Программирование. Стили программирования

Аннотация.

Теоретическая часть моей курсовой работы состоит  заключается в раскрытии темы «Программирование. Стили программирования».

Программи́рование — процесс и искусство создания компьютерных программ и/или программного обеспечения с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, фундаментальных  наук (прежде всего математики) и  инженерии.

Программа должна быть легко читаемой, ее структура  должна соответствовать структуре  и алгоритму решаемой задачи. Для  этого необходимо следовать правилам хорошего стиля программирования. Стиль  программирования — это набор  правил, которым следует программист  в процессе своей работы. Очевидно, что хороший программист должен следовать правилам хорошего стиля.

Хороший стиль программирования предполагает:

• использование комментариев;
• использование несущих смысловую нагрузку имен переменных, процедур и функций;
• использование отступов;
• использование пустых строк.

Следование  правилам хорошего стиля программирования значительно уменьшает вероятность  появления ошибок на этапе набора текста, делает программу легко читаемой, что, в свою очередь, облегчает процессы отладки и внесения изменений.

Практическая  часть – написать игру «100 спичек»: из кучки первоначально содержащей 100 спичек, двое играющих (причем один из них – компьютер, а второй –  пользователь) поочередно берут по несколько спичек: не менее одной  и не более десяти. Выигрывает, взявший  последнюю спичку.

 

Содержание:

1. Теоретическая часть
1. Программирование...........................................................................................................4
2. Стили программирования................................................................................................4
3. Классификация стилей программирования....................................................................5
4. Процедурное программирование....................................................................................6
5. Функциональное программирование..............................................................................9
6. Логическое программирование.....................................................................................10
7. Объектно-ориентированное программирование.........................................................11
2. Практическая часть
1. Задача и программный код............................................................................................14
2. Блок-схема процедуры...................................................................................................17
3. Список литературы................................................................................................................18
 

1. Теоретическая часть

 

 

1. Программирование

 

Программи́рование — процесс и  искусство создания компьютерных программ и/или программного обеспечения  с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, фундаментальных наук (прежде всего математики) и инженерии.

В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование  — реализация одного или нескольких взаимосвязанных алгоритмов на некотором  языке программирования. Под программированием  также может пониматься разработка логической схемы для ПЛИС, а также  процесс записи информации в ПЗУ. В более широком смысле программирование — процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

Программирование включает в себя:

• Анализ;
• Проектирование - разработка алгоритма;
• Кодирование и Компиляцию - написание исходного текста программы и преобразование его в исполнимый код с помощью компилятора;
• Тестирование и отладку - выявление и устранение ошибок;
• Сопровождение.

 

 

 

1. 2. Стили программирования

 

Работая над программой, программист, особенно начинающий, должен хорошо представлять, что программа, которую он разрабатывает, предназначена, с одной стороны, для пользователя, с другой —  для самого программиста. Текст программы  нужен прежде всего самому программисту, а также другим людям, с которыми он совместно работает над проектом. Поэтому для того, чтобы работа была эффективной, программа должна быть легко читаемой, ее структура  должна соответствовать структуре  и алгоритму решаемой задачи. Как  этого добиться? Надо следовать правилам хорошего стиля программирования. Стиль  программирования — это набор  правил, которым следует программист в процессе своей работы. Очевидно, что хороший программист должен следовать правилам хорошего стиля.

Правила хорошего стиля - результат  соглашения между программистами. Считается, что в соответствии с правилами  хорошего стиля программный код  должен поддерживать:

- очевидную логику;

- естественные выражения; 

- осмысленные имена; 

- аккуратное форматирование;

- развернутые комментарии; 

- отсутствие хитрых трюков и  необычных конструкций. 

Следование правилам хорошего стиля  программирования значительно уменьшает  вероятность появления ошибок на этапе набора текста, делает программу  легко читаемой, что, в свою очередь, облегчает процессы отладки и  внесения изменений.

 

Четкого критерия оценки степени соответствия программы хорошему стилю программирования не существует. Вместе с тем достаточно одного взгляда, чтобы понять, соответствует  программа хорошему стилю или  нет.

Сводить понятие стиля программирования только к правилам записи текста программы  было бы неверно. Стиль, которого придерживается программист, проявляется во время  работы программы. Хорошая программа  должна быть прежде всего надежной и дружественной по отношению  к пользователю.

Надежность подразумевает, что  программа, не полагаясь на "разумное" поведение пользователя, контролирует исходные данные, проверяет результат  выполнения операций, которые по какой-либо причине могут быть не выполнены, например, операций с файлами.

Дружественность предполагает хорошо спроектированные диалоговые окна, наличие  справочной системы, разумное и предсказуемое, с точки зрения пользователя, поведение  программы.

 

 

 

• Классификация стилей программирования.

 

Большая часть работы программиста связана с написанием исходного  кода на одном из языков программирования.

Различные языки программирования поддерживают различные стили программирования (т. н. парадигмы программирования). Отчасти искусство программирования состоит в том, чтобы выбрать  один из языков, наиболее полно подходящий для решения имеющейся задачи. Разные языки требуют от программиста различного уровня внимания к деталям  при реализации алгоритма, результатом  чего часто бывает компромисс между  простотой и производительностью (или между временем программиста и временем пользователя).

Одним из важнейших признаков классификации  языков программирования является принадлежность их к одному из стилей, основными  из которых являются следующие: процедурный, функциональный, логический и объектно-ориентированный.

 

 

 

Процедурное  программирование

 

Процедурное (императивное) программирование является отражением архитектуры традиционных ЭВМ, которая была предложена фон  Нейманом в 40-х годах. Теоретической  моделью процедурного программирования служит алгоритмическая система  под названием «машина Тьюринга».

Программа на процедурном языке  программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих процедуру  решения задачи. Основным является оператор присваивания, служащий для  изменения содержимого областей памяти. Концепция памяти как хранилища  значений, содержимое которого может  обновляться операторами программы, является фундаментальной в императивном программировании.

Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти, то есть значений исходных данных, в заключительное, то есть в результаты. Таким образом, с точки зрения программиста имеются  программа и память, причем первая последовательно обновляет содержимое последней.

Процедурные языки характеризуются  следующими особенностями:

• необходимостью явного управления памятью, в частности, описанием переменных;
• малой пригодностью для символьных вычислений;
• отсутствием строгой математической основы;
• высокой эффективностью реализации на традиционных ЭВМ.

Одним из важнейших классификационных  признаков процедурного языка является его уровень. Уровень языка программирования определяется семантической (смысловой) емкостью его конструкций и степенью его ориентации на программиста. Язык программирования частично ликвидирует  разрыв между методами решения различного рода задач человеком и вычислительной машиной. Чем более язык ориентирован на человека, тем выше его уровень. Дадим краткую характеристику реализованным  на ПЭВМ языкам программирования в  порядке возрастания их уровня.

Двоичный язык является непосредственно  машинным языком. В настоящее время  такие языки программистами практически  не применяются.

Язык Ассемблера — это язык, предназначенный для представления  в удобочитаемой символической  форме программ, записанных на машинном языке. Он позволяет программисту пользоваться мнемоническими кодами операций, присваивать  удобные имена ячейкам и областям памяти, а также задавать наиболее удобные схемы адресации.

Язык Макроассемблера является расширением языка Ассемблера путем  включения в него макросредств. С  их помощью в программе можно  описывать последовательности инструкций с параметрами — макроопределения. После этого программист может  использовать снабженные аргументами  макрокоманды, которые в процессе ассемблирования программы автоматически  замещаются макрорасширениями. Макрорасширение  представляет собой макроопределение с подставленными вместо параметров аргументами.

Другими словами, язык Макроассемблера  представляет средства определения  и использования новых, более  мощных команд как последовательности базовых инструкций, что несколько  повышает его уровень.

Языки Ассемблера и Макроассемблера  применяются системными программистами-профессионалами  с целью использования всех возможностей оборудования ЭВМ и получения  эффективной по времени выполнения и по требуемому объему памяти программы. На этих языках обычно разрабатываются  относительно небольшие программы, входящие в состав системного программного обеспечения: драйверы, утилиты и  другие.

Язык программирования С (Си) первоначально  был разработан для реализации операционной системы UNIX в начале 70-х годов. В  последующем приобрел высокую популярность среди системных и прикладных программистов. В настоящее время  этот язык реализован на большинстве  ЭВМ.

В С сочетаются достоинства современных  высокоуровневых языков в части  управляющих конструкций и структур данных с возможностями доступа  к аппаратным средствам ЭВМ на уровне, который обычно ассоциируется с языком низкого уровня типа языка Ассемблера. Язык С имеет синтаксис, обеспечивающий краткость программы, а компиляторы способны генерировать эффективный объектный код.

Одна из наиболее существенных особенностей С состоит в нивелировании  различий между выражениями и  операторами, что приближает его  к функциональным языкам. В частности, выражение может обладать побочным эффектом присваивания, а также может  использоваться в качестве оператора. Нет также четкой границы между  процедурами и функциями, более  того, понятие процедуры не вводится вообще.

Синтаксис языка затрудняет программирование и восприятие составленных программ. Отсутствует и строгая типизация  данных, что предоставляет дополнительные возможности программисту, но не способствует написанию надежных программ.

Ваsic(Бэйсик) (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) — многоцелевой язык символических  инструкций для начинающих) представляет собой простой язык программирования, разработанный в 1964 году для использования  новичками. Он был разработан как  простейший язык для непосредственного  общения человека с вычислительной машиной. Поэтому первоначально  работа велась в интерактивном режиме с использованием интерпретаторов. В настоящее время для этого  языка имеются также и компиляторы.

Согласно концепциям, заложенным в Basic, этот язык в смысле строгости  и стройности является антиподом  языка Pascal. В частности, в нем широко распространены  различные правила  умолчания, что считается плохим тоном в большинстве языков программирования подобного типа.