Elemente de programare structurata

Elemente de programare structurata

La sfarsitul anilor '60, datorita dezvoltarii vertiginoase a prelucrarilor de date cu calculatorul, s-au putut aborda si rezolva probleme din ce in ce mai complexe. Programele mari, corespunzatoare acestor probleme s-au complicat in asa masura incat au devenit foarte greu accesibile chiar si pentru autorii lor. Intelegerea, depanarea si modificarea unor astfel de programe prezinta uneori dificultati de neinlaturat. In acea "criza a software-ului" s-a ivit natural intrebarea: "Se poate elabora o metodologie generala de realizare in mod sistematic, disciplinat a unor programe elegante?" Ca raspuns la aceasta intrebare s-a nascut metoda programarii structurate.

Un program structurat este constituit din unitati functionale bine conturate, ierarhizate conform naturii intrinseci a problemei. Programarea structurata este o metoda independenta de limbajul de programare, ea actionand la nivelul stilului de lucru.

In ce consta de fapt programarea structurata? Programarea structurata reprezinta o maniera de concepere a programelor potrivit unor reguli bine stabilite, utilizand un anumit set, redus, de tipuri de structuri de control.

O structura de control inseamna o combinatie de operatii utilizata in scrierea algoritmilor.

Scopul programarii structurate este elaborarea unor programe usor de scris, de depanat si de modificat (actualizat) in caz de necesitate. Programele obtinute sunt clare, ordonate, inteligibile, fara salturi si reveniri. Programarea structurata permite ca programele sa poata fi scrise in limbaj pseudocod, limbaj independent de masina, apropiat de cel natural, convertibil in orice limbaj de programare.

Prin programarea in mod logic si clar a structurilor de control admise, programarea structurata permite abordarea eficienta a functiilor de orice grad de dificultate. Programarea structurata are la baza o justificare matematica, furnizata de Boehm si Jacopini si cunoscuta ca teorema de structura care precizeaza ca orice algoritm avand o intrare si o iesire, adica un singur punct de inceput si un singur punct de terminare a executiei poate fi reprezentat ca o combinatie de trei structuri de control:

1. Secventa sau structura liniara - succesiunea de doua sau mai multe operatii;

2. Decizia sau structura alternativa- alegerea unei operatii dintre doua alternative posibile;

3. Ciclul sau structura repetitiva cu test initial- repetarea unei operatii atata timp cat o anumita conditie este indeplinita.

Programarea structurata admite si utilizarea altor structuri de control, cum sunt:

Selectia - permite o alegere intre mai mult de doua alternative;

Ciclul cu test final

Ciclul cu contor

Ultimele doua structuri de control reprezinta variante ale structurii referita in general ca structura repetitiva.

Programarea structurata este o orientare in conceperea si alcatuirea programelor, avand ca obiectiv o mai buna gestionare a complexitatii acestora, tinand cont de particularitatile gandirii umane.

Se stie ca programul are la baza un algoritm, iar acesta poate fi reprezentat printr-o schema logica. In cazul programelor complexe (care sunt necesare in rezolvarea majoritatii problemelor reale), numarul de instructiuni fiind foarte mare, schema logica poate contine legaturi foarte complicate intre aceste instructiuni.

S-a constatat insa ca omul nu poate stapani mintal structuri de complexitate ridicata. La un moment dat, aceasta deficienta a mintii umane a devenit o piedica majora in dezvoltarea programarii, deoarece programele complexe erau greu de conceput si, mai ales, greu de depanat. Devenise necesar sa se gaseasca o cale de a pune de acord necesitatea de a se elabora programe mari si complexe, cu particularitatea mintii umane de a opera numai cu structuri simple.

La originea programarii structurate sta un articol al lui E. W. Dijkstra, aparut in anul 1968 si intitulat 'Go To Considered Harmful' in care se arata ca, pentru a reduce complexitatea programelor si a usura intelegerea acestora, este preferabil sa se elimine din programe instructunea GOTO (mergi la) prin care, in limbajele de programare procedurale, se indica saltul de la o instructiune la alta.

Ulterior, Dijkstra impreuna cu alti cercetatori in domeniul informaticii au conceput o teorie coerenta a programarii structurate, conform careia la conceperea unui program, este recomandabil sa se respecte urmatoarele principii:

1. Teorema de structura: orice program poate fi intocmit folosind numai trei structuri de control fundamentale: structura secventiala, structura alternativa si structura repetitiva.

2. La conceperea programelor se recomanda sa se aplice tehnica de elaborare descendenta (in engleza Top-Down), numita si tehnica rafinarilor succesive.

3. Domeniile de valabilitate (de vizibilitate) ale variabilelor si structurilor de date trebuie sa fie limitate.

Test de autoevaluare 2.1

Alegeti varianta corecta pentru urmatoarele intrebari.

Fiecare intrebare valoreaza 20 de puncte. Adevarat / Fals

1. Programarea structurata este o metoda independenta de limbajul de programare............................. A/F

2. Reprezentarea unui algoritm se poate face doar printr-un program realizat intr-un limbaj de programare..........................A/F

3. Teorema de structura afirma ca orice program poate fi intocmit folosind numai trei structuri de control fundamentale: structura secventiala, structura alternativa si structura repetitiva........................... A/F

4. Un algoritm nu poate fi reprezentat doar prin schema logica................................ A/F

5. In elaborarea programelor este recomandata tehnica de elaborare descendenta (top -down).............................. A/F