5.1.3. Разработка программы решения задачи. Отладка и тестирование программы

При наличии алгоритма решения задачи и выбранной сис­те­мы про­граммиро­вания сле­дующим этапом является составление про­грам­мы, т.е. запись алгоритма решения на выбранном языке про­грам­ми­рования.

Опыт программирования показывает, что в лю­бой раз­рабатываемой про­грамме неизбежно содержатся ошибки. Они возникают из-за различ­ных опеча­ток, а также из-за неправильно составлен­ного ал­горитма реше­ния. В частности, из-за неправильной установки начальных значений пе­ременных. Одни из них проявляются в форме нарушения син­таксических языковых правил, что по­зволяет сразу же принять меры по их исправлению. Другие же проявля­ются в виде неправильного функционирования программы, раз­личного рода аварий­ных ее остановок, в выдаче результатов, не совпадаю­щих с ожидаемыми. Для их об­наружения и устранения произво­дятся проб­ные выполнения про­граммы на наборе не­которых тестовых за­дач с заранее извест­ными ре­зультатами. Этот процесс называется отладкой и тес­тиро­ванием про­граммы и продол­жается до ис­правления всех явно воз­ни­каю­щих наруше­ний в работе про­граммы, а также до совпаде­ния полу­ченных результа­тов с ожидае­мыми тестовыми результатами. При этом широко ис­пользуются отладчики, входящие в со­став систем программирования.

Но и после исправления всех замеченных ошибок нельзя быть пол­но­стью уверенным в том, что в отлаженной про­грамме не осталось более ошибок. Не­замеченные ранее ошибки могут проявляться в течение всего срока эксплуата­ции программы.

Результатом этого этапа является готовая программа решения по­ставлен­ной задачи.

5.1.4. Решение поставленных задач на компьютере и анализ результа­тов

С этого момента наступает этап нормальной эксплуатации про­грам­мы. Для конкретной задачи из класса задач, на решение которых разрабо­тана данная программа, составляются исходные данные, про­грамма испол­няется. Затем ана­лизируются и используются полученные результаты.

5.2. Алгоритмический язык про­граммирования Basic

5.2.1. Основные понятия

Любой алгоритм (программа) определяет некоторую последователь­ность дейст­вий над входными объектами различного типа для получения выходных объектов также различного типа. Для определения типов объек­тов в языках программирования используются сле­дующие понятия:

· данные и типы данных,

· элемен­тар­ные (стандартные) ти­пы данных,

· составные (про­из­вод­ные) типы данных,

· структур­ные и регулярные типы данных,

· структуры данных и массивы данных.

Для задания конкрет­ных программных объектов, связанных с ка­ким либо типом данных, использу­ются понятия:

· константа,

· перемен­ная.

Для определения последовательности действий над программными объек­тами использу­ют­ся следующие понятия:

операторы,

выражения,

проце­дуры (функции и подпро­граммы).

Все эти понятия рассматриваются далее.

Про­грам­ма на алгоритмическом язы­ке программирования Basic яв­ля­ет­ся по­сле­до­ва­тель­но­стью некоторых кон­струк­ций языка - опе­ра­то­ров язы­ка. Базовыми опе­ра­то­ра­ми в язы­ке Basic на­зы­ва­ют­ся ко­ман­ды, за­даю­щие от­дель­ные ша­ги про­цес­са ре­ше­ния по­став­лен­ной за­да­чи.

По­ми­мо обыч­ных базовых операторов в языке Basic су­ще­ст­ву­ют и рассматриваемые далее со­став­ные опе­ра­то­ры, названные так, потому что они вклю­ча­ют в се­бя дру­гие опе­ра­то­ры.

Компью­тер выполняет программу по­следова­тельно, оператор за опе­ратором, начиная с первого из них. Опе­ра­то­ры со­дер­жат в се­бе рас­смат­ри­вае­мые да­лее более мел­кие кон­ст­рук­ции язы­ка: ключевые слова (за­ре­зер­ви­ро­ван­ные сло­ва), кон­стан­ты, име­на пе­ре­мен­ных и вы­ра­же­ния.

С дру­гой сто­ро­ны, про­грам­ма на язы­ке Basic яв­ля­ет­ся тек­стом, со­стоя­щим из по­сле­до­ва­тель­но­сти строк сим­во­лов. Обыч­но, в ка­ж­дой про­грамм­ной стро­ке за­пи­сы­ва­ет­ся один опе­ра­тор, но для боль­шей на­гляд­но­сти в про­грамм­ную стро­ку мож­но по­ме­щать не­сколь­ко опе­ра­то­ров. В этом слу­чае опе­ра­то­ры долж­ны быть раз­де­ле­ны двое­то­чия­ми (:).

За един­ст­вен­ным или по­след­ним опе­ра­то­ром в стро­ке мо­жет быть за­пи­сан про­из­воль­ный текст, на­зы­вае­мый ком­мен­та­ри­ем. Ком­мен­­та­рий от­де­ля­ет­ся от про­грамм­ной час­ти стро­ки сим­во­лом апо­ст­ро­фа (') и в нем до­пус­ти­мы лю­бые сим­во­лы, дос­туп­ные на кла­виа­ту­ре. Ком­ментарии на вы­полнение программы не влияют, предназначены только для пояснения програм­мы.

Не все символы, доступные с клавиатуры, могут быть использованы в опе­раторах языка Basic. Набор допустимых символов, т.е. ал­фа­вит язы­ка Basic, вклю­ча­ет в се­бя сле­дую­щие сим­во­лы:

· все про­пис­ные (A-Z) и строч­ные (a-z) бу­к­вы ла­тин­ско­го ал­фа­ви­та;

· де­ся­тич­ные циф­ры (0-9);

· зна­ки ариф­ме­ти­че­ских опе­ра­ций: плюс (+); ми­нус (-); ум­но­же­ние (*); де­ле­ние (/); де­ле­ние на­це­ло (\); воз­ве­де­ние в сте­пень (^);

· зна­ки опе­ра­ций от­но­ше­ния: рав­но (=); мень­ше (<); боль­ше (>);

· зна­ки пре­пи­на­ния и раз­де­ли­те­ли: за­пя­тая (,); точ­ка (.); двое­то­чие (:); точ­ка с за­пя­той (;); апо­ст­роф ('); двой­ные ка­выч­ки ("); круг­лые (()) скоб­ки;

· сим­во­лы объ­яв­ле­ния ти­па (%   &    !    #    $);

· не имеющий изображения сим­во­л пробел (   ). На клавиатуре для ввода этого символа имеется отдельная клавиша. Пробел играет особую роль - служит для разде­ления друг от друга различных конструкций языка, на­пример, заре­зер­виро­ванных слов.

Все дру­гие сим­во­лы, на­при­мер бу­к­вы рус­ско­го ал­фа­ви­та, мож­но ис­поль­зо­вать толь­ко в ком­мен­та­ри­ях, а также в рас­смат­ри­вае­мых да­лее конст­рукци­ях языка Basic - стро­ко­вых кон­стан­тах.

По­ми­мо при­ве­ден­ных сим­во­лов ал­фа­ви­та в язы­ке Basic ис­поль­зу­ют бо­лее 200 не­де­ли­мых бу­к­вен­но-циф­ро­вых со­че­та­ний, на­зы­вае­мых ключе­выми словами (за­ре­зер­ви­ро­ван­ны­ми сло­ва­ми). На­при­мер, SIN - для обо­зна­че­ния функ­ции си­нус; PRINT - как со­став­ную часть ин­ст­рук­ции (опе­ра­то­ра) вы­во­да ин­фор­ма­ции на дис­плей. Ре­гистр букв (строч­ные они или про­пис­ные) в ключевых словах не име­ет зна­че­ния, на­при­мер, PRINT , print и PrinT оз­на­ча­ют од­но и то­ же сло­во. Основные из за­ре­зер­ви­ро­ван­ных сло­в будут рас­сматриваться по мере изложения мате­риала.

При описании языка и построении программ используются определенные понятия. Наиболее важными из них являются перечисленные ниже поня­тия. Более развернутая их характеристика приводится далее.

Семантические понятия. Данные и типы данных - представле­ние информации в виде, удоб­ном для компьюте­рной обработки и различ­ные виды данных. Элемен­тар­ные (стандартные) ти­пы данных - простей­шие виды данных, для которых су­щес­твуют встроенные в язык операции - чис­­ловые, сим­вольные, логиче­ские типы данных. Составные (про­из­вод­ные) типы данных - различные ус­ложненные виды дан­ных, кон­струи­руе­мых из других данных. Структур­ные и регулярные типы данных - два ос­но­­вных класса состав­ных типов данных. Данные этих типов назы­ваются, со­ответственно, структурами данных и массивами данных.

Синтаксические понятия. Константы - языковые конструк­ции, не­посредственно задающие данные. Перемен­ные элементарных, структур­ных и регулярных типов - обладающие именем программные объ­екты, слу­жащие для хранения данных. Выражения - языковые конструк­ции из кон­стант, имен переменных и знаков операций, задающие процесс вычис­ле­ния данных. Служебные слова - зафиксированная группа слов (язы­ко­вых конструкций из букв), служащая для по­строения более слож­ных язы­ко­вых конструкций. Операторы - основные единицы построения прог­рамм. Это языковые конструкции из служебных слов и выражений, за­даю­щие этапы обработки и хранения данных. Процедуры - языковые кон­ст­рук­ции из операторов, служащие для зада­ния нестандартных опера­ций над данными и вспомогательных алго­ритмов решения задач. Соот­вет­ст­вен­но, существует два вида процедур - функции и подпро­граммы. Струк­ту­ра программы - представление программы в виде отдельных мо­дулей: ос­нов­ной (главной программы) и процедур и порядок следования в них раз­лич­ных групп операторов.