Структурне програмування
Самостійна робота
План лекції
Тема 3. Теорія і методи структурного програмування .
Лекція № 3
1. Загальна характеристика і компоненти проектування.
2. Еволюція розробки програмного продукту.
3. Структурне програмування. Об'єктно-орієнтоване проектування.
4. Збирані метрики, використовувані методи, стандарти і шаблони.
Зміст лекції
Поява перших ЕОМ ознаменувала новий етап в розвитку I техніки обчислень. Виникла ідея, що досить розробити послідовність елементарних дій, кожне з яких перетворити в зрозумілі ЕОМ інструкції, і будь-яке обчислювальне завдання може бути вирішене. Цей підхід виявився настільки життєздатним, що довгий час домінував над усіма іншими в процесі розробки програм. З'явилися спеціальні мови програмування, які дозволили перетворювати окремі обчислювальні операції у відповідний програмний код.
Основою цієї методології розробки програм стала процедурна або алгоритмічна організація структури програмного коду. Це було настільки природно для вирішення обчислювальних завдань, що не у кого не викликала сумнівів доцільність такого підходу. Початковим в цій методології було по
нятие "алгоритм", під яким в загальному випадку мається на увазі деякий припис виконати точно певну послідовність дій, спрямованих на досягнення заданої мети або рішення поставленої задачі.
З цієї точки зору уся історія математики тісно пов'язана з розробкою тих або інших алгоритмів рішення актуальних для своєї епохи завдань. Більше того, само поняття "алгоритм" стало предметом відповідної теорії - теорії алгоритмів, яка займається вивченням їх загальних властивостей. З часом зміст цієї теорії став настільки абстрактним, що відповідні результати розуміли тільки фахівці. Як данина цієї традиції якийсь період часу мови програмування називалися алгоритмічними, а перший графічний засіб документування програм дістав назву "Блок-схема алгоритму". Відповідна система графічних позначень була зафіксована в ГОСТ 19.701 - 90, який регламентував використання умовних позначень в схемах алгоритмів, програм, даних і систем.
Проте потреби практики не завжди вимагали встановлення вычислимости конкретних функцій або вирішуваної окремих завдань. У мовах програмування виникло і закріпилося нове поняття - "процедура", яке конкретизувало загальне поняття "алгоритм" стосовно рішення завдань на комп'ютерах. Так само, як і алгоритм, процедура є закінченою послідовністю дій або операцій, спрямованих на рішення окремої задачі. У мовах програмування з'явилася спеціальна синтаксична конструкція, яка дістала назву "процедура".
З часом розробка великих програм перетворилася на серйозну проблему і зажадала їх розбиття на дрібніші фрагменти. Основою для такого розбиття і стала процедурна декомпозиція, при якій окремі частини програми, або модулі, були сукупністю процедур для вирішення деякої сукупності завдань. Головна особливість процедурного програмування полягає в тому, що програма завжди має початок в часі, або початкову процедуру (початковий блок), і закінчення (кінцевий блок). При цьому уся програма може бути представлена візуально у вигляді спрямованої послідовності графічних примітивів, або блоків
Важливою властивістю таких програм є необхідність завершення усіх дій попередньої процедури для початку дій наступної процедури. Зміна порядку виконання цих дій навіть в межах однієї процедури зажадала включення в мови програмування спеціальних умовних операторів типу для реалізації галуження
''обчислювального процесу залежно від проміжних результатів рішення задачі.
Поява і інтенсивне використання умовних операторів і оператора безумовного переходу стала предметом гострих дискусій серед фахівців з програмування. Річ у тому, що безконтрольне застосування в програмі оператора безумовного переходу go to здатне серйозно ускладнити розуміння коду. [Відповідні програми стали порівнювати із спагетти, називаючи їх bowl of spaghetti, маючи на увазі численні переходи від одного фрагмента програми до іншого або, що ще гірше, [повернення від кінцевих операторів програми до це початковим операторам.
Ситуація здавалася настільки драматичною, що в літературі зазвучали заклики виключити оператор go to з мов програмування. Саме з того часу прийнято вважати хорошим стилем програмування без оператора go to.
Розглянуті ідеї сприяли становленню деякої [системи поглядів на процес розробки програм і написання програмних кодів, яка дістала назву методологія |структурного програмування. Основою цієї методології є процедурна декомпозиція програмної системи і організація окремих модулів у вигляді сукупності виконуваних процедур. У рамках цієї методології отримало розвиток низхідне проектування програм, або програмування зверху "вниз". Період найбільшої популярності ідей структурного програмування доводиться на кінець 1970-х - початок 1980-х років.
Як допоміжний засіб структуризації програмного коду було рекомендовано використання відступів на початку кожного рядка, які повинні виділяти вкладені цикли і умовні оператори. Усе це покликане сприяти розумінню або читабельності самої програми. Це правило з часом було реалізоване в сучасних інструментаріях розробки програм.