Das strukturierte Programmierung Es ist eine Bestimmung beim Entwurf und der Konstruktion von Computerprogrammen mit dem Ziel, das Management seiner Komplexität unter Berücksichtigung der Besonderheiten des menschlichen Denkens zu verbessern. Jedes Programm basiert auf einem Algorithmus und kann durch ein logisches Schema dargestellt werden.
Es entstand aus der zunehmenden Komplexität computergestützter Programme. Es ist ein neues Programmierschema geworden, das neue Techniken entwickelt hat, um Programme zu erstellen, die länger sicher betrieben werden können..
Dank der rasanten Entwicklung der computergestützten Datenverarbeitung konnten Ende der 1960er Jahre immer komplexere Probleme gelöst werden. Das Verstehen, Debuggen und Ändern dieser Programme war jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, die sie unzuverlässig machten..
Die großen Computerprogramme, die für diese Probleme erstellt wurden, hatten Quellcodes, die so lang und unstrukturiert waren, dass es selbst für ihre eigenen Autoren ziemlich kompliziert geworden war, mit einiger Logik darauf zuzugreifen und zu navigieren..
Artikelverzeichnis
Programmierer verwendeten den Befehl "goto" in Programmiersprachen, um eine bedingte Verzweigung durchzuführen, die häufig zur Lesbarkeit führte und einen logischen Kontext nicht beibehielt.
In dieser Softwarekrise stellte sich die Frage, ob systematisch eine allgemeine und disziplinierte Methodik entwickelt werden könnte, die verfeinerte Programme ermöglicht. Als Antwort auf diesen Ansatz wurde die strukturierte Programmiermethode geboren.
1968 veröffentlichte Dijkstra den Artikel "Gehe zu, der als schädlich eingestufte Befehl", in dem er darauf hinwies, dass die wahllose Verwendung dieses Befehls die Lesbarkeit und das Verständnis von Computerprogrammen negativ beeinflusst..
Niklaus Wirth entwarf eine neue Programmiersprache namens Pascal, die 1970 veröffentlicht wurde. Seitdem wurde sie ausgiebig verwendet, um das Design strukturierter Programmierung zu lehren..
Dieser Programmiermodus zeichnet sich dadurch aus, dass Programmierer den Quellcode ihrer Programme in logisch strukturierte Blöcke fragmentieren können, die aus Schleifen, Logikblöcken und bedingten Befehlen bestehen..
Das Ziel der strukturierten Programmierung besteht darin, Programme zu erstellen, die einfach zu schreiben, zu debuggen und zu ändern sind. Die erreichten Programme sind klar, geordnet, verständlich, ohne Sprünge.
Dijkstra entwickelte eine Theorie im Zusammenhang mit strukturierter Programmierung, die darauf hinwies, dass es beim Entwerfen eines Programms zweckmäßig ist, die folgenden Grundlagen zu berücksichtigen:
- Der Struktursatz, der besagt, dass jedes Programm mit nur drei wesentlichen Kontrollstrukturen kompiliert werden kann: sequentielle Struktur, alternative Struktur und repetitive Struktur.
- Wenn Sie die Programme skizzieren, wird empfohlen, die absteigende Technik anzuwenden, die auch als Top-Down bezeichnet wird..
- Gültigkeits- und Sichtbarkeitsbereiche von Variablen und Datenstrukturen müssen begrenzt werden.
Der Struktursatz zeigt, dass jeder Algorithmus mit einem einzelnen Start- und Endpunkt als eine Zusammensetzung von drei Kontrollstrukturen gebildet werden kann..
Durch die logische und klare Programmierung dieser unterstützten Steuerungsstrukturen ermöglicht die strukturierte Programmierung eine effiziente Annäherung an Funktionen mit jedem Schwierigkeitsgrad.
Diese Struktur ist einfach die Folge oder Abfolge von zwei oder mehr Operationen oder Befehlen.
Es ist die Auswahl eines Befehls zwischen zwei möglichen Alternativen. Es ist auch erlaubt, zwischen mehr als zwei Alternativen zu wählen.
Bestimmte Befehle werden wiederholt, solange eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. Der Zyklus kann auch mit einem Zähler durchgeführt werden.
Die strukturierte Programmierung basiert auf genau definierten Funktionsmodulen, die nach der spezifischen Art des Problems geordnet sind. Diese Programmierung ist eine unabhängige Methode der Programmiersprache, die sich eher wie ein Programmierstil verhält.
Es ist eine Möglichkeit, Programme nach gut etablierten Regeln unter Verwendung bestimmter Kontrollstrukturen zu entwickeln..
Durch die strukturierte Programmierung können Programme unabhängig von der Sprache der Maschine in Pseudocode geschrieben werden, nahezu natürlich, in jede Programmiersprache konvertierbar.
Fast jedes Beispielcode-Snippet in einer modernen Programmiersprache ist ein Beispiel für strukturierte Programmierung..
Diese Programmierung verwendet Schleifen, Bedingungen und Unterprogramme, um den Fluss und die Modularität zu steuern, um das Lesen zu erleichtern und den Code wiederverwenden zu können.
Eine Liste von Anweisungen kann der Reihe nach von oben nach unten ausgeführt werden. In diesem Fall wird als Beispiel ein Programm in natürlicher Sprache zum Backen von Brot angegeben:
- Mehl hinzufügen.
- Hefe hinzufügen.
- Füge Salz hinzu.
- Mischen.
- Wasser hinzufügen.
- Kneten.
- Den Teig gehen lassen.
- Backen.
Ein Anweisungsblock wird wiederholt, solange eine Bedingung erfüllt ist. Zum Beispiel: Geschirr spülen.
Es wird höchstens eine Aktion aus mehreren alternativen Bedingungen ausgewählt. Zum Beispiel: Mail sortieren.
Zeilen oder Codeblöcke werden in sequentieller Reihenfolge geschrieben und ausgeführt. Zum Beispiel haben Sie:
x = 6
y = 12
z = x + y
WriteLine (z)
Ein Codeblock wird wiederholt, solange eine Bedingung erfüllt ist. Die Häufigkeit, mit der der Block ausgeführt werden kann, ist unbegrenzt. Beispiel:
x = 2
Während x<100
WriteLine (x)
x = x * x
Ende
Ein Codeblock wird ausgeführt, wenn eine Bedingung erfüllt ist. Der Codeblock wird höchstens einmal ausgeführt. Beispiel:
x = ReadLine ()
Wenn x Mod 2 = 0 ist
WriteLine ("Die Zahl ist gerade")
Ende von ja
- Sie sind Programme, die die Bedürfnisse der Kunden erfüllen.
- Obwohl das Generieren des Codes zunächst länger dauert, führt dies häufig zu Code, der beim ersten Ausführen fehlerfrei ausgeführt wird.
- Es ähnelt dem Wortschatz von Wörtern und Symbolen in Englisch.
- Einfach zu handhabende Programmänderungen mit neuen Spezifikationen in der Zukunft.
- Sie sind leichter zu warten.
- Es ist einfach zu bedienen und zu verstehen. Möglicherweise wird weniger Zeit benötigt, um den Code zu schreiben. Es ist einfacher zu lernen.
- Das in einer Hochsprache geschriebene Programm kann in viele Maschinensprachen übersetzt werden. Daher kann es auf jedem Computer ausgeführt werden, für den es einen geeigneten Übersetzer oder Compiler gibt..
- Sie sind eher problemorientiert als maschinenorientiert.
- Es ist unabhängig von dem Computer, auf dem es verwendet wird. Das heißt, Programme, die in Hochsprachen entwickelt wurden, können auf jedem Computer ausgeführt werden.
Strukturierte Programmierung verringert die Wahrscheinlichkeit, dass eine Funktion eine andere beeinflusst. Dies macht das Schreiben von Programmen klarer, da globale Variablen entfernt und durch lokale Variablen ersetzt werden.
Aufgrund dieser Änderung kann der Speicherzuweisungsspeicherplatz, den eine globale Variable belegt, gespeichert werden.
Die Organisation hilft dabei, die Programmierlogik leicht zu verstehen, um die Logik hinter den Programmen zu verstehen.
Es hilft auch Neulingen aus jedem Technologieunternehmen, Programme zu verstehen, die von anderen Branchenmitarbeitern erstellt wurden, und erleichtert so das potenzielle Debuggen von Code..
- Der Übersetzer oder Compiler muss die Hochsprache in Maschinensprache übersetzen. Daher muss bei der Nutzung der Computerzeit ein Preis gezahlt werden..
- Vom Compiler generierter Objektcode kann im Vergleich zu einem äquivalenten Assembler-Programm ineffizient sein.
Der geschriebene Code kann in verschiedenen Teilen des Programms erscheinen. Aufgrund seiner Lage kann es für verschiedene Probleme anfällig sein. Programme haben Variablen, was bedeutet, dass sie in verschiedenen Teilen des Programms unterschiedliche Werte annehmen können..
Die Art der Daten stammt aus vielen Funktionen. Wenn daher Änderungen an diesem Datentyp auftreten, muss die entsprechende Änderung an jedem Ort vorgenommen werden, der auf diesen Datentyp innerhalb des Programms einwirkt. Dies ist eine sehr zeitaufwändige Aufgabe, wenn das Programm sehr groß ist.
Der Fall der Softwareentwicklung kann in Betracht gezogen werden, bei dem mehrere Programmierer als Team an einer Anwendung arbeiten. In einem strukturierten Programm wird jedem Programmierer zugewiesen, einen bestimmten Satz von Funktionen und Datentypen zu erstellen.
Daher werden verschiedene Programmierer verschiedene Funktionen, deren Datentypen miteinander geteilt werden, separat behandeln..
Die anderen Programmierer im Team sollten die Änderungen der von einem Programmierer vorgenommenen Datentypen in den von ihnen verarbeiteten Datentypen widerspiegeln. Andernfalls müssen mehrere Funktionen neu geschrieben werden.
Die strukturierte Programmierung hat für Millionen von Programmen und Milliarden von Codezeilen gut funktioniert. Es gibt keinen Grund, es zu verwerfen.
Insbesondere bei Programmen, die Daten verarbeiten, und bei der Verarbeitung von Zahlen, die beide einmal ausgeführt werden, um eine Antwort zu erhalten, hat es sehr gut funktioniert..
Zwei Merkmale definieren die Probleme, die rein strukturiert angegangen werden können, gut:
- Die zu verarbeitenden Daten stimmen eng mit den Datentypen überein, die in die Sprache integriert sind, im Allgemeinen Zahlen und Zeichenfolgen..
- Das Programm folgt einem genau definierten Kontrollfluss, um basierend auf einigen Eingaben ein einzelnes Ergebnis zu erzielen.
Computerprogramme mit diesen Merkmalen umfassen viele wissenschaftliche, technische und Textverarbeitungsanwendungen sowie viele der Lehrbuchbeispiele traditioneller Informatikkurse..
Es überrascht nicht, dass dies genau die Arten von Programmen sind, die die ersten Leute, die Programmiersprachen erfanden, lösen wollten..
Die meisten modernen Programmiersprachen sind folgendermaßen strukturiert: Was Sie im Programm haben, sind Objekte, und der größte Teil des Codes besteht aus verschiedenen Methoden zur Verwendung der in diesen Objekten gespeicherten Daten.
Ein strukturiertes Programm hat im Allgemeinen die Kontrolle darüber, was passiert und wann es passiert, während ein ereignisbasiertes Programm in der Lage sein muss, zu unvorhersehbaren Zeiten auf Ereignisse zu reagieren..
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