Основы конструирования программ. Лекция 3. Методология структурного программирования

Июль 29, 2022

Главная
Информатика
Основы конструирования программ. Лекция 3. Методология структурного программирования

Содержание

2. Лекция 3: Методология структурного программирования План лекции: 1.История возникновения и развития языков программирования. 2.Стили программирования: императивный
3. Языки программирования: исторический очерк
4. Языки программирования: исторический очерк
5. Стили программирования: императивный и декларативный. Парадигмы программирования: процедурная (структурная), объектно-ориентированная, функциональная, логическая.
6. Стили программирования: императивный Программируя в императивном стиле, программист должен объяснить компьютеру, как нужно решать задачу. Императивная
7. Стили программирования: декларативный Программа представляет собой совокупность утверждений, описывающих фрагмент предметной области или сложившуюся ситуацию; описывается
8. Парадигмы программирования Парадигма программирования - исходная концептуальная схема постановки проблем и их решения. Вместе с языком,
9. Парадигмы программирования: процедурная Программа состоит из структур данных (объектов обработки) и алгоритма (метода обработки). Программист должен
10. Парадигмы программирования: функциональная Функциональные языки оперируют данными. Применение функции к аргументам изменяет данные. Единственной управляющей конструкцией
11. Парадигмы программирования: логическая Логическая программа оперирует пространством поиска решений. Вместо алгоритма решения задачи описывается мир задачи:
12. Парадигмы программирования: объектно-ориентированная В объектно-ориентированном подходе исходная задача представляется как совокупность взаимодействующих объектов. По аналогии с
13. Базовые понятия ООП Класс — это тип данных, вводимый пользователем. Основное назначение класса - описание основных
14. Базовые понятия ООП
15. Базовые понятия ООП Свойство - характеристика объекта, его параметр. Все объекты наделены определенными свойствами, которые в
16. Базовые понятия ООП 1.Абстракция данных – выделение только необходимых (существенных для поставленной задачи) характеристик и методов,
17. Базовые принципы ООП
18. Достоинства ООП Абстракция от деталей реализации. Данные и операции описываются вместе. Модульность (локализация кода и данных
19. Недостатки ООП Сложность понимания концепций ООП. Сложность проектирования и использования классов. Излишняя универсальность. Неэффективность на этапе
20. Процесс объектно-ориентированного проектирования Этап анализа задачи: 1.Осуществляется идентификация объектов и их свойств; 2.Устанавливается перечень операций (методов
21. Процедурное программирование или ООП? 1.Является ли проблема статичной или динамичной (буду ли изменения и новые версии)?
22. Классификация языков программирования по уровню абстракции 1 уровень: машинный 2 уровень: машинно-ориентированный 3 уровень: структурные (процедурно-ориентированные
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Лекция 3: Методология структурного программирования
План лекции:
1.История возникновения и развития языков

программирования.
2.Стили программирования: императивный и декларативный.
3.Парадигмы программирования: процедурная (структурная), объектно-ориентированная, функциональная, логическая.
4.Объектно-ориентированное программирование.
5.Классификация языков программирования:
- по уровню абстракции,
- по структуре кода.

Слайд 3

Языки программирования: исторический очерк

Слайд 4

Языки программирования: исторический очерк

Слайд 5

Стили программирования: императивный и декларативный.
Парадигмы программирования: процедурная (структурная),
объектно-ориентированная, функциональная, логическая.

Слайд 6

Стили программирования: императивный
Программируя в императивном стиле, программист должен объяснить компьютеру, как

нужно решать задачу.
Императивная программа это последовательность команд / логических переходов, которые должен выполнить компьютер.
Основные конструкции:
Манипулирование ячейками памяти
Оператор присваивания
Явные операторы передачи управления
Условный оператор, циклы

Слайд 7

Стили программирования: декларативный
Программа представляет собой совокупность утверждений, описывающих фрагмент предметной области

или сложившуюся ситуацию; описывается результат (его свойства), а не методы его достижения.
Программист лишь описывает решаемую задачу, а поиском решения занимается императивная система программирования.
В итоге получаем значительно большую скорость разработки приложений, значительно меньший размер исходного кода.

Слайд 8

Парадигмы программирования
Парадигма программирования - исходная концептуальная схема постановки проблем и их

решения.
Вместе с языком, ее формализирующим, парадигма формирует стиль программирования.
Парадигма отражает то, как программист видит выполнение программы.
Например, в объектно-ориентированном программировании программист рассматривает программу как набор взаимодействующих объектов, тогда как в функциональном программировании программа представляется в виде цепочки вычисления функций.

Слайд 9

Парадигмы программирования: процедурная
Программа состоит из структур данных (объектов обработки) и алгоритма

(метода обработки).
Программист должен в явном виде описать все вычисления, которые должен проделать компьютер.
Для управления процессом выполнения используются следующие конструкции: последовательность, ветвление, цикл и вызов подпрограммы.
Эта парадигма является самой старой. Она развивалась по мере появления новых концепций в языках программирования: трансляция (Ассемблер, Fortran, Cobol), типизация (Pascal), модули (Modula), универсальность (С, Ada).

Слайд 10

Парадигмы программирования: функциональная
Функциональные языки оперируют данными. Применение функции к аргументам изменяет

данные.
Единственной управляющей конструкцией является вызов функции. При этом существует некоторое множество базовых функций, а все другие функции строятся из базовых функций с помощью композиции. Используется рекурсия.
Сформировалась как дань математической направленности при исследовании и развитии искусственного интеллекта.
В настоящее время существуют сотни функциональных языков программирования, ориентированных на разные классы задач и виды технических средств: Lisp, Haskell, …

Слайд 11

Парадигмы программирования: логическая
Логическая программа оперирует пространством поиска решений.
Вместо алгоритма решения задачи

описывается мир задачи: какие имеются объекты, их свойства и отношения между ними.
Программа представляет собой набор отношений, которые называются фактами, и правил, на основании которых могут быть получены новые отношения. Это своего рода база данных (БД). Ее применение инициализируется запросом. Поиск ответа на запрос заключается в попытке логического вывода запроса на основании фактов и правил, имеющихся в БД.
Возникло как упрощение функционального программирования для математиков и лингвистов, решающих задачи символьной обработки. Основной язык – Prolog.

Слайд 12

Парадигмы программирования: объектно-ориентированная
В объектно-ориентированном подходе исходная задача представляется как совокупность взаимодействующих

объектов.
По аналогии с реальным миром объект характеризуется совокупностью свойств (структур данных, характерных для этого объекта), методов их обработки (подпрограмм изменения свойств) и событий, на которые данный объект может реагировать и которые приводят, как правило, к изменению свойств объекта.
Объекты могут иметь идентичную структуру и отличаться только значениями свойств. В таких случаях в программе создается новый тип данных – класс. Каждый конкретный объект, имеющий структуру этого класса, называется экземпляром класса.

Слайд 13

Базовые понятия ООП
Класс — это тип данных, вводимый пользователем.
Основное назначение

класса - описание основных свойств и методов обработки объектов этого типа данных.
С точки зрения программирования класс можно рассматривать как набор данных (полей, атрибутов, членов класса) и функций для работы с ними (методов).
Объект (экземпляр класса) – это отдельный представитель класса, имеющий конкретное состояние и поведение, полностью определяемое классом.
То есть класс – это логическая конструкция, а объект обладает физической сущностью (т.е. объект занимает область в памяти).

Слайд 14

Базовые понятия ООП

Слайд 15

Базовые понятия ООП
Свойство - характеристика объекта, его параметр. Все объекты наделены

определенными свойствами, которые в совокупности выделяют объект из множества других объектов.
Методы - функции, связанные с определенным объектом, осуществляющие преобразование свойств, изменяющие поведение объекта.
Событие - изменение состояния объекта. Внешние события генерируются пользователем (например, клавиатурный ввод или нажатие кнопки мыши, выбор пункта меню, запуск макроса). Внутренние события генерируются системой.

Слайд 16

Базовые понятия ООП
1.Абстракция данных – выделение только необходимых (существенных для поставленной

задачи) характеристик и методов, которые в полной мере описывают объект.
2.Инкапсуляция – объединение данных и методов (функций) для работы с ними, а также сокрытие внутренней реализации класса от пользователя.
3.Наследование – механизм, позволяющий описать новый класс на основе уже существующего (родительского), при этом свойства и функциональность родительского класса частично или полностью заимствуются новым классом.
4.Полиморфизм – возможность использования одних и тех же методов для работы с различными объектами базового и порожденного им классов.

Слайд 17

Базовые принципы ООП

Слайд 18

Достоинства ООП
Абстракция от деталей реализации.
Данные и операции описываются вместе.
Модульность (локализация кода

и данных улучшает наглядность ).
Защита наиболее критичных данных от несанкционированного доступа.
Возможность создавать расширяемые системы.
Возможность многоразового использования программных компонентов.

Слайд 19

Недостатки ООП
Сложность понимания концепций ООП.
Сложность проектирования и использования классов.
Излишняя универсальность.
Неэффективность на

этапе выполнения (инкапсуляция данных приводит к необходимости выполнения процедурного вызова каждый раз при доступе к данным).

Слайд 20

Процесс объектно-ориентированного проектирования
Этап анализа задачи:
1.Осуществляется идентификация объектов и их свойств;
2.Устанавливается перечень

операций (методов обработки), выполняемых над каждым объектом, в зависимости от его состояния (событий);
3.Определяются связи между объектами для образования классов.
4. Устанавливаются требования к интерфейсу с объектами.
Этап детального проектирования:
1.Разрабатывается структура классов, описывающая связь между классами и объектами;
2.Разрабатываются диаграммы объектов, показывающие взаимосвязи с другими объектами;
3.Разрабатывается внутренняя структура программного продукта.

Слайд 21

Процедурное программирование или ООП?
1.Является ли проблема статичной или динамичной (буду ли

изменения и новые версии)? ООП для статической проблемы будет мешать, т.к. не показывает всю картину целиком.
2.Является ли Ваше решение одно- или многоуровневым? ООП хорош, если необходимо разбивать проблему сверху вниз и нужно задумываться о каждом конкретном шаге.
3.Глобальное или локальное состояние программы? Состояние определяется статусом переменных. Если везде статические переменные, то зачем нужен ООП?

Слайд 22

Классификация языков программирования
по уровню абстракции
1 уровень: машинный
2 уровень: машинно-ориентированный
3

уровень: структурные
(процедурно-ориентированные и
объектно-ориентированные)
4 уровень: проблемно-ориентированные
5 уровень: ???
машинно-зависимые
(низкого уровня)
машинно-независимые
(высокого уровня)

Основы конструирования программ. Лекция 3. Методология структурного программирования

Содержание

Лекция 3: Методология структурного программирования План лекции:1.История возникновения и развития языков

Языки программирования: исторический очерк

Языки программирования: исторический очерк

Стили программирования: императивныйПрограммируя в императивном стиле, программист должен объяснить компьютеру, как

Стили программирования: декларативныйПрограмма представляет собой совокупность утверждений, описывающих фрагмент предметной области

Парадигмы программированияПарадигма программирования - исходная концептуальная схема постановки проблем и их

Парадигмы программирования: процедурнаяПрограмма состоит из структур данных (объектов обработки) и алгоритма

Парадигмы программирования: функциональнаяФункциональные языки оперируют данными. Применение функции к аргументам изменяет

Парадигмы программирования: логическаяЛогическая программа оперирует пространством поиска решений.Вместо алгоритма решения задачи

Парадигмы программирования: объектно-ориентированнаяВ объектно-ориентированном подходе исходная задача представляется как совокупность взаимодействующих

Базовые понятия ООПКласс — это тип данных, вводимый пользователем. Основное назначение

Базовые понятия ООП

Базовые понятия ООПСвойство - характеристика объекта, его параметр. Все объекты наделены

Базовые понятия ООП1.Абстракция данных – выделение только необходимых (существенных для поставленной

Базовые принципы ООП

Достоинства ООПАбстракция от деталей реализации.Данные и операции описываются вместе.Модульность (локализация кода

Недостатки ООПСложность понимания концепций ООП.Сложность проектирования и использования классов.Излишняя универсальность.Неэффективность на

Процесс объектно-ориентированного проектированияЭтап анализа задачи:1.Осуществляется идентификация объектов и их свойств;2.Устанавливается перечень

Процедурное программирование или ООП?1.Является ли проблема статичной или динамичной (буду ли

Классификация языков программирования по уровню абстракции1 уровень: машинный2 уровень: машинно-ориентированный 3

Похожие презентации

Лекция 3: Методология структурного программирования
План лекции:
1.История возникновения и развития языков

Стили программирования: императивный
Программируя в императивном стиле, программист должен объяснить компьютеру, как

Стили программирования: декларативный
Программа представляет собой совокупность утверждений, описывающих фрагмент предметной области

Парадигмы программирования
Парадигма программирования - исходная концептуальная схема постановки проблем и их

Парадигмы программирования: процедурная
Программа состоит из структур данных (объектов обработки) и алгоритма

Парадигмы программирования: функциональная
Функциональные языки оперируют данными. Применение функции к аргументам изменяет

Парадигмы программирования: логическая
Логическая программа оперирует пространством поиска решений.
Вместо алгоритма решения задачи

Парадигмы программирования: объектно-ориентированная
В объектно-ориентированном подходе исходная задача представляется как совокупность взаимодействующих

Базовые понятия ООП
Класс — это тип данных, вводимый пользователем.
Основное назначение

Базовые понятия ООП
Свойство - характеристика объекта, его параметр. Все объекты наделены

Базовые понятия ООП
1.Абстракция данных – выделение только необходимых (существенных для поставленной

Достоинства ООП
Абстракция от деталей реализации.
Данные и операции описываются вместе.
Модульность (локализация кода

Недостатки ООП
Сложность понимания концепций ООП.
Сложность проектирования и использования классов.
Излишняя универсальность.
Неэффективность на

Процесс объектно-ориентированного проектирования
Этап анализа задачи:
1.Осуществляется идентификация объектов и их свойств;
2.Устанавливается перечень

Процедурное программирование или ООП?
1.Является ли проблема статичной или динамичной (буду ли

Классификация языков программирования
по уровню абстракции
1 уровень: машинный
2 уровень: машинно-ориентированный
3