Caratteristiche di programmazione strutturate, esempi, vantaggi, applicazioni

IL Programmazione strutturata È una disposizione nella progettazione e nella costruzione di programmi per computer, con l'obiettivo di migliorare la gestione della sua complessità, tenendo conto delle peculiarità del pensiero umano. Ogni programma si basa su un algoritmo e può essere rappresentato da uno schema logico.

È nato dalla crescente complessità di programmi computerizzati. È diventato un nuovo schema di programmazione che ha creato nuove tecniche per produrre programmi sicuri per operare più a lungo.

Struttura decisionale e struttura di sequenza nella programmazione strutturata. Fonte: i.Hidekazu CC BY-SA (HttpCreativeCommons.OrglicenSyBy-SA4.0)

Grazie allo sviluppo vertiginoso dell'elaborazione dei dati computerizzati, alla fine degli anni '60 è stato possibile risolvere problemi sempre più complessi. Tuttavia, comprendere, purificare e modificare questi programmi ha presentato difficoltà che li hanno resi poco affidabili.

I grandi programmi per computer fatti per questi problemi avevano codici di fonti così lunghi e non strutturati che erano diventati piuttosto complicati per accedere e navigare con un po 'di logica, anche per i loro autori.

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Origine

I programmatori utilizzati nei linguaggi di programmazione il comando "goto" per eseguire una biforcazione condizionale, che spesso comportava per rendere difficile la leggibilità e che un contesto logico non era preservato.

In questa crisi del software, una metodologia generale e disciplinata potrebbe essere sviluppata sistematicamente che consentiva programmi più raffinati. In risposta a questo approccio, è nato il metodo di programmazione strutturato.

Nel 1968, Dijkstra pubblicò l'articolo "Goto, il comando considerato dannoso", in cui ha sottolineato che l'uso indiscriminato di questo comando aveva un effetto negativo sulla leggibilità e la comprensione dei programmi per computer.

Niklaus Wirth ha progettato un nuovo linguaggio di programmazione, chiamato Pascal, rilasciato nel 1970. Da allora è stato ampiamente utilizzato per insegnare la progettazione della programmazione strutturata.

Caratteristiche

Questa modalità di programmazione è caratterizzata dal fatto che i programmatori possano frammentarsi il codice sorgente dei loro programmi in blocchi logicamente strutturati, che consistono in loop, blocchi logici e comandi condizionali.

L'obiettivo della programmazione strutturata è eseguire i programmi facili da scrivere, purificare e modificare. I programmi raggiunti sono chiari, ordinati, comprensibili, senza salti.

Teoria della programmazione strutturata

Dijkstra ha ideato una teoria legata alla programmazione strutturata, che indicava che quando si progettano qualsiasi programma è conveniente tenere conto delle seguenti basi:

- Il teorema strutturale, che esprime che qualsiasi programma può essere compilato utilizzando solo tre strutture di controllo essenziali: struttura sequenziale, struttura alternativa e struttura ripetitiva.

- Quando si delinea i programmi, è invitato ad applicare la tecnica discendente, chiamata anche dall'alto verso il basso.

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- Le variabili di validità e visibilità di variabili e strutture di dati dovrebbero essere limitate.

Strutture di controllo

Il teorema strutturale indica che qualsiasi algoritmo con un singolo punto di partenza e culmine può essere costituito come una composizione di tre strutture di controllo.

Programmando logicamente e chiaramente queste strutture di controllo ammesse, la programmazione strutturata consente un approccio efficiente alle funzioni con qualsiasi grado di difficoltà.

Sequenza o struttura lineare

Questa struttura è semplicemente la sequenza o la successione di due o più operazioni o comandi.

Struttura o alternative decisionali

È la selezione di un comando tra due possibili alternative. È inoltre autorizzato a scegliere tra più di due alternative.

Ciclo o struttura ripetitiva con una domanda iniziale

Alcuni comandi vengono ripetuti ogni volta che viene soddisfatta una determinata condizione. Il ciclo può anche essere fatto con un contatore.

Indipendente dal linguaggio di programmazione

La programmazione strutturata si basa su moduli funzionali ben definiti, gerarchizzati in base alla natura specifica del problema. Questa programmazione è un metodo indipendente di linguaggio di programmazione, che agisce piuttosto come uno stile di programmazione.

È un modo per escogitare programmi seguendo regole ben consolidate, utilizzando una certa serie di strutture di controllo.

La programmazione strutturata consente di scrivere programmi in pseudocodice, indipendentemente dal linguaggio della macchina, vicino al naturale, convertibile in qualsiasi linguaggio di programmazione.

Esempi di programmazione strutturati

Quasi tutti i frammenti di codice di esempio in qualsiasi linguaggio di programmazione moderno saranno un esempio di programmazione strutturata.

Questa programmazione utilizza loop, condizionali e subroutine per controllare il flusso e la modularità al fine di facilitare la lettura e può riutilizzare il codice.

Sequenza

Un elenco di frasi può essere eseguito in ordine, dall'alto verso il basso. In questo caso, un programma in linguaggio naturale è dato come esempio per cuocere il pane:

- Aggiungi farina.

- Aggiungi lievito.

- Aggiungi sale.

- Mescolarsi.

- Aggiungere acqua.

- Impastare.

- Lascia che l'impasto ottenga.

- Cottura al forno.

Ripetizione

Un blocco di frasi viene ripetuto mentre una condizione è vera. Ad esempio: lava i piatti.

Selezione

Viene scelta un'azione massima tra diverse condizioni alternative. Ad esempio: ordina la posta.

Programmazione strutturata in Visual Basic

Sequenza

Le righe o i blocchi di codice sono scritti ed eseguiti in un ordine sequenziale. Ad esempio, hai:

x = 6

y = 12

Z = x + e

WriteLine (Z)

Ripetizione

Un blocco di codice viene ripetuto mentre viene soddisfatta una condizione. Non vi è alcun limite per il numero di volte in cui il blocco può essere eseguito. Esempio:

x = 2

Mentre x<100

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WriteLine (x)

x = x * x

FINE

Selezione

Viene eseguito un blocco di codice se una condizione è vera. Il blocco di codice viene eseguito al massimo una volta. Esempio:

X = readline ()

Se x mod 2 = 0

WriteLine ("Il numero è pari")

Fine di se stesso

Vantaggi

- Sono programmi che soddisfano le esigenze dei clienti.

- Sebbene inizialmente ci vuole più tempo per generare il codice, spesso si traduce in un codice che viene eseguito senza errori quando viene eseguito per la prima volta.

- È simile al vocabolario di parole e simboli in inglese.

- È facile gestire le modifiche al programma rispetto a nuove specifiche in futuro.

- Sono più facili da mantenere.

- È facile da usare e da capire. Alla fine è richiesto meno tempo per scrivere il codice. È più facile da imparare.

- Il programma scritto in un linguaggio di alto livello può essere tradotto in molte lingue di macchine. Pertanto, può essere eseguito su qualsiasi computer per il quale esiste un traduttore o un compilatore adeguato.

- Sono principalmente orientati ai problemi anziché alla macchina.

- È indipendente dal computer in cui viene utilizzato. Cioè, i linguaggi di alto livello sviluppati possono essere eseguiti su qualsiasi computer.

Programmi più chiari

La programmazione strutturata riduce la possibilità che una funzione influenzi un'altra. Ciò rende i programmi più chiari, poiché le variabili globali vengono eliminate per essere sostituite da variabili locali.

A causa di questa modifica, è possibile salvare lo spazio di allocazione della memoria occupata da una variabile globale.

Facile comprensione

L'organizzazione aiuta a comprendere facilmente la logica di programmazione, al fine di comprendere la logica dietro i programmi.

Aiuta anche i nuovi arrivati ​​di qualsiasi azienda tecnologica a comprendere i programmi creati da altri lavoratori del settore, facilitando così una possibile purificazione del codice.

Svantaggi

- Il traduttore o il compilatore deve tradurre il linguaggio di alto livello in linguaggio macchina. Pertanto, devi pagare un prezzo di utilizzo del prezzo del computer.

- Il codice oggetto generato dal compilatore può essere inefficiente se rispetto a un programma equivalente in linguaggio assembly.

Stesso codice ripetuto

Il codice scritto può apparire in diverse parti del programma. Può essere vulnerabile a diversi problemi a causa della sua posizione. I programmi hanno variabili, il che significa che possono prendere valori diversi in diverse parti del programma.

È ingombrante modificare i tipi di dati

Il tipo di dati proviene da molte funzioni. Pertanto, quando ci sono cambiamenti in tali dati, la modifica corrispondente deve essere apportata in ciascuna posizione che agisce su quel tipo di dati all'interno del programma. Questo è un compito che consuma davvero molto tempo se il programma è molto grande.

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Il caso dello sviluppo del software può essere preso in considerazione, in cui diversi programmatori lavorano come team in un'applicazione. In un programma strutturato, ogni programmatore verrà assegnato per creare un set specifico di funzioni e tipi di dati.

Pertanto, diversi programmatori gestiranno funzioni diverse che hanno tipi di dati condivisi tra loro.

Gli altri programmatori del team devono riflettere le modifiche nei tipi di dati apportati da un programmatore, nei tipi di dati che hanno gestito. Altrimenti, è necessario riscrivere diverse funzioni.

Applicazioni

La programmazione strutturata ha funzionato bene per milioni di programmi e miliardi di righe di codice. Non c'è motivo di scartarlo.

In particolare, ha funzionato molto bene per i programmi che elaborano i dati e per l'elaborazione dei numeri, che vengono eseguiti una volta per produrre una risposta.

Due caratteristiche tendono a definire i problemi che possono essere affrontati in modo puramente strutturato:

- I dati da gestire coincidono strettamente con i tipi di dati integrati in linguaggio, essendo generalmente numeri e caratteri dei caratteri.

- Il programma segue un flusso di controllo ben definito per produrre un singolo risultato basato su alcuni input.

I programmi per computer con queste caratteristiche includono molte applicazioni scientifiche, ingegneristiche e di elaborazione del testo, oltre a molti degli esempi dei libri di testo dei corsi di computer tradizionali.

Non sorprende che questi siano esattamente i tipi di programmi che le prime persone che hanno inventato i linguaggi di programmazione volevano risolvere.

Gestione degli oggetti

La maggior parte dei linguaggi di programmazione moderni sono strutturati in questo modo: ciò che hai nel programma sono oggetti e la maggior parte del codice è costituita da diversi metodi per utilizzare i dati archiviati in quegli oggetti.

Un programma strutturato ha generalmente il controllo su ciò che accade e quando accade, mentre un programma basato sull'evento deve essere in grado di rispondere agli eventi in momenti imprevedibili.

Riferimenti

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