Технологія програмування, виконання та відлагодження програми

5.1. Технологія програмування програми.

Використання моделі у розробці та вирішенні складних задач є одним з найважливіших методів. Модель – це заміщувач об’єкту дослідження, що знаходиться з ним у такій відповідності, яка дозволяє отримати нове значення про об’єкт.

Оскільки модель ґрунтується на аналогії, то вона губить сенс засобу пізнання як у випадку тотожності моделі та об’єкту дослідження, так і у випадку дуже великих відмінностей між ними. Таким чином моделювання пов’язане зі спрощенням, абстрагуванням прототипу від ряду його властивостей, ознак, сторін. Проте надмірно спрощена модель може призвести до невідповідності з досліджуваним об’єктом, що унеможливить дослідження його з допомогою такої моделі. З іншого боку, врахування в моделі якомога більшої кількості властивостей досліджуваного об’єкту призводить до ускладнення процесу дослідження.

Для вирішення своєї задачі я використав засоби об’єктно-орієнтованої мови програмування Сі++. Кожний стиль програмування має свою концептуальну основу, вимагає різного підходу до розв’язування задачі. Для об’єктно-орієнтованого стилю концептуальна основа полягає в об’єктному підході. Цьому підходу відповідають чотири головних елементи: абстрагування, обмеження доступу, модульність та ієрархія.

1. Абстрагування – виділення таких вагомих характеристик

об’єктів, які відрізняють його від усіх інших об’єктів і які

чітко визначають особливості даного об’єкта з точки зору

подальшого аналізу.

2. Обмеження доступу – процес захисту окремих елементів,

який не впливає на вагомі характеристики об’єкта, як цілого.

3. Модульність – властивість системи, яка зв’язана з

можливістю декомпозиції на ряд тісно зв’язаних модулів

(частин).

4. Ієрархія - впорядкування за деякими правилами об’єктів

системи.

Ідея класів – це основа об’єктно-орієнтованого програмування (ООП). Мета ООП – намагання зв’язати дані й функції для їх обробки в єдине ціле – клас. В класах об’єднуються структури даних і функції їх обробки. Ідея класів відображає будову об’єктів реального світу – оскільки кожний предмет або процес має свої властивості, будову, поведінку.

Клас – це визначений користувачем тип даних. В класі задаються властивості і поведінка якого-небудь, об’єкта у вигляді полів-даних і функцій для роботи з ними.

Парадигма програмування – це набір теорій, методів, стандартів, які використовуються при розробці та реалізації програм на комп’ютері. ООП часто називають новою парадигмою програмування, хоча її революційний поступ розпочався давно у минулому. ООП основане на трьох принципах, що надають класам нові властивості:

1. Інкапсуляція – об’єднання в єдине ціле даних і алгоритмів обробки цих даних. В ООП дані називаються полями, а алгоритми – методами або функціями-членами (methods,member functions).

2. Успадкування - властивість створення ієрархії класів, коли нащадки отримують від попередника поля і методи.

3. Поліморфізм (від гр. poly – багато і morphos форма, означає багато форм) – це властивість класів однієї ієрархії вирішувати схожі за змістом завдання за допомогою різних алгоритмів.

Абстрагування - один із головних засобів, що використовуються для розв’язання складних задач.

Абстракція - це досить суттєві характеристики деякого об’єкта, які відрізняють його від усіх інших видів об’єктів і, таким чином, чітко визначають особливості даного об’єкта з точки зору подальшого розгляду та аналізу.

Абстрагування концентрує увагу на зовнішніх особливостях об’єкта і дозвjляє відокремити найбільш суттєві особливості поведінки від деталей їх здійснення. Такий розподіл можна назвати бар’єром абстракції, який ґрунтується на принципі мінімізації зв’язків, коли інтерфейс об’єкта містить тільки суттєві аспекти поведінки. Корисним є ще один допоміжний принцип, який називається принципом найменшої виразності, за яким абстракція повинна охоплювати лише саму суть об’єкта, не більше, але й не менше. Вибір достатньої множини абстракцій для заданої предметної області є головною проблемою об’єктно-орієнтованого проектування. Існує цілий спектр абстракцій, який починається з об’єктів, що приблизно відповідають сутності предметної області, та закінчується об’єктами, які не мають реальних аналогів у житті. Підвищити ступінь абстракції можна:

1. описом власних типів даних;

2. використанням функцій;

3. об’єднання типів даних і функцій у модулі;

4. використанням класів.

Найбільш цікаві для нас абстракції сутності об’єктів, тому що вони відповідають словнику предметної області. Опис поведінки об’єкта містить опис операцій, які можуть виконуватись над ним, та операцій, які сам об’єкт виконує над іншими об’єктами. Такий підхід концентрує увагу на зовнішніх особливостях об’єкта. Створенню абстракції будь-якого об’єкта повинні передувати певні рішення про засіб її реалізації. Вибраний спосіб реалізації повинен бути схований та захищений для більшості об’єктів-користувачів (які звертаються до даної абстракції). Поняття обмеження доступу можна визначити таким чином:

Обмеження доступу - це процес захисту окремих елементів об’єкта, що не порушує суттєвих характеристик об’єкта як цілого.

Абстрагування та обмеження доступу являються взаємодоповнюючими факторами: абстрагування фокусує увагу на зовнішніх особливостях об’єкта, а обмеження доступу - або інакше захист інформації - не дозволяє об’єктам-користувачам розрізняти внутрішню будову об’єкта.

На практиці здійснюється захист як структури об’єкта, так і реалізації його методів. У мові Сі++ керування доступом та видимістю досягається з великою гнучкістю. Елементи об’єкта можуть бути віднесені до загальнодоступної, відокремленої або захищеної частини. Модульність - це властивість програмної системи, що пов’язана із можливістю декомпозиції її на ряд внутрішньо зв’язаних на слабко пов’язаних між собою модулів.

Розподіл програми на уривки (частини) дозволяє частково зменшити її складність, однак значно важливішим є той факт, що цей процес покращує опрацювання її частин. Ці частини дуже цінні для вичерпного розуміння програми в цілому. Модульність є елементом конструкції в Сі та дозволяє здійснювати на її основі проектні рішення.

В мові Сі++ класи та об’єкти складають логічну структуру системи; як абстракції організуються в модулі, які утворюють фізичну структуру системи. Така властивість стає особливо корисною, коли система складається із багатьох десятків, а то й сотень класів.

5.2. Технологія виконання програми.

Виконання програми виконується частинами. Спочатку створюються підпрограми, які полегшують програмування необхідної задачі, і які будуть використовуватися в тексті основної програми. В нашому випадку такими підпрограмами є:

Функція для введення цифр в поле редагування – Numbers;

Функція, що робить обчислення в залежності від дії, яку потрібно виконати та наявності доданків робить обчислення – Action;

Calculate – це функція, що в залежності від нажатої кнопки обчислює результат.

Також можна розглянути програмний код кожної кнопки як окрему підпрограму, тому отримаєм підпрограми для обчислення таких функцій:

· Синус

· Косинус

· Натуральний логарифм

· Факторіал

· Корінь квадратний

· Квадрат

· Піднесення до довільного степеня числа

· Арксинус

· Арккосинус

· Цілочисельне ділення

· Остача від ділення

· Ділення

· Множення

· Додавання

· Віднімання

5.3. Технологія відлагодження програми.

Для того, щоб відлагодити програму, потрібно використати покрокове підключення підпрограм (так ми швидше зрозуміємо у якій частині програми є помилки і послідовно виправимо ці помилки). Тобто спочатку ми записуємо підпрограми в основний текст програми, потім, при наявності помилок, ми змінюємо підпрогами до такого виду, якого вимагає цей текст і синтаксис мови Сі. Потім підлаштовуємо їх під текст програми і перевіряємо їх робочу ефективність. Намагаються зробити найкращу ефективність шляхом зміни тексту підпрограм.

Після успішного під‘єднання головних підпрограм під‘єднуються інші підпрограми(таким чином, як і основні підпрограми). Намагаються створити найкращу взаємодію шляхом перестановки або зміни тексту підпрограм.

Дата добавления: 2015-10-31