Структурное и процедурное программирование

Структурное программирование представляет собой совокупность рекомендуемых технологических приемов, охватывающих выполнение всех этапов разработки программного обеспечения.

Были сформулированы основные принципы проектирования и реализации программного обеспечения:

• принцип нисходящей разработки, рекомендующий на всех этапах вначале определять наиболее общие моменты, а затем поэтапно выполнять детализацию (что позволяет последовательно концентрировать внимание на небольших фрагментах разработки);

• собственно структурное программирование, рекомендующее определенные структуры алгоритмов и стиль программирования (чем нагляднее текст программы, тем меньше вероятность ошибки);

• принцип сквозного структурного контроля, предполагающий проведение содержательного контроля всех этапов разработки (чем раньше обнаружена ошибка, тем проще ее исправить).

В основе любого подхода к программированию лежит понятие декомпозиции (разбиения на части) сложных систем с целью последующей реализации в виде отдельных небольших (до 40 - 50 операторов) подпрограмм. В отличие от используемого ранее интуитивного подхода к выделению подзадач, структурный подход требует представления задачи в виде иерархии подзадач простейшей структуры. Для получения такой иерархии рекомендуется применять метод пошаговой детализации. Поскольку полученные этим методом подпрограммы отвечают принципам структурного программирования, данный способ разбиения получил название структурной декомпозиции. С появлением других принципов декомпозиции (объектного, логического и т.д.) данный способ получил название процедурной декомпозиции.

Декомпозиция программы с использованием метода пошаговой детализации выполняется следующим образом.

Сначала определяют общую структуру программы в виде:

• последовательности подзадач, например, ввод данных, преобразование данных, вывод данных;

• альтернативы подзадач, например, добавление записей к файлу или их поиск;

• повторения подзадачи, например, циклически повторяемая обработка данных (рис. 3).

Затем каждую подзадачу, в свою очередь, разбивают на подзадачи с использованием тех же структур.

Процесс декомпозиции продолжают, пока на очередном уровне не получается простейшая подзадача, которая достаточно просто реализуется средствами используемого языка (1-2 управляющих оператора языка).

Сформулированная таким образом методика структурной декомпозиции закрепила сложившийся в то время алгоритмический подход к программированию, при котором основное внимание концентрируется на определении последовательности действий.

Поддержка принципов структурного программирования была заложена в основу так называемых процедурных языков программирования.

Рис. 3. Основные структуры процедурной декомпозиции

Как правило, они включали основные «структурные» операторы управления, поддерживали вложение подпрограмм, локализацию и ограничение области «видимости» данных. Среди наиболее известных языков этой группы стоит назвать PL/1, ALGOL-68, Pascal, С.

Дальнейший рост сложности и размеров разрабатываемого программного обеспечения потребовал развития способов представления структурированных данных и, соответственно, в языках появляется возможность определения пользовательских типов данных. Одновременно усиливается стремление разграничить доступ к глобальным данным программы для уменьшения количества ошибок. Результатом было появление и развитие технологии модульного программирования.