Алгоритмическая структура ветвления

      Программирование – это развитая  отрасль хозяйственной деятельности, связанная со значительными затратами  материальных, трудовых и финансовых  ресурсов. По данным зарубежных  источников, в середине 90-х г. в мире было занято программированием до 2% трудоспособного населения. Совокупный оборот в сфере создания программных средств достигает нескольких сот миллиардов долларов в год.

     В связи с ростом потребности в разнообразных программах обработки данных весьма актуален вопрос применения эффективных технологий программирования и их перевода на промышленную основу, а это значит использование специальных методов и приемов организации работ по разработке программ.

      Программой  называется план действий, подлежащих выполнению некоторым исполнителем, в качестве которого может выступать компьютер, Составление программы обеспечивает возможность выполнения алгоритма и соответственно поставленной задачи  исполнителем-компьютером. Во многих задачах при программировании на алгоритмическом языке часто пользуются заменой блока алгоритма на один или несколько операторов, введением новых блоков, заменой одних блоков другими.

     Ввод программы и исходных данных в ЭВМ. Программа и исходные данные вводятся в ЭВМ с клавиатуры с помощью редактора текстов, и для постоянного хранения осуществляется запись на гибкий или жесткий диск.

    Тестирование и откладка программы. На этом этапе  происходит исполнение алгоритма с помощью ЭВМ, поиск и исключение ошибок. При этом программисту приходится выполнять рутинную работу по проверке работы программы, поиску и исключению ошибок, и поэтому для сложных программ этот этап часто требует гораздо больше времени и сил, чем написание первоначального текста программы.

    Откладка программы, сложный и нестандартный процесс. Исходный план откладки заключается в том, чтобы оттестировать программу на контрольных примерах. Контрольные примеры стремятся выбрать так, чтобы при работе с ними программа прошла основные пути блок-схемы алгоритма, поскольку на каждом из путей могут быть свои ошибки, а детализация плана зависит от того, как поведет себя программа на этих примерах: на одном она может зациклиться ( т.е. бесконечно повторять одно и тоже действие); на другом – дать явно неверный или бессмысленный результат и т.д. Сложные программы отлаживают отдельными фрагментами. Для повышения качества выполнения этого этапа используются специальные программы – отладчики, которые позволяют исполнить программу «по шагам» с наблюдением за изменением значений переменных, выражений и других объектов программы, с отслеживанием выполняемых операторов. 
 
 
 

4. НЕОБХОДИМОСТЬ  СТРУКТУРИЗАЦИИ В ПРОГРАМИРОВАНИИ 

    Развитие индустрии создания программных средств и все более широкое использование различных программ для удовлетворения информационных потребностей человека существенно повышают требования к надежности программного изделия, т.е. уменьшению числа оставшихся невыявленных ошибок в программе и таких неучтенных ситуаций, при возникновении которых программа может выдать неопределенный результат или прекращает  свое нормальное функционирование.

    Значительное увеличение сложности задач, решаемых с помощью ЭВМ, приводит к увеличению размеров и сложности программ, что порождает дополнительные трудности при их разработке и откладке. Увеличение продолжительности жизненного цикла программ приводит к тому, что с течением времени из-за изменения использования программ возникает необходимость их модификации, повышения их эффективности, удобство пользования ими.

     Для разрешения возникших при этом проблем в практике программирования выработан ряд приемов  и методов, которые принято называть методами структурного программирования.

     Под структурным программированием понимают такие методы разработки и записи программы, которые ориентированы на максимальные удобства для восприятия и понимания ее человеком. При прочтении программы в ее друг за другом фрагментах должна четко прослеживаться логика ее работы, т.е. не должно быть «скачков» на фрагменты программы, расположенные где-то в другом месте программы.

     Структурное программирование –  «программирование без go to», т.е. не используются операторы перехода без особой необходимости. В связи с этим отдельные фрагменты программы представляют собой некоторое логическое (управляющие) структуры, которые определяют порядок выполнения содержащихся в них правил обработки данных. Любая программа получается построенной из стандартных логических структур, число типов которых невелико.

Основные  логические структуры:

    Следование – последовательность операторов, групп операторов, выполняемых друг за другом в порядке их следования в тексте программы.

    Ветвление – управляющая структура, которая в зависимости от выполнения заданного условия определяет выбор для исполнения одного из двух или более заданных в этой структуре групп операторов.

     Повторение – цикл, в котором группа операторов может выполнятся повторно, если соблюдается заданное условие.

    Существенная особенность всех  этих структур – то, что каждая из них имеет только один вход и только один выход, что и обеспечивает логически последовательную структуру программы. Все эти структуры определяются рекурсивно, т.е. каждая из входящих в структуру групп операторов может быть одним оператором, группой операторов и может быть любой из допустимых структур – допускается вложение структур.

     Так как программа задает правила  обработки данных, то проектирование  самих данных при изготовлении  программы имеет не менее важное  значение, чем проектирование правил их обработки. Очевидно, что, чем четче определены сами данные, тем легче разрабатывать правила их обработки. Простота и надежность программы существенно зависят от того, насколько удобно отдельные обрабатываемые данные объединены в некоторые структуры. При этом язык программирования Паскаль требует от программиста четкого описания вводимой в употребление структуры данных, что позволяет транслятору обеспечивать работу с каждой такой структурой и следить за корректностью ее использования.

      Для того чтобы возложить на транслятор контроль за корректностью использования в программе различных типов данных, в Паскале требуется описывать константы и переменные перед их применением с указанием их типа. Чтобы эти описания было легче использовать транслятору и программисту, Паскаль требует четкой структуризации программы, отводя для различного рода информации строго отведенное место.