Принципы структурного программирования

1. Модульное программирование – процесс разбиения программы на отдельные программные модули (базовые классы, процедуры, функции, ActiveX – элементы, COM/DCOM‑компоненты и др.). Свойства модуля: возникает в результате отдельной компиляции; вызывается по имени; возвращает управление тому, кто его вызывал; может обращаться к другим модулям, непосредственно нижестоящим в схеме иерархии; должен быть небольшого размера; должен иметь один вход и один выход; не должен сохранять историю вызовов для управ­ления своим функционированием; дол­жен быть независимым от других модулей.

2. Проектирование и кодирование (программирование) сверху вниз. Если проект боль­шой, то он разби­вается на части, представляющие собой древовид­ную структуру (схема иерархии). Сначала задача описывается на естественном языке, в даль­нейшем проект постепенно уточняется, и на каждом шаге выявляются детальные функции. Таким образом, задача разбивается на под­задачи. Достоинства: хорошая комплексная отладка; заказчик участвует в проектировании; промежуточные результаты можно показать заказчику. Недостатки: слабая автономная отладка модулей; наличие программ-заглушек, которые имитируют работу несуществующих программ нижнего уровня.

3. Защитное программирование. Это такой стиль написания прог­рамм, при котором появляющиеся ошибки легко обнаруживаются и иденти­фицируются программистом. Средства защитного программиро­ва­ния: все входные данные или действия пользователя подлежат обяза­тель­ной проверке (принцип «всеобщего недоверия»); немедленное обнаруже­ние ошибок; изолирование и минимизация последствий ошибок. Для предотвращения ошибок в программе рекомен­ду­ется не применять непро­веренные способы программирования.

Тестирование – процесс обнаружения ошибок программы. Тестовые при­меры разрабатываются постановщиком на этапе разработки алгоритма. Реко­мен­дуется тестирование сверху вниз. Первый тест должен быть простым, так как он показывает работу программы вообще. Следующие тесты, пред­назначен­ные для проверки общей организации программы, обес­печивают обна­ружение грубых ошибок. Повторно тестируйте исправ­лен­ный код. Ведите журнал обнаруженных ошибок и изменений программы. Этапы тестирования:

· Проверка в нормальных условиях для характерной совокупности до­­пус­­тимых значений.

· Проверка в экстремальных условиях в пригра­ничных областях до­пус­тимых значений (граничные допус­тимые значения, нулевые данные, пустые циклы, массивы, файлы).

· Проверка в исключительных ситуациях в областях недо­пус­тимых значений.

С целью выяв­ле­ния ошибок организуется структурный контроль - собираются 4–6 специалистов. По окончании совещания председатель вру­чает каждому участнику список ошибок и проблем, требующих решения. Раз­работчик обя­зан устранить ошибки и сообщить об этом эксперту.

4. Наглядность исходных текстов программ. Стиль программиро­ва­ния, который позволяет полу­чать удобные для применения и легко чи­тае­мые программы. Стиль связан с удобочитаемостью программы.

Рекомендации. Вводный комментарий объясняет назна­чение и условия применения. Пояснительные комментарии сопровож­дают те части программы, которые трудно понять. Дополнительные пробелы указываются повсюду, где это приводит к улучшению чита­бель­ности прог­рам­мы. Пе­ре­менные следует явно объявлять и комментировать. Имена должны отображать смысл со­дер­жания. Составные имена следует писать через знак под­черкива­ния или на­чи­нать с прописных букв. Используйте общепри­ня­тые име­на, которые описывают действия. Списки имен в коман­дах объявления упорядочиваются по алфавиту. Используйте общеприня­тые сокращения. При записи операторов и для указания связи между ними делаются одинаковые отступы от начала строки в размере трех позиций, т.е. отступами выделяются структуры вложенности отдельных фрагментов программы.

6. Гибкость и эффективность программ. Выносите изме­ня­емые константы, адреса и имена файлов, баз данных в отдельные файлы на­строй­ки. Оптимизируйте програм­му пос­ле ее от­лад­ки. Используйте име­но­ван­ные константы вместо обыч­ных. Общие рекомендации программисту. Помните: программы чи­тают­ся людьми, и поэтому их тексты должны быть легко чи­таемы­ми и понятными. Используйте вводные комментарии. Распола­гай­те ком­мен­тарии в программе таким образом, чтобы это не делало ее менее наглядной. Стремитесь к простоте и уни­вер­сальности (например, программа имеет средства настройки на форматы и значения данных). Обеспечивайте макси­маль­но удобный интерфейс пользователю.

Сущность структурного подхода к проектированию программных и информационных систем, основные понятия, принципы и модели

Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции (бизнес-процессы): сис­тема разбивается на функциональные подсистемы, которые, в свою очередь, делятся на подфункции, а они – на задачи, и так до конк­рет­ных процедур. При этом автоматизируемая система сохра­няет целостное представление, в котором все составляющие компо­ненты взаимоувязаны. При разработке системы «снизу вверх» от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.

Базовыми принципами структурного подхода являются:

· принцип «разделяй и властвуй» – принцип решения сложных проблем путем их разбиения на множество меньших независи­мых задач, легких для понимания и решения;

· принцип иерархического упорядочения – принцип организации составных частей проблемы в иерархические древовидные струк­туры с добавлением новых деталей на каждом уровне;

· принцип абстрагирования – выделение существенных аспектов сис­те­мы и отвлечение от несущественных;

· принцип формализации – необходимость строгого методическо­го под­хо­да к решению проблемы;

· принцип непротиворечивости – обоснованность и согласован­ность эле­ментов;

· принцип структурирования данных, т.е. данные должны быть струк­турированы и иерархически организованы.

В структурном анализе используются в основном две группы сред­ств, иллюстрирующих функции, выполняемые системой, и отношения меж­ду данными. Каждой группе средств соответствуют определенные виды моделей (диаграмм), наиболее распространенными, среди которых являются:

· DFD (Data Flow Diagrams) – диаграммы потоков данных (процессов);

· SADT (Structured Analysis and Design Technique) – модели и соот­ветству­ющие функциональные диаграммы;

· ERD (Entity-Relationship Diagrams) – диаграммы «сущность-связь».