинного времени или к серьезнымпоследствиям из-за выдачи неправильных результатов, то следует предусмотреть программный контроль исходных данных и соответствующуюреакцию на ошибки в их задании — прекращение выполнения программы,печать диагностических сообщений и т.д.

Как минимум, следует предусмотреть распечатку исходных данных, чтобы знать, при каких исходных данных на самом деле выполнялась программа (если их объем не чрезмерновелик).Многое из того, что говорилось об исходных данных, относится и кокончательным результатам (удобство их последующего использованиячеловеком, возможный их перевод из внутреннего представления во внешнее и т.п.).Если некоторые из первоначально выделенных подзадач оказываютсядостаточно сложными, так что алгоритмы их решения еще не очевидны,то к каждой из них можно применить аналогичную процедуру — это будетвторой шаг детализации.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока96каждый из выделенных блоков программы не окажется настолько простым, что его реализация на выбранном языке программирования уже невызывает трудностей.Следует подчеркнуть, что именно на этом этапе изготовления программы — при ее проектировании — определяется сущность того алгоритма,который будет окончательно записан в виде программы, например напаскале. Здесь же в значительной степени определяется и ее надежность.Чтобы как можно раньше обнаружить допущенные ошибки и просчеты(например, в отношении эффективности программы) в разрабатываемомалгоритме, необходимо проверять его правильность и оценивать эффективность на каждом очередном шаге детализации- и своевременно устранятьдопущенные ошибки и выявленные недостатки.

Переходить к следующемууровню детализации имеет смысл лишь при наличии достаточной уверенности в правильности и эффективности алгоритма на данном уровне егодетализации. Надо ясно отдавать себе отчет в том, что необнаруженныесвоевременно ошибки и дефекты алгоритма могут повлечь за собой слишком большие затраты труда, времени и иных ресурсов на последующихэтапах изготовления и сопровождения программы.Пошаговая детализация как раз очень удобна с этой точки зрения. Вопервых, потому, что на каждом очередном шаге детализации приходитсяпринимать сравнительно небольшое число решений и потому легче проверить их правильность.

К тому же отсутствие большой детализации позволяет рассмотреть и оценить несколько возможных вариантов, выбрав наилучший из них. Во-вторых, поскольку детализация какого-либо блока программы производится локально, независимо от других блоков, то и проверка правильности проделанной детализации носит локальный характер.Так что программист может не думать о всем алгоритме в целом, а сосредоточить все свое внимание на очередном блоке. Конечно, на том или иномшаге детализации могут выявиться просчеты и недостатки в решениях,принятых на более ранних шагах. В этом случае следует вернуться назади на соответствующем уровне детализации устранить эти просчеты, внесясоответствующие изменения в проект программы. Теперь, когда ужестала ясна суть допущенных ранее просчетов, проще найти правильныерешения.

Характеристики

Список файлов книги