Классификация языков программирования

Можно выделить два основных направления развития языков программирования: процедурное и непроцедурное.

Процедурное программирование возникло на заре вычислительной техники и получило широкое распространение. В процедурных языках программа явно описывает действия, которые необходимо выполнить, а результат задается только способом получения его при помощи некоторой процедуры, которая представляет собой определенную последовательность действий.

Среди процедурных языков выделяют в свою очередь структурные и операционные языки. В структурных языках одним оператором записываются целые алгоритмические структуры: ветвления, циклы и т.д. В операционных языках для этого используются несколько операций. Широко распространены следующие структурные языки: Паскаль, Си, Ада, ПЛ/1. Среди операционных известны Фортран, Бейсик, Фокал.

Непроцедурное ( декларативное ) программирование появилось в начале 70-х годов 20 века, но стремительное его развитие началось в 80-е годы, когда был разработан японский проект создания ЭВМ пятого поколения, целью которого явилась подготовка почвы для создания интеллектуальных машин. К непроцедурному программированию относятся функциональные и логические языки.

В функциональных языках программа описывает вычисление некоторой функции. Обычно эта функция задается как композиция других, более простых, те в свою очередь разлагаются на еще более простые и т.д. Один из основных элементов в функциональных языках - рекурсия, то есть вычисление значения функции через значение этой же функции от других элементов. Присваивания и циклов в классических функциональных языках нет.

В логических языках программа вообще не описывает действий. Она задает данные и соотношения между ними. После этого системе можно задавать вопросы. Машина перебирает известные и заданные в программе данные и находит ответ на вопрос. Порядок перебора не описывается в программе, а неявно задается самим языком. Классическим языком логического программирования считается Пролог. Построение логической программы вообще не требует алгоритмического мышления, программа описывает статические отношения объектов, а динамика находится в механизме перебора и скрыта от программиста.

Можно выделить еще один класс языков программирования - объектно - ориентированные языки высокого уровня. На таких языках не описывают подробной последовательности действий для решения задачи, хотя они содержат элементы процедурного программирования. Объектно-ориентированные языки, благодаря богатому пользовательскому интерфейсу, предлагают человеку решить задачу в удобной для него форме. Примером такого языка может служить язык программирования визуального общения Object Pascal.

Языки описания сценариев, такие как Perl, Python, Rexx, Tcl и языки оболочек UNIX, предполагают стиль программирования, весьма отличный от характерного для языков системного уровня. Они предназначаются не для написания приложения с нуля, а для комбинирования компонентов, набор которых создается заранее при помощи других языков. Развитие и рост популярности Internet также способствовали распространению языков описания сценариев. Так, для написания сценариев широко употребляется язык Perl, а среди разработчиков Web-страниц популярен JavaScript.

Порядок выполнения работы:

1) Ознакомиться с теоретическим материалом

2) Выбрать язык программирования для написания программы.

3) Написать код на языке программирования.

Содержание отчета:

Готовый программный код для программного продукта, написанный на выбранном языке.

Лабораторная работа №11

Тема: Тестирование и отладка.

Цель работы: Провести тестирование и отладку программного продукта.

Время выполнения 6 часов.

Краткие теоретические сведения. Одной из наиболее трудоемких задач, решаемых на этапе разработки, является тестирование и отладка программ. Под отладкой следует понимать процесс, позволяющий получить программу функционирующую с заданными характеристиками в заданной области входных данных.

Основным методом отладки является тестирование. Тест – это последовательность исходных данных, подаваемых на вход изделия и соответствующие им наборы эталонных результирующих данных.

Процесс отладки включает:

1) создание совокупности тестовых эталонных заданий и значений, которым должна соответствовать программа.

2) статическую проверку текстов разрабатываемых программ,

3) тестирование и выполнение программ с различным уровнем детализации,

4) комплексную динамическую отладку, при необходимости, в режиме реального времени

5) диагностику и локализацию причин отклонения результатов тестов от эталонных,

6) изменение программы с целью исключения причин отклонений.

Можно выделить три основных стадии тестирования:

1) стадия обнаружения ошибок в программе ( на этой стадии выявляются все отклонения результатов функционирования от эталонных)

2) стадия диагностики и локализации причин ( на этой стадии необходимо точно определить место в котором произошло искажение программы или данных и установить причину )

3) стадия контроля выполнения корректировок (после локализации и устранения ошибок выполняется контрольное тестирование, подтверждающее правильность выполненной корректировки и подтверждающее, что в результате корректировки не возникли вторичные ошибки).

Эффективность тестирования определяет стоимость и длительность разработки.

Характеристики ошибок в процессе проектирования ПО помогают:

- оценить реальное состояние проекта, планировать трудоемкость, стоимость, и длительность разработки,

- разрабатывать эффективные средства оперативной защиты от невыявленных первичных ошибок,

- оценивать требуемые ресурсы с учетом затрат на устранение ошибок,

и т.д.

Анализ первичных ошибок проводится на двух уровнях детализации:

Во-первых, дифференциированно – с учетом типов ошибок, сложности и степени автоматизации их выявления, затрат на корректировку и этапов наиболее вероятного устранения.

Во-вторых, обобщенно – по суммарным характеристикам их обнаружения в зависимости от продолжительности разработки, эксплуатации и сопровождения ПО.

Существует несколько основных типов ошибок:

1) Технические ошибки документации и фиксирования программы в памяти машины ( составляют 5-10% от общего объема ошибок, большинство выявляется автоматизированными формализованными методами).

2) Программные ошибки, (по количеству и типу определяются: степенью квалификации разработчика, степенью автоматизации разработки, глубиной формализованного контроля текстов программ, объемом и сложностью разрабатываемого ПО, глубиной логического и информационного взаимодействия модулей и др. факторами).

3) Алгоритмические ошибки – обнаружение таких ошибок методами формализованного контроля практически невозможно. Как правило, эти ошибки выявляются только на этапе эксплуатации. К ним можно отнести ошибки, вызванные некорректной постановкой задачи или ее неверной интерпретации разработчиком.

4) Системные – такие ошибки определяются неполной информацией о реальных процессах происходящих в источниках и потребителях информации, причем эти процессы не зависят от алгоритмов и не могут быть заранее определены и описаны они выявляются при исследовании функционирования ПО и при обработке результатов его взаимодействия с внешней средой.

Порядок выполнения работы:

1. Провести тестирование разработанного программного продукта и выявить ошибки.

2. Используя теоретический материал, проанализировать, классифицировать имеющиеся ошибки.

3. Осуществить корректировку выявленных ошибок.

4. Проверить программу на наличие вторичных ошибок.

Содержание отчета:

Программа без ошибок, готовая к эксплуатации, представленная на электронном носителе

Лабораторная работа №12:

Тема: Оформление документации на программный продукт.

Цель работы: Разработать комплект документации на программное средство.

Время выполнения 4 часов.

Краткие теоретические сведения.

Программное документирование – это процесс записи информации, произведенной процессами жизненного цикла.

Процесс содержит набор действий, которые планируют, проектируют, разрабатывают, производят, редактируют, распространяют и сопровождают те документы, в которых нуждаются все заинтересованные лица, такие как менеджеры, инженеры и пользователи программного средства.

Общие требования к составу и содержанию документов, поддерживающих создание программных средств, представлены в ряде стандартов разного ранга. Состав документов широко варьируется в зависимости от класса и характеристик объекта разработки.

Существует несколько стандартов в области обеспечения документирования программных средств.

ISO 12207 - Информационные технологии. Процессы жизненного цикла программного обеспечения.

В этом стандарте документированию посвящен специальный раздел в группе вспомогательных процессов.

ISO 9000- 3 - Общее руководство качеством и стандарты по обеспечению качества.

Управлению качеством документации посвящен специальный раздел 6.2. Эти задачи отражены также в ряде разделов стандарта, непосредственно регламентирующих управление качеством сложных программных средств.

ISO 6592 – Обработка информации. Руководство по разработке документации для вычислительных систем

Главная цель этого стандарта состоит в установлении базисной структуры документации, на основе которой возможно для любого проекта обеспечить эффективное совершенствование и реализацию информационной системы, ПС или БД. В стандарте установлены руководящие принципы создания документов для информационных систем.

ISO 9294 - Информационные технологии. Руководящие положения по управлению документацией на программное обеспечение

Технический отчет этого стандарта представляет руководство по документированию ПС для руководителей, отвечающих за создание программной продукции. Руководство предназначено для помощи в управлении разработкой и эффективном документировании программных проектов.

IEEE 1063-1993 - Пользовательская документация на программное обеспечение.

В нем представлены наиболее полно общие требования к пользовательской документации на программные средства широкого применения. Стандарт определяет минимальные требования к структуре и содержанию комплекта документов для пользователей программных продуктов.

ГОСТ 34.602—89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы

Настоящий стандарт распространяется на автоматизированные системы для автоматизации различных видов деятельности (управление, проектирование, исследование и т. п.), включая их сочетания, и устанавливает состав, содержание, правила оформления документа “Техническое задание на создание (развитие или модернизацию) системы”.

ГОСТ Р 51904-2002 — Программное обеспечение встроенных систем. Общие требования к разработке и документированию.

Стандарт распространяется на процессы разработки и документирования программного обеспечения встроенных систем реального времени. Стандарт распространяется на все действия, имеющие отношение к разработке программного обеспечения.

ГОСТ 19.101 – Виды программ и программных документов.

Настоящий стандарт устанавливает виды программ и программных документов для вычислительных машин, комплексов и систем независимо от их назначения и области применения. Виды программных документов и их содержание приведены в таблице 1:

Таблица 1 – Виды программных документов

Вид программного документа Содержание программного документа

Спецификация Состав программы и документации на нее

Ведомость держателей подлинников Перечень предприятий, на которых хранят подлинники программных документов

Текст программы Запись программы с необходимыми комментариями

Описание программы Сведения о логической структуре и функционировании программы

Программа и методика испытаний Требования, подлежащие проверке при испытании программы, а также порядок и методы их контроля

Техническое задание Назначение и область применения программы, технические, технико-экономические и специальные требования, предъявляемые к программе, необходимые стадии и сроки разработки, виды испытаний

Пояснительная записка Схема алгоритма, общее описание алгоритма и (или) функционирования программы, а также обоснование принятых технических и технико-экономических решений

Эксплуатационные документы Сведения для обеспечения функционирования и эксплуатации программы

Порядок выполнения работы:

1) 1) Оформить пояснительную записку (ПЗ) на программный продукт.

ПЗ на программное средство должна иметь следующую структуру:

1) Постановка задачи;

2) Входные и выходные данные;

3) Среда разработки и обоснование выбора языка программирования;

4) Описание алгоритма;

5) Описание используемых классов и методов;

6) Заключение.

Приложение A – Техническое задание;

Приложение Б – Технический проект;

Приложение В – Иерархия функциональных диаграмм

Диаграмма сущность-связь

Диаграмма потоков данных

Приложение Г UML-диаграммы

2) Приложение Д Листинг программы

Содержание отчета:

ПЗ на электронном и бумажном носителе.

Рекомендуемая литература

1 Александр Леоненков UML 2-е издание: Самоучитель. – БХВ-Петербург, 2004. – 427с

2 Бек К. Экстремальное программирование: Пер. с англ. – «Питер», 2003. – 224с.

3 Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1985.

4 Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательство Бином, СПб.: Невский диалект, 2000. – 560с.: ил.

5 Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML.Руководство пользователя: Пер. с англ. – М.: ДМК, 2000. – 432с.: ил.

6 Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных сетей: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2000. – 352с.: ил.

7 Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). – М.: Лори, 1996.

8 Козлинский А.В. CASE-технология: индустриальная разработка систем обработки информации – Soft Review // Компьютерное обозрение. – 1993. – октябрь.

9 Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. – М.: СИНТЕГ, 1999.

10 Маклаков С.В. Bpwin и Erwin. CASE-средства разработки информационных систем. – М.: Диалог-МИФИ, 1999. – 304с.

11 Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. – М.: МетаТехнология, 1993. – 240с.

12 Петров В.Н. Информационные системы. – СПб.: Питер, 2002. – 688с.: ил.

13 Липаев В.В. Документирование сложных программных средств. – БХВ-Петербург, 2005. – 227с

14 Снежковой И.М. “Методические указания по оформления курсовых и дипломных проектов”. - МГВРК, 2003.- 32с

Приложение 1

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 358; Нарушение авторского права страницы