Cтраница 3
Структурировавшая программе любого размера может быть достаточно легко прочет-гада и воивиф пуки уетансвдсния иерархии ее элементарных программ и из. Элементарные nporpawlw тетают с целью установления их программных функций. Програшдвые функции используются для документирования программных проектов; их приписывают к элементам языка PDL как логический комментарий. Методы структурирования программ, описанные в предыдущей главе, в сочетании с правилами чтения элементарных программ и логическими комментариями позволяют разобраться в больших и запутанных программах и документировать их. Ниже будет рассмотрен пример программы на языке ПЛ / 1 произвольной структуры, записанной без комментариев, которая в результате сиетематическего структурирования, чтения и записи логического комментария будет сделана легко читаемой и понятной. [31]
В программах на языке PDL существует два типа логических комментариев: комментарии данных и комментарии элементарных программ. [32]
Для лучшей документации и связи аргументов доказательства изложенные в теореме правильности требования к доказательству корректности элементарных программ включают пункт к стандартной форме самих доказательств. Далее мы приводим как расширение внешнего синтаксиса языка PDL ключевые слова и правила записи частей доказательств для элементарных программ. Элементы внутреннего синтаксиса определяются и записываются на любом уровне, подходящем для рассматриваемых программы и доказательства. [33]
Так, при чтении программы на каждом шаге ее разбора выдвигается гипотеза о том, что рассматриваемой элементарной программе соответствует ее функция. [34]
Иерархия элементарных программ, составляющих сложную программу, может быть определена путем анализа элементарных пра-грамм - процесса повторяющихся выделений и замещений элементарных программ новыми функциональными узлами до тех пор, пока не останется ни одной незамещенной элементарной программы. Для ускорения анализа последовательность из любого числа функциональных узлов может быть замещена одним функциональным узлом. На каждом шаге анализа определяются элементы анализа, которым ставятся в соответствие новые поименованные функциональные узлы, в результате чего получается упрощенная программа. На последнем шаге анализа результирующий элемент анализа сводится к одному функциональному узлу - это высший уровень абстракции управляющей структуры. Блок-схема программы, показанная на рис. 4.25, преобразуется в один функциональный узел за шесть шагов анализа ( исключительно простого, чисто механического процесса), которые показаны ниже. [35]
В то же время использование пути Да являет собой пример раскрытия функции программы, когда, начиная с заданной функции, реализуется пошаговый процесс замены функций элементарными программами и более простыми функциями. Этот процесс продолжается до тех пор, пока все функции не будут представлены с достаточной степенью детализации. Каждая промежуточная функция в этом процессе играет двоякую роль: выступает как заданная функция при операции раскрытия, а также как операция в элементарной структуре, получаемой на ее основе. [36]
Побудительным мотивом для изучения составных программ является тот факт, что любая простая программа независимо от ее размера и сложности путем пошагового преобразования может быть заменена составной программой, сгенерированной из элементарных программ базисного множества. Одно из удобных базисных множеств включает программы типа последовательность, ifthenelse и whiledo. Моделирование подобных программ достигается путем использования функций и предикатов исходной программы и выполнения присваиваний и тестов над новой единицей данных - программным счетчиком. [37]
При другом варианте решения этой задачи получаем блок-схему, показанную на рис. 7.2. Такая блок-схема не является структурированной в смысле структур управления языка PDL, причем первая часть рассматриваемой структуры управления есть элементарная программа с двумя предикатами. В рассмотренной выше программе на языке PDL проверки лОО и у0 объединены в одну, а проверка у0 повторяется, что хотя и менее эффективно, но зато более понятно. [38]
Иерархия элементарных программ, составляющих сложную программу, может быть определена путем анализа элементарных пра-грамм - процесса повторяющихся выделений и замещений элементарных программ новыми функциональными узлами до тех пор, пока не останется ни одной незамещенной элементарной программы. Для ускорения анализа последовательность из любого числа функциональных узлов может быть замещена одним функциональным узлом. На каждом шаге анализа определяются элементы анализа, которым ставятся в соответствие новые поименованные функциональные узлы, в результате чего получается упрощенная программа. На последнем шаге анализа результирующий элемент анализа сводится к одному функциональному узлу - это высший уровень абстракции управляющей структуры. Блок-схема программы, показанная на рис. 4.25, преобразуется в один функциональный узел за шесть шагов анализа ( исключительно простого, чисто механического процесса), которые показаны ниже. [39]
Основное содержание каждого описания составляет система команд и операций машины, которая дается в форме таблицы. Элементарные программы для описываемых машин даются в качестве примеров в первой части книги. [40]
Оказывается, что элементарная программа, в частности элементарная программа языка PDL, является идеальной программной единицей для абстракции. Хотя элементарные программы языка PDL могут содержать последовательность, разветвление и цикл, их действия по отношению к результатам выполнен-ия программы являются внутренними и могут отображаться изменением данных на выходе программы. Абстракция описывает только действия над данными н не более того. [41]
Таким образом, большие структурированные программы формируются из меньших программ, а небольшие структурированные программы могут использоваться для построения сложных программ. Анализ элементарных программ и их преобразование, обсуждаемые в предыдущей главе, были основаны на этой аксиоме. В этой и последующих главах данная аксиома используется для получения принципов чтения, доказательства правильности и написания программ. [42]
Ключевые слова элементарных программ while-do - od, if-then - else-fi и др. являются операторами в программах на языке PDL точно так же, как, , - и др. служат операторами в арифметических выражениях. Заметим, что абстрагирование и расширение не зависят от других соседних элементов арифметического выражения, если они существуют. [43]
Ниже иллюстрируются синтаксис и семантика логических комментариев для элементарных программ языка PDL. Программная функция элементарных программ называется здесь f - действием. Небольшие примеры намеренно перекомментированы, чтобы полнее продемонстрировать возможности комментариев в программах. [44]
Комментарии элементарных программ языка PDL бывают двух типов: комментарии действия ( называемые иначе функциональными комментариями), которые поясняют программные функции, и комментарии состояния, описывающие предикаты от состояния данных. Комментарии действия могут предшествовать любой элементарной программе, а также then - и else - частям разветвляющихся программ и do - частям циклических программ. Комментарии состояния имеют отношение к участкам программы, которые формируют состояния данных, и представляют собой предикаты от состояния данных, полученных в результате выполнения операторов языка PDL. Комментарии состояния следуют за последовательными, разветвляющимися или циклическими элементарными программами. [45]