Силаенков А.Н. Лекции по технологии программирования

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. Интерфейс программы создания списков студентов

2. Листинг программы

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

type

student=record

name:string [15];

familname:string[20];

denRogd:Record // вложенная запись

den,mes,god:string;

end; //два end в конце, потому что две записи

end;

var

i,n,code:integer;

number1,number2,number3,number4,number5: string;

z:array [1..30]of student;//массив из записей

begin

val(edit1.Text,n,code);

for i:=1 to n do

begin

number1:=inputbox('Ввод имени','введи имя','0');

z[i].name:=number1;

number2:=inputbox('Ввод фамилии','введи фамилию','0');

z[i].familname:=number2;

number3:=inputbox('Ввод числа','введи число рождения','0');

z[i].denrogd.den:=number3;

number4:=inputbox('Ввод месяца','введи месяц рождения','0');

z[i].denrogd.mes:=number4;

number5:=inputbox('Ввод года','введи год рождения','0');

Z[i].denrogd.god:=number5;

listbox1.Items.Add(inttostr(i)+

z[i].name+z[i].familname+z[i].denRogd.den+z[i].denrogd.mes+z[i].denrogd.god);

end;

end.

2.Множества

Множества можно представить как последовательность значений

одинакового типа, причем эта последовательность ограничена - количество

элементов может изменяться от 0 до 256. Надо особо отметить, что для

объявления типа элементам множества нельзя использовать Integer, Word,

LongInt и Int64.Тип элементов множества еще называют базовым типом,

который обязательно должен быть порядковым (исключения описаны выше).

Множественный тип можно объявить таким образом:

Type

<имя множественного типа> = set of <тип элементов (базовый тип)>

Переменные таких типов могут принимать значения любого подмножества

базового множества. Что это означает, сейчас расскажу. Объявление

множества происходит при помощи конструктора множеств. А конструктор

множеств, тем самым, представляет собой последовательность элементов

базового множества. В качестве последовательности могут выступать тип -

диапазон базового типа, константы и выражения. Допустим, мы описали

множество:

Type

Fly = set of '1'..'100';

объявили переменные этого типа:

Var

L1, L2: Fly;

и присвоили им значения, используя конструктор множеств:

L1:= [40..50];

L2:= ['7','9','8','12'];

Обратите ваше внимание на то, что последовательность элементов при

присвоении значения не играет никакой роли. Также надо бы сказать и о

синтаксисе конструктора множеств:

<переменная множественного типа> :=

[ <элементы множества> ];

Для добавления и исключения во множестве значений в процессе работы

самого приложения используются процедуры Include и Exclude. Работать с

ними можно таким образом:

Include (<множество>,<элемент для добавления>);

Exclude (<множество>,<элемент для исключения>);

Существует большое количество разнообразных действий и операций,

которые можно производить над множествами, основными же являются

объединение, разность, пересечение. Расскажем о них поподробнее.

Будем рассматривать примеры и с числами, и с символами:

1) Объединение - в итоге, после объединения множеств получается одно

множество, состоящее из элементов обоих множеств. Заметим, что каждый

элемент может входить в получившееся множество только один раз.

[1,2,3,4..6] + [3..5,6,12] получается [1,2,3,4,5,6,12]

['A','B','C'] + ['D','E','F'] получается ['A','B','C','D','E','F']

2) Разность - в итоге этого действия, получившееся множество будет

содержать элементы первого множества, которые не принадлежат второму

множеству.

[3,4,5,6..9] - [3,4,5,6] получится [7,8,9]

['K','L','M','N'] - ['K','L','N'] получится ['M']

3) Пересечение - при пересечении двух множеств будет образовываться

множество, состоящее из элементов, которые присутствуют в вступивших в

реакцию множествах.

[1,2,3,4,5..9] * [3,7,8,10,11,12] получится [3,7,8]

Понятно, что в программах требуется делать не только такие операции, как

пересечение, объединение, разность, но и требуется сравнивать их, делать

выводы и по результатам этих выводов совершать определенные действия.

Для этого существуют операторы сравнения, такие как "=", "<>", "<=", ">=".

Разберемся с каждым по отдельности:

1) Оператор = - сравнивает два множества, если все элементы одного

множества соответственно равны всем элементам другого множества, то

такие множества равны и операция будет возвращать "правду" (True).

[1,2,3,4..7] = [1,2,3,4,5,6,7] будет возвращать True.

[1,2,3] = [5,6,7] будет возвращать False.

2) Оператор <> - противоположен оператору "=", то есть, если все элементы

одного множества не равны элементам другого множества, то такие

множества не равны и операция возвращает "истину" (True).

[6,7,8,9] <> [10,11,12] будет возвращать True.

3) Оператор >= - сравнивает два множества, если элементы второго

множества являются подмножеством первого оперируемого множества, то

функция возвращает "истину" (True). Если говорить проще, то функция

возвращает "правда", если первое множество содержит элементы второго.

['A'..'E'] >= ['B'..'D'] возвращает True.

4) Оператор <= - противоположен оператору ">=", то есть, если все элементы

первого множества являются элементами второго множества, то тогда

функция возвращает "истину" (True).

[2,3,4,5..20] <= [1..100] возвращает True.

Также есть и еще один оператор, а именно In, использующийся для проверки

присутствия элемента к заданному множеству. Он очень часто используется,

как и операторы сравнения, в операторах IF, Case. Синтаксис In представляет

собой следующее:

<элемент для проверки> in <множество для проверки>;

Выражение такого типа будет возвращать "истину" (True), если элемент

действительно присутствует во множестве, в обратном случает - "ложь"

(False).

Лекция №13. Программные продукты и их структура

1. Виды программных продуктов и их структура

Модуль - это самостоятельная часть программы, имеющая

определенное назначение и обеспечивающая заданные функции обработки

автономно от других программных модулей.

В большей степени программные продукты не являются монолитом и

имеют конструкцию (архитектуру) построения - состав и взаимосвязь

программных модулей.

Таким образом, программный продукт обладает внутренней

организацией, или внутренней структурой, образованной взаимосвязанными

программными модулями. Это справедливо для сложных и

многофункциональных программных продуктов, которые часто называются

программными системами.

Структуризация программ выполняется в первую очередь для удобства

разработки, программирования, отладки и внесения изменений в

программный продукт. Как правило, программные комплексы большой

алгоритмической сложности разрабатываются коллективом разработчиков (2

- 15 и более человек). Управлять разработкой программ в условиях

применения промышленных технологий изготовления программ можно лишь

на научной основе.

Таким образом, структуризация программных продуктов преследует

основные цели:

 распределить работы по исполнителям, обеспечив приемлемую их

загрузку и требуемые сроки разработки программных продуктов;

 построить календарные графики проектных работ и осуществлять их

координацию в процессе создания программных изделий;

 контролировать трудозатраты и стоимость проектных работ и др.

Структурное "разбиение" программ на отдельные составляющие служит

основой и для выбора инструментальных средств их создания. При создании

программных продуктов выделяются многократно используемые модули,

проводится их типизация и унификация, за счет чего сокращаются сроки и

трудозатраты на разработку программного продукта в целом.

Некоторые программные продукты используют модули из готовых

библиотек стандартных подпрограмм, процедур, функций, объектов, методов

обработки данных.

На рис. приведена типовая структура программного продукта,

состоящего из отдельных программных модулей и библиотек процедур,

встроенных функций, объектов и т.п.

Рис. Структура программного продукта

Среди множества модулей различают:

 головной модуль - управляет запуском программного продукта

(существует в единственном числе);

 управляющий модуль - обеспечивает вызов других модулей на

обработку;

 рабочие модули - выполняют функции обработки;

 сервисные модули и библиотеки, утилиты - осуществляют

обслуживающие функции.

В работе программного продукта активизируются необходимые

программные модули. Управляющие модули задают последовательность

вызова на выполнение очередного модуля. Информационная связь модулей

обеспечивается за счет использования общей базы данных либо

межмодульной передачи данных через переменные обмена.

Каждый модуль может оформляться как самостоятельно хранимый

файл; для функционирования программного продукта необходимо наличие

программных модулей в полном составе.

Структурно-сложные программные продукты разрабатываются как

пакеты программ, и чаще всего они имеют прикладной характер - пакеты

прикладных программ, или ППП.

ППП (application program package) - это система программ,

предназначенных для решения задач определенного класса.

Компоненты ППП объединены общими данными (базой данных),

информационно и функционально связаны между собой и обладают

свойством системности, т.е. объединению программ присуще новое

качество, которое отсутствует для отдельного компонента ППП. Структура

ППП, как правило, многомодульная.

ПС – программная система — это совокупность согласованно

работающих программ под общим управлением, предназначенная для

решения сложной задачи или ряда взаимосвязанных задач.

При разработке ПС человек имеет дело с системами.

Под системой будем понимать совокупность элементов (компонентов)

системы и связей (отношений) между ними. Система характеризуется

структурой и поведением.

Структуру системы наиболее часто представляют с помощью графа. Под

графом G будем понимать пару G = (V, D), где V — множество вершин

графа, графически изображаемых точками или окружностями; D —

множество дуг графа, графически изображаемых стрелками, соединяющими

вершины (рис. ). При этом вершины, как правило, соответствуют элементам

системы, а дуги — отношениям между элементами.

Рис. Пример графа

При рассмотрении конкретной структуры системы следует понимать,

что каждый ее элемент может также являться системой со своими

элементами и отношениями.

Под простой понимают такую систему, в которой человек может

уверенно перебирать все пути взаимодействия между ее элементами, а под

сложной будем понимать такую систему, в которой он этого делать не в

состоянии.

Систему назовем малой, если n < 7 (6! = 720 < 1000), систему назовем

большой, если n > 7. При n=7 имеем промежуточный класс систем. Малая

система всегда проста, а большая может быть как простой, так и сложной.

Задача технологии программирования  научиться делать большие системы

простыми.

Полученная оценка простых систем по числу элементов широко

используется на практике.

Целью системного анализа в наиболее общем виде является описание и

исследование систем. Применительно к разработке ПО системный анализ

представляет собой анализ существующей структуры отношений в рамках

конкретной предметной области, выявление роли и места будущей

программной системы, ее основных функций и свойств. В этой связи

системный анализ также можно назвать внешним проектированием.

2. Технология проектирования систем

2.1.Декомпозиция проектируемой системы

Одной из основных задач проектирования ПС является декомпозиция

системы, то есть разделение системы в целом на совокупность

взаимосвязанных элементов. Система делится на подсистемы, а подсистемы

– на модули, модули - на процедуры и функции.

По направлению процесса декомпозиции принято выделять три основных

метода проектирования.

При нисходящем проектировании (проектировании «сверху вниз»)

проектирование начинается с верхнего уровня. Система иерархически

разбивается на подсистемы и т.д. вплоть до компонент нижнего уровня. Это

метод общего назначения, с его помощью можно проектировать любую

систему.

При восходящем проектировании (проектировании «снизу вверх») сразу

выделяются необходимые компоненты нижнего уровня реализации, на

основе которых строятся подсистемы уровня выше и т.д. до верхнего уровня.

Этот метод используют для относительно небольших систем, как правило,

инструментального назначения. В таких системах обычно четко

прослеживается большое количество инструментальных компонент нижнего

уровня, а на верхнем уровне, практически, реализуется только интерфейс к

ним.

При проектировании методом расширения ядра (проектировании «от

центра») выделяется базовый процесс или объект (ядро), на котором

основана вся система. Проектирование ведется одновременно «вниз» (для

реализации ядра на низком уровне) и «вверх» (для использования ядра на

верхнем уровне). Примером может служить реализация реляционной

системы управления базами данных (СУБД). В ней четко прослеживается

базовое понятие записи. Проектирование «вниз» нацелено на реализацию

понятия записи, типов полей, операций над полями и т.д. Проектирование

«вверх» предназначено для реализации собственно СУБД, то есть таблиц,

запросов и т.д.

Наиболее часто используется смешанный подход к проектированию, при

котором основное проектирование ведется сверху вниз, однако используются

элементы проектирования от центра и снизу вверх.

Проектирование средних и тем более крупных систем есть столь

сложный и длительный процесс, что его стремятся также вести параллельно

несколькими группами проектировщиков. При этом декомпозиция системы

органично приводит к декомпозиции самого процесса проектирования.

2.2. Понятие архитектуры программных систем.

Архитектура ПС  представление ПС как системы, состоящей из

некоторой совокупности взаимодействующих подсистем. В качестве таких

подсистем выступают обычно отдельные программы. Разработка

архитектуры является первым этапом борьбы со сложностью ПС, на котором

реализуется принцип выделения относительно независимых компонент.

Основные задачи разработки архитектуры ПС:

 Выделение программных подсистем и отображение на них внешних

функций (заданных во внешнем описании) ПС;

 определение способов взаимодействия между выделенными

программными подсистемами.

 выделение программных модулей;

 определение способов взаимодействия между модулями.

Основные классы архитектур программных систем.

Различают следующие основные классы архитектур программных

систем:

 цельная программа;

 комплекс автономно выполняемых программ;

 слоистая программная система;

 коллектив параллельно выполняемых программ.

Цельная программа представляет вырожденный случай архитектуры

ПС: в состав ПС входит только одна программа. Такую архитектуру

выбирают обычно в том случае, когда ПС должно выполнять одну какую-

либо ярко выраженную функцию, и ее реализация не представляется

слишком сложной. Естественно, что такая архитектура не требует какого-

либо описанияю.

Комплекс автономно выполняемых программ состоит из набора

программ:

 любая из этих программ может быть активизирована (запущена)

пользователем;

 при выполнении активизированной программы другие программы этого

набора не могут быть активизированы до тех пор, пока не закончит

выполнение активизированная программа;

 все программы этого набора применятся к одной и той же

информационной среде.

Таким образом, программы этого набора по управлению не

взаимодействуют  взаимодействие между ними осуществляется только через

общую информационную среду.

Слоистая программная система состоит из некоторой упорядоченной

совокупности программных подсистем, называемых слоями, такой, что:

 на каждом слое ничего не известно о свойствах (и даже существовании)

последующих (более высоких) слоев;

 каждый слой может взаимодействовать по управлению (обращаться к

компонентам) с непосредственно предшествующим (более низким)

слоем через заранее определенный интерфейс, ничего не зная о

внутреннем строении всех предшествующих слоев;

 каждый слой располагает определенными ресурсами, которые он либо

скрывает от других слоев, либо предоставляет непосредственно

последующему слою (через указанный интерфейс) некоторые их

абстракции.

В качестве примера рассмотрим использование такой архитектуры для

построения операционной системы. Такую архитектуру применил Дейкстра

при построении операционной системы THE . Эта операционная система

состоит из четырех слоев (рис. ).