Программирование

Программирование

Это процесс записи алгоритма на одном из алгоритмических языков программирования. Таких языков существует немало. Наиболее распространены Бейсик, Паскаль, СИ и др.

Следует отметить, что этап программирования не будет представлять большой сложности, если алгоритм разработан

достаточно тщательно. Чем больше внимания уделяется разработке алгоритма, тем меньше времени придется затратить на написание программы, которое в этом случае будет выглядеть как простой перевод. Качественно разработанный алгоритм сможет программировать человек, владеющий языком программирования, но совершенно не знакомый, ни с постановкой задачи, ни с методом ее решения.

Программа должна быть наглядной, легко читаться, сопровождаться комментариями. В комментариях рекомендуется указывать назначение отдельных участков программы, смысл используемых переменных, пояснение наиболее сложных участков.

Отладка программы

Это процесс поиска (диагностики) и устранения ошибок в программе путем решения ее на контрольных (тестовых) примерах. Надо подобрать разные наборы исходных данных, чтобы проверить правильность работы программы при всех возможных исходах.

Главное правило подбора тестовых примеров состоит в следующем: тесты следует подбирать таким образом, чтобы они не подтверждали правильность программы, а выявляли имеющиеся в ней ошибки.

Ошибки в программе бывают двух видов:

-          ошибки ввода (описки) и синтаксические ошибки записи операторов - выявляются при трансляции программы на машинный язык. Программа-транслятор выводит на экран компьютера сообщение о характере ошибки и указывает место в программе, где эта ошибка была обнаружена.

-          смысловые (алгоритмические) ошибки - выявляются на этапе отладки работающей программы, когда программа не производит в точности ожидаемых действий, сообщений об ошибках при этом нет. Обнаруживаются такие ошибки только при сравнении результатов машинного и ручного просчета.

При отладке большой сложной программы используются следующие методы:

-          распечатка значений промежуточных данных, помогает найти ошибки в вычислениях;

-          трассировка программы (trace - след) - вывод номеров операторов по мере их фактического выполнения, дает возможность проследить последовательность выполнения отдельных действий и частей программы;

-          пошаговое выполнение с просмотром содержимого памяти, выполняется с помощью специальной программы - диалогового отладчика.

Подготовка исходных данных и непосредственное выполнение программы

Исходные данные, если они объемные, могут быть подготовлены отдельно, на внешнем носителе (на жестком диске или дискете) или же введены с клавиатуры.

Если все предыдущие этапы завершились благополучно, то выполнение программы происходит почти автоматически, не требует особых затрат и может быть проведено человеком, не принимавшим участия в предварительной работе над задачей.

Рассмотрим последовательность прохождения этапов на примере решения простой задачи.

На первом этапе формулируется условие задачи, например, в словесной форме: функция f(x) должна получить значение, равное единице, если переменная x больше нуля, и ноль, если переменная x принимает другие значения.

Для уяснения задачи можно представить ее в графическом виде: на числовой оси отложить точку 0 и отметить значения переменной x, при которых функция f(x) принимает 0 или 1 (см. рис. 2).

Рис. 2 - Графическая интерпретация условия задачи

На втором этапе производится математическая постановка задачи (математическая модель):

-          определяются исходные (вводимые) данные и их типы. В данной задаче к исходным данным относится переменная x, которая может принимать целые и вещественные значения. В качестве типа для переменной x выбирается вещественный, поскольку данный тип включает в себя и целые значения тоже;

-         

9

-          определяются конечные (выводимые) данные и их типы. В данной задаче конечными данными (результатом решения) является значение функции f(x) целого типа.

На третьем   этапе   осуществляется   разработка   алгоритма.

Алгоритм решения задачи показан на рис. 3.

На четвертом этапе решения задачи алгоритм переводится в программу, записанную на алгоритмическом языке. На рис.3 приводятся программы на языках программирования Turbo Pascal и QBasic, которые реализуют данный алгоритм.

Pascal

Program zadacha;

Var x:real; f:integer;

Begin

End.

Read (x);

If     x>0 Then f:=1

Else f:=0; Writeln („f=‟, f);

QBasic

REM zadacha

DEFSNG X : DEFINT F INPUT X

IF X>0 THEN F=1 ELSE F=0 PRINT “F=”; F

END

Рис. 3 - Алгоритм и программа решения задачи

На пятом этапе программа вводится в память компьютера, осуществляется ее отладка и решение.

Больше всего времени, как правило, требуется на выполнение этапа отладки и решения. Это связано с тем, что здесь устраняются ошибки, допущенные пользователем на всех предыдущих этапах решения задачи. Если это ошибки синтаксиса или семантики, они достаточно легко устранимы. Хуже наличие алгоритмических ошибок, выявить которые значительно труднее, а для их устранения требуется осуществлять многократное тестирование программы для различных наборов исходных данных.

Скачано с www.znanio.ru