Вопросы с ответами(2008-2009).doc. Назовите цель разбиения исходных данных программ на классы эквивалентности. Приведите пример выделения классов эквивалентности для какойлибо задачи (в виде дерева разбиения)

• Название: Назовите цель разбиения исходных данных программ на классы эквивалентности. Приведите пример выделения классов эквивалентности для какойлибо задачи (в виде дерева разбиения)
• Дата: 14.01.2021
• Размер: 456.5 Kb.
• Имя файла: Вопросы с ответами(2008-2009).doc.doc
• Тип: Документы; #168096
• страница: 4 из 5

53. Динамические структуры данных: нелинейные списки.*

Такой список может и не быть линейным, если второй указатель каждого элемента списка является не обратным, а используется, например, для указания другого линейного списка.

К таким структурам приводит экономное представление разреженных матриц.

54. Критерии качества программ.*

1) функциональность

2) надежность

3) легкость применения

4) эффективность

5) сопровождаемость

6) мобильность

Функциональность - это способность выполнять набор функций, определенных его внешними спецификациями.

Надежность ПП - это способность безотказно выполнять заданные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с высокой степенью вероятности. Легкость применения - это способность минимизировать затраты пользователя подготовку и ввод исходных данных и оценку полученных результатов, а также вызывать положительные эмоции пользователя.

Эффективность - это отношение уровня услуг, предоставляемых ПП, к объему используемых вычислительных ресурсов.

Сопровождаемость - это такие характеристики ПП, которые позволяют минимизировать усилия по внесению изменений при обнаружении ошибок в ПП и при его модификации. Не последнюю роль в повышении сопровождасмости играют комментарии к тексту программы!

Мобильность - это способность ПП быть перенесенным из одной вычислительной среды (окружения) в другую, в частности, с одной ЭВМ на другую (применяют термин "перенос с одной платформы на другую")
55. Стиль оформления программ.*

Хорошим считается такой стиль оформления программ, который облегчает восприятие программного кода как для самого автора, так и для других программистов, которым, возможно, придется его читать и модифицировать. Стиль оформления включает:

1) правила именования объектов программы(переменных, функций, типов данных и тп)

2) правила оформления модулей

3) стиль оформления текстов программ
56. Эффективность программ: способы экономии памяти.*

Принятие мер по экономии памяти предполагает, что в каких-то случаях эта память неэкономно использовалась. Учитывая, что анализировать имеет смысл только операции размещения данных, существенно влияющиена характеристику эффективности, следует обращать особое внимание на выделение памяти под данные структурных типов (массивов, записей, объектов и т.п.)

Прежде всего, при наличии ограничений на использование памяти следует выбирать алгоритмы обработки, не требующие дублирования исходных данных структурных типов в процессе обработки. Примером могут служить алгоритмы сортировки массивов, выполняющие операцию в заданном массиве, например, хорошо известная сортировка методом "пузырька".
57. Эффективность программ: способы экономии времени выполнения.* *

Чтобы сделать программу более эффективной, пересматриваются результаты реализации алгоритма в процессе написания программы. Приведем некоторые полезные способы увеличения скорости выполнения программы.

Первый способ связан с учетом времени выполнения операций в ЭВМ:

• сложение и вычитание выполняются быстрее, чем умножение и деление (в связи с чем Х+Х выполнясгся быстрее, чем 2*Х)

• целочисленная арифметика быстрее арифметики вещественных чисел (поэтому (i+i+j)* 0,5 быстрее» чем i+0,5*j, так как в первомварианте одна операция с вещественными числами, а во втором – две)

• в целочисленной арифметике операции умножения иди деления на числа, кратные 2, можно заменить соответствующим количеством сдвигов.

• обращение к функции требует больших временных затрат, чем умножение и деление.

Далее для уменьшения времени выполнения необходимо анализировать циклические участки программы с большим количеством повторений.

При их написании необходимо по возможности:

1) выносить вычисление константных, т.е. не зависящих от параметров цикла выражений из циклов.

2) избегать длинных операций умножения и деления, заменяя их по возможности сложением, вычитанием и сдвигами

3) минимизировать преобразования типов в выражениях

4) оптимизировать запись условных выражений – исключать лишние проверки.

5) исключать многократные обращения к элементам массивов по индексам

6) избегать использования различных типов в выражении и т.п.
58. Программирование “с защитой от ошибок”.*

Любая из ошибок программирования, которая не обнаруживается на этапах компиляции и компоновки программы, в конечном счете может проявиться тремя способами; привести к выдаче системного сообщения об ошибке, "зависанию" компьютера или получению неверных результатов.

Однако до того, как результат работы программы становится фатальным, ошибки обычно много раз проявляются в виде неверных промежуточных, результатов, неверных управляющих переменных, неверных типов данных, индексах структур данных и т. п.

Программирование, при котором применяют специальные приемы раннего обнаружения и нейтрализации ошибок, было названо защитным или программированием с защитой от ошибок. При его использовании существенно уменьшается вероятность получения неверных результатов.

Детальный анализ ошибок и их возможных ранних проявлений показывает, что целесообразно проверять:

• правильность выполнения операций ввода-вывода;

• допустимость промежуточных результатов (значений управляющих переменных, значений индексов, типов данных значений числовых аргументов и т. д.)

Проверки правильности выполнения операций ввода-вывода. Причинами неверного определения исходных данных могут являться как внутренние ошибки - ошибки устройств ввода-вывода или программного обеспечения, так и внешние ошибки — ошибки пользователя. При этом принято различать:

• ошибки передачи - аппаратные средства, например вследствие неисправности, искажают данные;

• ошибки преобразования - программа неверно преобразует исходные данные из входного формата во внутренний формат;

• ошибки перезаписи - пользователь ошибается при вводе данных, например, вводит лишний или другой символ;

• ошибки данных - пользователь вводит неверные данные. Ошибки передачи обычно контролируются аппаратно. Для защиты от ошибок преобразования данные после ввода обычно сразу демонстрируют пользователю ("эхо"). При этом выполняют сначала преобразование во внутренний формат, а затем обратно. Однако предотвратить все ошибки преобразования на данном этапе обычно крайне сложно, поэтому соответствующие фрагменты программы тщательно тестируют, используя методы эквивалентного разбиения и граничных значений (см. раздел "тестирование").

Обнаружить и устранить ошибки перезаписи можно, только если пользователь вводит избыточные данные» например, контрольные суммы. Если ввод избыточных данных по каким-либо причинам нежелателен, то следует по возможности проверять вводимые данные, хотя бы контролировать интервалы возможных значений, которые обычно определены в техническом задании, и выводить введенные данные для проверки пользователю. Неверные данные обычно может обнаружить только пользователь.
59. Стихийное программирование. Этапы совершенствования архитектуры программ.*

Суть его в том, чтобы из операторов языка программирования сконструировать программу, выполняющую некоторое (заданное) преобразование данных. Ни набор операторов, ни порядок их применения никак не регламентировался. В общем случае для такого программирования, чем больше операторов в языке программирования, тем лучше.

Главный недостаток разработанного таким образом ПО – большие трудности его сопровождения. Программы, написанные без регламентации применения операторов языка программирования, имеют структуру “итальянского спагетти” из-за частого применения в таких программах оператора перехода goto. Как правило, в таких программах может разобраться только автор, они плохо пригодны для тиражирования и превращения в товар.

В конце 60-х начале 70-х годов в сфере ПО обозначились трудности, порожденные расширением области применения компьютеров. Возросшая мощность вычислительной техники и появление языков высокого уровня позволили приступить к автоматизации процессов, с которыми люди перестали справляться или к которым еще не приступали из-за их высокой вычислительной сложности.

Знаменательной датой в истории программирования стал 1968 год. Тогда создавшееся в программировании положение обсуждалось на международной конференции, получившей название “Кризис программного обеспечения”. В этом году Чарльз Хоар и Николаус Вирт впервые указали на необходимость придания языку программирования свойств, которые превратили бы его в “инструмент надежного создания сложных программ”. Однако настоять на этом им не удалось.

Несколько позже автор структурного программирования голландский ученый Дийкстра (в некоторых источниках Дейкстра) выпустил работу под названием “заметки по структурному программированию”, в которой доказывал, что большинство программ сложны и неуправляемы из-за отсутствия в них четкой математической структуры.

60. Структурное программирование. Определение подхода, цель и принципы.*

Цель структурного программирования – разработка программы, которой присуща определенная структура, основанная на применении принципов структурного программирования.

Перечислим эти принципы:

1. 
   Каждый программный модуль (блок, функция, процедура) должен иметь только один вход и один выход.
   

Это позволяет максимально упростить стыковку модулей в программе.

2. 
   В программах рекомендуется применять 4 типа конструкций:
   

а) последовательность (модулей, операторов)



б) разветвление (условный оператор)



Перечеркивание означает, что Q может отсутствовать.

в) цикл

1. 
   с предусловием
   

2. 
   с постусловием
   

г) выбор из нескольких альтернатив (или переключатель)

3. 
   разработку программ рекомендуется вести сверху – вниз или по нисходящей стратегии.
   

61. Нотации для представления структурных алгоритмов.*

Flow-формы представляют собой графическую нотацию описания структурных алгоритмов, которая иллюстрирует вложенность структур. Каждый символ Flow-формы соответствует управляющей структуре и изображается в виде прямоугольника. Для демонстрации вложенности структур символ Flow-формы может быть вписан в соответствующую область прямоугольника любого другого символа. В прямоугольниках символов содержится текст на естественном! языке или в математической нотации. Размер прямоугольника определяется длиной вписанного в него текста и размерами вложенных прямоугольников.

Псевдокод – формализованное текстовое описание алгоритма(текстовая нотация).
62. Нисходящая стратегия разработки программ.*

Суть нисходящей стратегии в том, что проектировщик должен приступить к работе, имея только концептуальный абстрактный замысел о том, что система или программа будет делать. Затем этот замысел постепенно конкретизируется шаг за шагом, тем самым погружаясь в подробности окончательного программного продукта до тех пор, пока не будет достигнуто «дно», под которым понимаются программные модули, реализующие отдельные функции или процедуры преобразования данных (принцип декомпозиции).

Обобщением проектирования сверху – вниз является и разработка ПО по этому же принципу. Это означает, что до проработки всех деталей можно реализовать для системы скелет верхнего уровня и убедиться в том, что система работоспособна.
63. Принципы модульного программирования.* *

Приступая к разработке ПП следует помнить, что ПП является большой системой, поэтому должны приниматься меры по ее упрощению. Одним из основополагающих принципов упрощения является принцип “разделяй и властвуй”, который получил научное название декомпозиция. При разработке ПП этот принцип реализуют путем разработки большой программы по частям, которые называют программными модулями, а сам такой метод разработки программ называют модульным программированием

Что в теории понимается под модулем? Модуль – это замкнутая программа, которую можно вызвать из другого модуля и самостоятельно откомпилировать. Другое определение: программный модуль – это любой фрагмент описания процесса, оформляемый как самостоятельный программный продукт, пригодный для использования в описаниях процесса.

Модуль – это программа, обладающая тремя основными атрибутами:

он выполняет одну или несколько функций;

модуль реализует некоторую логику (алгоритм).

используется в одном или нескольких контекстах.

При этом функция – это то, что делает модуль, а не то, как он это делает. А вот логика характеризует, как модуль выполняет свои функции. Контекст описывает конкретное применение.

64. Классы прочности модулей.*

1. Прочность по совпадению. Между предложениями модуля нет устойчивых смысловых связей. Такая ситуация возникает, если повторяющуюся группу предложений программы оформляют в виде отдельного модуля и используют его в разных контекстах.

Например модуль вычисления суммы , может использоваться в разных контекстах, и в зависимости от контекста изменяется и смысл связей между предложениями модуля.

Основная проблема с модулями такого класса – это необходимость тщательной проверки, не теряется ли смысл обработки данных при каждом новом использовании модуля.

2. Прочность по логике - при каждом вызове выполняется некоторая функция из набора функций модуля. Как следует из этого определения, прочный по логике модуль выполняет несколько функций, и требуемая в конкретный момент функция выбирается (определяется) вызывающим модулем.

Пример: библиотека стандартных программ, реализующих численные методы.

Основная проблема с модулями этого класса – это использование одного и того же сопряжения в разных программах. Правила этого сопряжения должны быть выдержаны как в вызывающей, так и вызываемой программах.

3. Прочность по классу – модуль выполняет несколько функций, отнесенных разработчиком к одному классу. Например: autoexec.bat.

Обычно это первые или последние модули в программных комплексах, на которые возлагаются операции инициализирования и завершения.

Для таких модулей основная проблема состоит в том, что они неявно связаны с другими модулями и при изменениях прочных по классу модулей часто возникают ошибки, когда эти связи не учитываются.

4. Процедурно-прочный модуль – выполняет несколько функций относящихся к одной функциональной процедуре решения задачи. Здесь единственная проблема состоит в том, что фрагменты программы, относящиеся к одной функции, могут быть не последовательными в тексте модуля,  усложняются изменения в модуле.

5. Коммуникационно- прочный модуль. Это процедурно прочный модуль, в котором все функции модуля связаны по данным.

Те же проблемы, что и у процедурно – прочного модуля, но они менее острые, т.к. связь по данным в одной функции ускоряет связь предложений этойфункциии их разрыв менее вероятен, а иногда невозможен.

6. Информационная прочность – модуль выполняет несколько функций над одной и той же строкой данных, но каждая функция представляется отдельным входом в модуль.

7. Функциональная прочность – это когда модуль выполняет одну функцию – это то, к чему следует стремиться при проектировании модульной структуры ПО. Информационно - прочные модули следует рассматривать как физическое соединение нескольких функционально – прочных модулей.

Модуль может соответствовать описанию нескольких типов прочности. В этом случае принято его относить к высшему типу прочности, определению которой он удовлетворяет.
65. Виды сцепления модулей.*

Сцепление модулей является мерой взаимозависимости модулей по данным и определяется как способом передачи данных между модулями, так и свойствами передаваемых данных. Для достижения минимальной сложности программного комплекса необходимо добиться такого сопряжения между модулями, чтобы все данные чередовались между ними в форме явных и простых параметров.

Виды сцеплений охарактеризуем в порядке уменьшения сцепления.

1. Сцепление по содержимому – модуль ссылается на данные (содержимое) другого модуля. Большинство языков программирования высокого уровня делает такое сцепление практически невозможным.

2. Сцепление по общей области – модули ссылаются на одну и ту же глобальную структуру данных.

При этом основная проблема та, что имена глобальных переменных связывают модули на этапе их кодирования (программирования), а, следовательно, использование таких модулей в других программах или других контекстах затруднено или невозможно вообще. И кроме того, любые изменения в структуре глобальных данных влекут проверку (тестирование) всех сцепленных по общей области модулей.

3. Сцепление по управлению – один модуль управляет функционированием другого. При этом в вызываемый модуль передается значение управляющей переменной.

Предполагается, что вызывающий модуль “знает” логику работы вызываемого, что уменьшает их независимость.

4. Сцепление по формату – модули ссылаются на одну и ту же структуру данных. Если модуль А вызывает модуль В и передает ему запись анкетных данных служащего и при этом как А так и В чувствительны к изменению структуры или формата записи, то А и В сцеплены по формату.Такого сцепления, по возможности, следует избегать, поскольку оно создает ненужные связи между модулями.

5. Сцепление по данным – передаваемые параметры – простые (неструктурированные) данные.

Сцепление модулей может удовлетворять определению нескольких типов сцепления. В этом случае принято относить тип сцепления к самому жесткому типу, т.е. к меньшему по номеру из рассмотренных типов сцеплений.