Курсова робота
"Етапи розробки програми на мові програмування "
Введення
Програми невеликого і середнього розміру (кілька тисяч рядків) створюються, як правило, у два етапи. Спочатку необхідно точно встановити, що треба зробити, продумати відповідний алгоритм, визначити структури даних, об'єкти і взаємодія між ними (це етап системного аналізу) , а потім висловити цей алгоритм у вигляді, зрозумілому машині (етап кодування) . Якщо ж розробляється великий проект обсягом від десятків тисяч до мільйонів рядків коду, тоді доводиться застосовувати спеціальні методології проектування, що охоплюють період розробки ПЗ .
Постановка завдання
Рішення будь-якої задачі починається з побудови моделі. Іншими словами, процес побудови моделі називається постановкою задачі. На змістовному рівні постановка задачі полягає у виявленні всіх істотних факторів і зв'язків цих факторів з необхідним результатом. Не менш важлива й інша сторона цього процесу, як кажуть, формальна - запис всіх виявлених чинників і зв'язків на мові, допускающем лише однозначне тлумачення інформації. Більш того, маючи на увазі застосування комп'ютера, треба записати формулювання задачі і процес її вирішення мовою, зрозумілою не лише людині, але і комп'ютера, тобто на мові програмування.
Перетворення задачі, отриманої на етапі її постановки, в таку задачу, яка вписується в рамки мови програмування, будемо називати формалізацією задачі.
Формалізація нерідко розуміється ширше, ніж це зазначено вище, - як відокремлення імені об'єкта від самого об'єкта і можливість маніпулювання з ним як з самостійним об'єктом. У комп'ютері ми якраз маємо справу з маніпулюванням кодами об'єктів, а не з самими об'єктами.
Як видно з цих розглядів, формалізація тісно пов'язана з. феноменом мови. Нагадаємо, що формалізованим називається мова, в якому за кожним словом закріплені рівно одне значення і рівно один сенс. Мова називається формальним, якщо жорстко фіксований алфавіт і граматика мови.
Вихідна задача, як правило, формулюється на природній мові. Побудова моделі переслідує просту мету виділення таких припущень, при яких можна буде однозначно визначити, що в даній задачі служить вихідними даними і що результатом. Іншими словами, побудова моделі супроводжується формалізацією мови, за допомогою якого фіксується інформація, що становить суть споруджуваної моделі. Це ще раз підтверджує тезу, що мова всякої науки формалізований, бо будь-яка наука займається тим, що створює моделі, що дають людині знання про навколишній його світі.
Залучення комп'ютера для розв'язання задачі, для якої вже проведена формалізація, вимагає переходу до формальному мові, оскільки комп'ютер, як формальний виконавець, розуміє тільки формальна мова.
Сказане означає, що між зазначеними видами мов - природним, формалізованим і формальним існують взаємозв'язки. А саме: перехід від опису об'єкта (процесу або явища) на природній мові до опису на формалізованій мові є формалізацією; перехід від опису на формалізованому мовою до опису на формальному називається кодуванням.
Структури даних
Дані, що зберігаються в пам'яті комп'ютера являють собою сукупність нулів і одиниць (бітів). Біти об'єднуються в послідовності: байти, слова і т.д. Кожній ділянці оперативної пам'яті, який може вмістити один байт або слово, присвоюється порядковий номер (адреса).
Який сенс укладений у даних, якими символами вони виражені - літерними або цифровими, що означає те чи інше число - всі це визначається програмою обробки. Всі дані необхідні для вирішення практичних завдань підрозділяються на кілька типів, причому поняття тип пов'язується не тільки з поданням даних в адресному просторі, але і зі способом їх обробки.
Будь-які дані можуть бути віднесені до одного з двох типів: основного (простого), форма представлення якого визначається архітектурою ЕОМ, або складного, конструйованих користувачем для вирішення конкретних завдань.
Дані простого типу це - символи, числа и.т. п. елементи, подальше дроблення яких не має сенсу. З елементарних даних формуються структури (складні типи) даних.
Деякі структури:
Масив (функція з кінцевою областю визначення) - проста сукупність елементів даних одного типу, засіб оперування групою даних одного типу. Окремий елемент масиву задається індексом. Масив може бути одновимірним, двовимірним і т.д. Різновидами одномірних масивів змінної довжини є структури типу кільце, стек, черга і двостороння чергу.
Запис (декартовій твір) - сукупність елементів даних різного типу. У найпростішому випадку запис містить постійну кількість елементів, які називають полями. Сукупність записів однакової структури називається файлом. (Файлом називають також набір даних у зовнішній пам'яті, наприклад, на магнітному диску). Для того, щоб мати можливість брати з файлу окремі записи, кожного запису привласнюють унікальне ім'я або номер, яке служить її ідентифікатором і розташовується в окремому полі. Цей ідентифікатор називають ключем.
Такі структури даних як масив або запис займають у пам'яті ЕОМ постійний обсяг, тому їх називають статичними структурами. До статичних структурам відноситься також безліч.
Є ряд структур, які можуть змінювати свою довжину - так звані динамічні структури. До них відносяться дерево, список, посилання.
Важливою структурою, для розміщення елементів якої потрібно нелінійне адресний простір є дерево. Існує велика кількість структур даних, які можуть бути представлені як дерева. Це, наприклад, класифікаційні, ієрархічні, рекурсивні та ін структури.
Основні етапи комп'ютерного моделювання
Постановка
Як вже було сказано, постановка задачі є найпершим і найбільш відповідальним етапом, оскільки навіть невелика помилка може призвести до того, що вся подальша робота виявиться непотрібною. Саме на цьому етапі визначається вид вхідної інформації, що підлягає обробці комп'ютером, і те, що потрібно отримати після роботи програм.
Алгоритмізація.
Для обробки інформації вимагається підібрати вже відомі або розробити нові алгоритми. Фактично це перший етап формалізації. Оскільки це дуже важливий процес, від якого залежить не тільки швидкість обробки інформації, але і відповідність постановці, він виділяється в окрему частина. Існує досить складна і об'ємна математична дисципліна - В«Теорія алгоритмів В», предметом вивчення якої, зокрема, як раз і є цей етап.
Кодування.
Переклад алгоритмічно описаної моделі на мову програмування. Саме на цьому етапі застосовується спадний проектування.
Комплексне тестування та налагодження.
Програма, написана на одній з мов програмування запускається на комп'ютері, знаходяться помилки та невідповідності з початковій постановкою і з алгоритмами, які користувалися при вирішенні. В разі необхідності вибираються інші алгоритми або (що саме неприємне) взагалі переробляється постановочна частина. Іншими словами, комп'ютерна модель повинна бути адекватна реальному процесу.
У разі невідповідності моделі реальному процесу необхідно повернутися до одного з попередніх етапів. Таким етапом може бути будь - від постановки до кодування. Після внесення змін весь ланцюжок розробки програми проходиться заново. Якщо результати відповідають експериментальними даними, програму можна запускати в промислову експлуатацію.
Супровід.
Ніяке саме ретельне тестування і відладка не здатні виявити абсолютно всі помилки і невідповідності. Крім того, в процесі експлуатації програми з'ясовується, що в ній не передбачені деякі функціональні можливості, які були б украй корисні користувачеві,
Все це призводить до того, що вимагається спеціальна служба, систематизуються всі такі ...
