Глухова Л.А. Технологии разработки программного обеспечения

Подождите немного. Документ загружается.

Рисунок 4.11 – Пример некорректного изображения выбора данных

Рисунок 4.12 – Пример правильного представления

конструкции выбора данных

3. Конструкция повторения данных.

Данная конструкция применяется тогда, когда конкретный элемент

данных повторяется от нуля до неограниченного числа раз.

Стандартное представление повторения данных иллюстрирует рисунок

4.13. Здесь конструкция повторения I состоит из повторяющихся

подкомпонентов Х.

У конструкции повторения только один подкомпонент. Символ * в

верхнем правом углу является признаком повторяемой части конструкции.

Пример конструкции повторения данных представляет рисунок 4.14.

Файл F состоит из нуля или более записей R.

Если конкретное повторение должно включать хотя бы одно появление

повторяемого подкомпонента (ноль появлений возникнуть не может), то

используется конструкция, которую представляет рисунок 4.15.

Файл F теперь изображается последовательностью из двух

подкомпонентов. Остаток файла – это повторение записи R.

При необходимости указания конкретного количества повторений оно

указывается в круглых скобках рядом с повторяемой частью конструкции (см.,

Запись

Присутствует

Отсутствует

Запись

Присутствует

например, рисунок 4.16). Это является расширением нотации Джексона.

Рисунок 4.13 – Конструкция повторения данных

Рисунок 4.14 – Пример конструкции повторения данных

Рисунок 4.15– Пример конструкции повторения данных с не менее

чем одним появлением

Файл F

Первая

запись R

Остаток

файла

Запись R

Файл F

Запись R

4. Элементарная конструкция.

Элементарными являются те компоненты, которые не разлагаются

дальше на подкомпоненты.

Например, это первая запись R и запись R (см. рисунок 4.15).

Подкомпонент может оказаться элементарным, потому что его нельзя

разложить дальше или потому, что с практической точки зрения оказывается

удобным отказаться от его дальнейшего разбиения.

4.4.2. Построение структур данных

Четыре описанные выше конструкции данных можно комбинировать

различными способами, формируя полные структуры данных.

Рисунок 4.16 представляет пример файловой иерархической структуры

данных.

Рисунок 4.16 – Файловая иерархическая структура данных

На данном рисунке: файл F – это последовательность, заголовок – выбор,

тело файла – повторение транзакций, завершитель – повторение, транзакция -

выбор. В данной структуре нельзя убрать компонент «Тело файла», так как в

этом случае последовательность «Файл F» будет состоять из трех компонентов,

вторым среди которых является «Транзакция». Но «Транзакция» - это

повторение, то есть «Транзакция» может присутствовать в файле любое число

Заголовок Тело файла Завершитель

Вклад

Изъятие

Файл F

Транзакция

(8)

раз. Однако в последовательности любой компонент должен встретиться ровно

один раз.

Таким образом, если данные имеют иерархическую структуру, то их

всегда можно представить в Джексоновской нотации структур (нотация – это

язык описания), то есть с помощью набора из трёх основных Джексоновских

конструкций.

Помимо иерархической структуры данных широко используется сетевая

и реляционная структуры данных.

В сетевой структуре данных имеется много связей между отдельными

компонентами, включая компоненты различных уровней структуры.

Проектирование программы для обработки обычной сетевой структуры

данных связано со значительными трудностями. Поэтому проектируемые

программы обычно фактически обрабатывают иерархические виды сетевых

структур данных.

В этом случае при обработке сетевой структуры один компонент обычно

принимается в качестве основного (ключевого). Для преобразования сетевой

структуры в иерархическую упрощают сложные взаимосвязи, не существенные

для конкретного логического вида сетевой структуры.

Пример простой сети данных представляет рисунок 4.17. Рисунок 4.18

показывает возможный вариант упрощенного иерархического вида тех же

данных.

Рисунок 4.17 – Пример простой сети данных

Клиент ФамилияОрганизация

Счет Продукция

Транзакция

Рисунок 4.18 –Иерархический вид сетевой структуры данных

При реляционной структуре данные представляются в виде

последовательностей таблиц. Рисунок 4.19 представляет таблицу, состоящую из

пяти строк и шести столбцов.

Сами таблицы представляют собой простые иерархии. Рисунок 4.20

иллюстрирует два способа иерархического представления таблицы, состоящей

из пяти строк и шести столбцов [16]. На данном рисунке в скобках справа от

соответствующего компонента приведено количество повторений данного

компонента.

Таким образом, большинство реальных наборов данных может быть

представлено в виде иерархий или совокупностей иерархий.

Описание структур данных является первым этапом проектирования

программы по методу Джексона. На втором этапе описывается взаимосвязь

между структурами данных и программой.

Организация

Клиент

Продукция

Счет

Транзакция

Столбцы

1 2 3 4 5 6

Строки

Рисунок 4.19 – Реляционная структура данных – представление в виде таблиц

Рисунок 4.20 – Иерархическая структура таблиц:

а) – представление таблицы в виде набора строк;

б) – представление таблицы в виде набора столбцов

Таблица

Строка

Элемент

Таблица

Столбец

Элемент

(5)

(6)

а) б)

4.4.3. Проектирование структур программ

Джексон доказал, что конструкции, используемые для построения

структур данных, могут быть применены и для построения структур программ.

Программы могут быть составлены из последовательностей, выборов и

повторений таким же способом, как и данные.

Наиболее часто используются программы, обрабатывающие некоторые

входные данные и создающие некоторые выходные данные. Структура

выходных данных получается в результате некоторого преобразования

структуры входных данных, то есть в результате процесса, выполняемого

программой.

Таким образом, для проектирования программы необходимо определить

взаимосвязь между входными данными, выходными данными и процессом

преобразования.

Пример 4.3.

Рассмотрим простейший пример. Пусть необходимо найти суммы

элементов строк в таблице, состоящей из 10 строк и 8 столбцов.

Рисунок 4.21 иллюстрирует структуры данных, представляющие входные

и выходные данные процесса. Очевидно, что между обеими структурами

имеется непосредственная взаимосвязь. Компонент «Сумма строки» из

структуры «Выход» появляется столько же раз, сколько раз компонент

«Строка» появляется во входной структуре «Таблица» и в том же порядке.

Рисунок 4.21 – Таблица: структуры входных и выходных данных

(10)

Таблица

Строка

Элемент

Выход

Сумма

строки

(10)

(8)

Входная

структура

данных

Выходная

структура

данных

Соответствие между структурами входных и выходных данных

представляет рисунок 4.22. Линии соответствия между компонентами входной

и выходной структур данных принято изображать жирной линией с

двусторонними стрелками.

Рисунок 4.22 –Соответствие между структурами

входных и выходных данных

Каждая пара соответствующих компонентов входных и выходных данных

образует основу одного компонента программы. Поэтому простую структуру

программы обработки таблиц можно создать, «сливая» соответствующие

компоненты структур входных и выходных данных, то есть размещая вместо

линий соответствия компоненты программы, которым присваивается

соответствующее имя (рисунок 4.23).

Слияние двух повторяемых компонентов данных сформирует один

повторяющийся компонент программы.

Таблица

Строка

Элемент

Выход

Сумма

строки

(10)

(8)

(10)

Рисунок 4.23 – Соответствие данных и программы

Пример 4.4.

Рассмотрим более сложный пример. Пусть результат предыдущего

примера необходимо получить в виде отчета с заголовком и завершителем.

Структуры входных и выходных данных и соответствия между ними для

данного случая представляет рисунок 4.24.

На первом подэтапе на основании линий соответствия формируется

упрощенный вариант структуры программы (рисунок 4.25).

На следующих подэтапах рассматриваются те компоненты структур

данных, которым ничего не соответствует.

На втором подэтапе рассматриваются компоненты во входной структуре

данных, которые ничему не соответствуют.

Таким компонентом во входной структуре данных является «Элемент».

Ему не соответствует ни один компонент в структуре выходных данных. Но он

образует подкомпоненты, составляющие компонент «Строка», а «Строка»

сливается с компонентом «Сумма строки», формируя компонент «Обработка

строки». Поэтому «Элемент» можно трактовать как повторяемый

подкомпонент компонента «Обработка строки» и переименовать его в

компонент «Обработка элемента» (рисунок 4.26).

Вход

Таблица

Программа

обработки

таблицы

Обработка

строки

Выход

Сумма

строки

Строка

Элемент

Рисунок 4.24 – Расширенные структуры входных и выходных данных

Рисунок 4.25 – Первый подэтап формирования структуры программы

Таблица

Строка

Элемент

Отчет

Заголовок Тело отчета Завершитель

Сумма

строки

Программа

обработки

таблицы

Обработка

строки

Подэтап 1