Лекция 1. Методологии программирования

Основные определения лекции

Примечания

МЕТОДОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Методология - совокупность методов, применяемых в жизненном цикле и объединенных общим философским подходом.

Парадигма программирования — способ мышления и программирования, не связанным с конкретным языком программирования.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЯДРАМ МЕТОДОЛОГИЙ

• Методология императивного программирования.

• Методология объектно-ориентированного программирования.

• Методология функционального программирования.

• Методология логического программирования.

• Методология программирования в ограничениях.

Методология императивного программирования

— подход, характеризующийся принципом последовательного изменения состояния вычислителя пошаговым образом.

Методы и концепции:

История развития императивного программирования

• Метод изменения состояний

• Метод управления потоком исполнения.

Синтаксис и семантика:

Оператор - основное синтаксическое понятие:

— атомарные операторы

— структурные операторы,

Фрагмент синтаксических описаний для операторов:

<оператор> ::= <простой оператор> | <структурный оператор>;

<простой оператор> ::= <оператор присваивания> | <оператор вызова> | <оператор возврата>;

<оператор присваивания> ::= <переменная> := <выражение>;

Машина Тьюринга — абстрактное вычислительное устройство, предложенное для описания алгоритмов.

Языки императивного программирования:

Plancalkuel (от plan calculus), разработанный в 1945—1946 годах Конрадом Цузе - первый алгоритмический язык.

Fortran (1954), Algol (1960), Pascal(1970), C(1972), ICON(1974) и др.

Класс задач:

Императивное программирование наиболее пригодно для решения задач, в которых последовательное исполнение каких-либо команд является естественным.

Пример:

Методология объектно-ориентированного программирования (ООП)

— этот подход использует объектную декомпозицию, при которой статическая структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами.

Методы и концепции:

• Метод объектно-ориентированной декомпозиции

• Метод абстрактных типов данных

• Метод пересылки сообщений

Три основных свойства ООП:

Инкапсуляция — объединение всех данных об объекте и характеристик его поведения в одном пакете.

Наследование — построение иерархии порожденных объектов с возможностью для каждого такого объекта, относящегося к иерархии, доступа к методам и данным всех порождающих объектов.

Полиморфизм — присваивание действию одного имени, которое затем разделяется вверх и вниз по иерархии объектов.

Три группы языков ООП:

Чистые языки - содержат существенную библиотеку, а также набор средств поддержки времени исполнения.

Гибридные языки - появились в результате внедрения объектно-ориентированных конструкций в популярный императивный язык программирования.

Урезанные (очищенные) языки появились в результате удаления из гибридных языков наиболее опасных и ненужных с объектно-ориентированной точки зрения конструкций.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1. Программа и данные в машинных кодах.

2. Создание ассемблера и языков высокого уровня.

3. Появление подпрограмм:

• обрабатывающие глобальные данные,

• подпрограммы с локальными данными.

4. Технология структурного программирования.

5. Структурированные и пользовательские типы данных.

6. Технология модульного программирования.

7. Технология ООП.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ООП

КОНЦЕПЦИИ ООП

1. Абстрагирование – процесс выделения абстракции в предметной области задачи.

Абстракция – совокупность существенных характеристик некоторого объекта, которые отличают его от других объектов.

2. Ограничение доступа – сокрытие отдельных элементов реализации абстракции.

3. Модульность – принцип разработки программной системы, предполагающий реализацию её в виде отдельных частей (модулей).

4. Иерархия – ранжированная или упорядоченная система абстракций.

5. Типизация – ограничения, накладываемые на свойства объектов и препятствующие взаимодействию абстракций разных типов. Тип может связываться с объектом на стадии компиляции (раннее связывание) либо динамически (позднее связывание).

6. Параллелизм – свойство нескольких объектов одновременно находиться в активной состоянии.

7. Устойчивость - свойство абстракции существовать во времени независимо от процесса, породившего данный объект (временные объекты, глобальные объекты, объекты сохраненные в файлах).

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ООП:

Инкапсуляция – объединение данных и операций над ними в одной структуре.

Наследование - процесс порождения новых классов на основе других классов.

Полиморфизм означает, что в производных классах можно изменять работу уже существующих в базовом классе методов, т.е. полиморфизм - свойство различных объектов выполнять одно и тоже действие по-своему.

СТРУКТУРА МОДУЛЯ:

Unit <имя модуля>;

{$директивы}

Interface

………..

Implementation

………………….

Initialization

finalization

end.

История развития объектно-ориентированного программирования:

Примеры:

Примеры:

Примеры: