В Камаев - Технологии программирования

В результате использования операционного подхода получались программы (подпрограммы) со структурными элементами в виде операторов языка программирования и единственной сверхсложной структурой "вся программа" типа "спагетти" — множеством неупорядоченных передач управлений вперед и назад (см. рис. 5.1). Все это можно отнести и к большинству текстовых инструкций.

Программы, алгоритмы которых получаются операционным подходом, являлись практически несопровождаемыми. Даже при использовании графических схем алгоритмов их необходимо было дополнять достаточно длинными текстовыми описаниями. Эти текстовые описания должны были содержать огромное количество отдельных тестовых данных для отслеживания всех маршрутов вычислений с целью понимания алгоритма каждого отдельного маршрута. Сложность таких описаний приводила к несоответствию комментариев вычислительным процессам, а также к неоправданно длительному анализу алгоритма с просчетом трассы счета по всем маршрутам в процессе отладки. При использовании схем алгоритмов программ вне документации остается ход мыслей проектировщика по получению алгоритмов. Само вычерчивание схем алгоритмов программ занимает достаточно большое время. Огромное, поистине астрономическое число вычислительных маршрутов требовало подготовки астрономического количества тестов. Программы были ненадежными по сравнению с нынешними программами. Отладка программы в виде одной неразделимой структуры "спагетти" и длиной всего в 600 строк занимала время до полугода. Написание и отладка такой программы при современных технологиях производится программистом за два-три рабочих дня.

Согласно современным технологиям программирования, описания алгоритмов в словесно-пошаговой и графической формах в виде схем алгоритмов программ практически не используются. Их заменили самодокументированные тексты, состоящие из стандартных структур кодирования.

Составлению описания проектной процедуры предшествовали труды Дейкстры (с концепцией программирования без go to), одна из первых работ по структурному кодированию программ [9] и длительный опыт программирования и преподавания авторов.

Принципы описания последовательности действий для алгоритмов и эвроритмов практически не отличаются. В описаниях алгоритмов обычно присутствует лишь большая формализация. При написании программ программист обычно использует компьютер. Как правило, алгоритмы большинства процедур программ являются простейшими. Обычно код таких процедур опытные программисты пишут сразу сидя за монитором. Кодирование даже алгоритмически сложных процедур можно осуществлять с использованием компьютера, ведь современный компьютер отлично заменяет бумагу и карандаш! Просто надо параллельно в двух окнах монитора разрабатывать документальное описание процедуры и кодировать текст кода самой процедуры. Даже если код программы самодокументированный, отдельный документ будет содержать детальное описание структуры данных всей программы, а также наглядные тесты, детально характеризующие весь алгоритм. Наличие такой документации значительно упростит сопровождение программы.

Выполнение проектной процедуры начинается с первого шага, заключающегося в полном уяснении задачи на внешнем уровне. Этому помогают наборы тестовых примеров и модель "черного ящика". Наборы тестовых примеров способствуют учету всех возможных случаев работы алгоритма или эвроритма. Модель "черного ящика" способствует выявлению целевого назначения алгоритма, эвроритма (инструкции) или иной разрабатываемой искусственной системы. Модель "черного ящика" также помогает выявлять входную и выходную информацию программ и инструкций или определить материальные, энергетические и информационные входы и выходы иных разрабатываемых искусственных систем. Существуют алгоритмы и эвроритмы, составление которых можно начинать либо с анализа "черного ящика", либо с подготовки первичных тестов. Также известны алгоритмы, при разработке которых до качественного завершения работ приходилось многократно переключаться как на работу с "черным ящиком", так и на составление первичных текстов.

При разработке алгоритмов программ входная, промежуточная и выходная информация характеризуется структурой данных, размещенных в оперативной и во внешней памяти, и информацией, отображаемой на экране монитора.

При разработке эвроритмов инструкций входная, промежуточная и выходная информация характеризуется набором предметов (физических и документов) и их состоянием, например: пустой чайник; чайник, заполненный наполовину объема холодной водой; включен выключатель "сеть" в правом верхнем углу панели; документ по форме № 5 с заполненной первой графой. Здесь уместно дополнять описания предметов их рисунками. Учитывайте, что предметы изменяются во времени и пространстве.

Первичные тестовые примеры должны включать как обычные, так и стрессовые наборы тестовых входных данных. Каждый стрессовый набор тестовых данных предназначен для выявления реакции в особых случаях, например неверных действий пользователя, деления на ноль, выхода значения за допустимые границы, несоответствия инструкции состоянию дел и т. д. Любой набор тестовых данных должен содержать описание результата.

Второй шаг составления эвроритма или алгоритма начинается с разработки обобщающих тестов или обобщающего теста, включающих как можно в меньший набор тестов все случаи из первичных тестов.

На основе обобщающих тестов, а также выявленных входов и выходов системы готовится наглядный обобщающий тест или несколько наглядных обобщающих тестов. Наглядный тест должен отражать цепочку преобразования информации от исходной информации через промежуточную информацию и до результирующей информации. Главнейшее требование к обобщающему тесту — его наглядность в представлении порядка изменения информации. Известно, что при изучении геометрии успех решения задачи определяется наглядностью рисунков. Наглядные геометрические рисунки обычно получаются многовариантным их построением, и требуется приобретение некоторых навыков для развития искусства их выполнения. Все это относится и к составлению наглядных обобщающих тестов. Наглядность обобщающих тестов достигается правильным выбором способа отображения информации, который обеспечивает восприятие порядка преобразования информации.

Наглядные представления обычно основываются на модели типа абстракции данных, изложенной в гл. 1. Одной из ее форм может быть функциональная модель в виде набора диаграмм потоков данных (ДПД). Другая форма может соответствовать рисунку с рациональным способом размещения по его площади массивов с их именами, значениями элементов, значениями индексов элементов, значениями и именами простых переменных, соединенными стрелками по направлению передачи информации. Еще одной формой является форма, близкая к трассе счета, показывающая изменения значений переменных на шагах процесса. Возможны и иные формы, например таблицы правил.