10.1. Структурні карти Константайна

Методика структурних карт використовується на етапі проектування програмного забезпечення для того, щоб продемонструвати, яким чином програмний продукт виконує системні вимоги. При цьому найчастіше застосовуються дві техніки: структурні карти Константайна (Constantine), призначені для опису зв’язків між модулями, і структурні карти Джексона (Jackson), призначені для опису внутрішньої структури модулів [39].

Структуру програмної системи складають модулі, які на будь-якій мові програмування мають наступні спільні властивості:

• модуль має назву, за якою до нього можна звертатися як до єдиного фрагмента;

• модуль складається з набору операторів мови програмування, записаних послідовно;

• модуль може приймати і/або передавати дані як параметри у певній послідовності або зв'язувати дані через певні параметри.

Структурні карти Константайна є моделлю зв’зків між модулями програми. Вузли структурних карт відповідають модулям і областям даних, потоки зображають міжмодульні зв'язки. На діаграмі спеціальними вузлами зображають циклічні і умовні виклики модулів, а потоки проходять через ці спеціальні вузли. Потоки, що зображають міжмодульні зв'язки між даними і функціями також зображають на діаграмі спеціальними вузлами, а стрілками вказують напрями потоків. На рис. 2.10 приведені основні компоненти структурних карт Константайна.

Модуль є базовим елементом структурної карти. Розрізняють наступні типи модулів (див. рис. 10.2):

• модуль (рис. 10.2, а);

Рис. 10.1. Елементи структурних карт

а – модуль; б – виклик модуля; в – зв'язок з даними;с - зв'язок з функціями

• підсистема – деталізований модуль або програма. Може використовуватися повторно будь-яку кількість разів (рис. 10.2, б);

• бібліотека – сукупність підпрограм, розміщених в модулі окремо від заданої системи (рис. 10.2, в);

• область даних – описує модулі, що містять виключно області глобальних/розподілених даних (рис. 10.2, г).

Рис. 10.2. Типи модулів

Окремі частини програмної системи (програми, підпрограми) можуть викликатися послідовно, паралельно або як співрограми (див. рис. 10.3).

Для моделювання умовних і циклічних викликів застосовуються наступні вузли (рис. 10.3):

Рис. 10.3. Типи викликів модулів

• умовний вузол застосовується для моделювання конструкцій IF-THEN-ELSE (на діаграмі з вузла виходять два потоки) і IF-THEN (з вузла виходить один потік). Умовний вузол зображається у вигляді ромба, потоки – альтернативні виклики зображаються такими, що виходять з нього;

• ітераційний вузол використовується для того, щоб показати, що модуль, який викликається, виконується в циклі. Він зображається півколом зі стрілкою з потоками, що виходять з нього.

Якщо необхідно показати, що підлеглий модуль викликається одноразово, це здійснюється вказанням цифри "1" поряд зі стрілкою, що позначає виклик модуля-спадкоємця (рис 10.4).

Рис. 2.12. Умовні і циклічні виклики модулів

а - циклічний; б - умовний; в - одноразовий

Зв'язки за даними і управлінням між модулями (що передаються як параметри) позначають стрілками, паралельними дузі виклику, які показують напрями зв'язків (рис. 10.5).

Рис. 10.5. Зв'язки а – за даними і б – за керуванням

Приклад 10.1. Розробити структурну карту Константайна для задачі сортування одновимірного масиву за допомогою алгоритмів бульбашки, прямого вибору і Шелла.

Програма складається з модулів Меню, Методів сортування, і Виведення результату. Користувач вибирає потрібний метод, вводить масив і отримує у результаті відсортований масив.

Результат наведений на рис. 10.6.