Štrukturálny diagram využitia komplexu programov. Bloková schéma programu

V koncepcii programová štruktúra (program štruktúru) zahŕňa zloženie a popis prepojení všetkých modulov, ktoré implementujú nezávislé funkcie programu a popis médií pre vstupné a výstupné dáta, ako aj dáta podieľajúce sa na výmene medzi jednotlivými podprogramami.

Na vývoj veľkých a zložitých programov potrebuje programátor ovládať špeciálne techniky na získanie racionálnej programovej štruktúry, ktorá zaisťuje takmer dvojnásobné zníženie množstva programovania a niekoľkonásobné zníženie.

Podriadenosť programových modulov sa odráža v hierarchickom diagrame. Ten však neodráža poradie, v ktorom sú volané, ani fungovanie programu. Hierarchický diagram môže vyzerať ako na obr. 5. Zvyčajne je doplnený o dekódovanie funkcií vykonávaných modulmi.

Pred zostavením hierarchického diagramu je vhodné vypracovať externé špecifikácie programu a napísať funkčné popisy programu spolu s popisom premenných dátového nosiča. Osobitnú pozornosť treba venovať hierarchii štruktúrovaných dátových typov a ich komentovaniu.

Rozdelenie programu na podprogramy sa uskutočňuje podľa princípu od všeobecného po konkrétne, podrobnejšie. Proces konštrukcie funkčného popisu a zostavenia hierarchického diagramu je iteratívny a výber najlepšia možnosť je multikriteriálna. Pitva by mala poskytnúť pohodlný poriadok na uvedenie dielov do prevádzky.

Hierarchický diagram môže mať akýkoľvek topologický dizajn. Fragmenty s vertikálnymi hovormi možno previesť na volania jednej úrovne zavedením prídavného modulu, ktorý nemusí vykonávať žiadne užitočné funkcie z hľadiska algoritmu programu. Funkciou nového modulu môže byť len monitoring, teda volanie ďalších modulov v určitom poradí.

Fragmenty s horizontálnymi hovormi na jednej úrovni možno previesť na vertikálne volania modulov na rôznych úrovniach zavedením ďalších premenných, ktoré nebolo možné získať rozkladom funkčného popisu na podfunkcie. Tieto dodatočné premenné sú zvyčajne typu integer alebo boolean a nazývajú sa príznaky, semafory alebo kľúče udalostí. Ich význam je zvyčajne charakterizovaný frázou: v závislosti od nasledujúcej histórie akcií vykonajte také a také akcie.

Počas procesu návrhu musíte vykonať niekoľko iterácií návrhu, zakaždým, keď vygenerujete nový diagram hierarchie, a porovnať tieto hierarchie podľa týchto kritérií, aby ste vybrali najlepšiu možnosť.

kľúč - hodnota premennej používanej na potvrdenie oprávnenia na prístup k niektorým informáciám alebo rutine.

Vlajka- premenná, ktorej hodnota udáva, že niektorý hardvérový alebo softvérový komponent je v určitom stave alebo je preň splnená určitá podmienka. Príznak sa používa na implementáciu podmieneného vetvenia a iných rozhodovacích procesov.

Semafor - Dátový typ špeciálny účel, čo je prostriedok na riadenie prístupu ku kritickému zdroju pomocou súbežných sekvenčných procesov.

Na semafore je možné vykonať iba dve operácie (nepočítajúc vytvorenie a zrušenie): čakacia operácia(triedy) a prevádzka alarmu(oslobodenie). Semafor akceptuje celočíselné hodnoty, ktoré nemôžu byť záporné. Operácia čakania zníži hodnotu semaforu o jednu, keď sa to dá urobiť bez toho, aby to malo za následok zápornú hodnotu, čo znamená, že sa využíva voľný zdroj. Operácia signalizácie zvýši hodnotu semaforu o jednu, čo znamená, že zdroj je uvoľnený.

Kritický zdroj- zdroj, ktorý v danom čase nevyužíva viac ako jeden proces. Keď sa vyžaduje viacero asynchrónnych procesov na koordináciu ich prístupu ku kritickému zdroju, používa sa riadený prístup cez semafor.

V tejto metóde sa rozdelenie komplexného systému na niekoľko podsystémov nazýva „ rozdeľuj a panuj"(divide et impera), hierarchický alebo funkčný rozklad atď. Základné princípy sú:

a) „rozdeľuj a panuj“;

b) Dizajn zhora nadol - od všeobecného vyjadrenia problému k jednotlivým čiastkovým úlohám atď.;

c) princíp hierarchického usporiadania, ktorý zahŕňa spájanie komponentov systému do hierarchických stromových štruktúr s pridávaním nových detailov na každej úrovni.

Komplexný proces navrhovania softvér začnite objasnením jeho štruktúry, t.j konštrukčné komponenty a prepojenia medzi nimi. Výsledok objasnenia štruktúry môže byť prezentovaný vo forme štrukturálnych a/alebo funkčných schém a popisov (špecifikácií) komponentov.

Bloková schéma vyvíjaného softvéru

Štrukturálne nazývaný diagram odrážajúci zloženie a interakciu pri riadení častí vyvíjaného softvéru. Zvyčajne sa takéto schémy vyvíjajú pre každý program veľkého balíka a zoznam programov sa určuje analýzou funkcií špecifikovaných v technických špecifikáciách.

Najjednoduchším typom softvéru je program, ktorý môže ako štrukturálne komponenty obsahovať iba podprogramy a knižnice zdrojov. Vývoj blokového diagramu programu sa zvyčajne vykonáva pomocou podrobnej metódy krok za krokom.

Štrukturálnymi komponentmi softvérového systému alebo komplexu môžu byť programy, podsystémy, databázy, knižnice zdrojov atď.

Schéma softvérového komplexu teda demonštruje prenos riadenia z dispečerského programu na príslušný program, ako je znázornené na obr. 4.1. Programy komplexu sú spravidla voľne spojené. Na organizáciu ich spoločnej práce sa preto využíva dispečer.

Ryža. 4.1. Príklad blokovej schémy softvérového balíka.

Štrukturálna schéma softvérový systém, spravidla označuje prítomnosť subsystémov alebo iných štrukturálnych komponentov. Na rozdiel od komplexu si jednotlivé časti (subsystémy) softvérového systému intenzívne vymieňajú dáta medzi sebou a prípadne aj s hlavným programom. Bloková schéma softvérového systému to spravidla neukazuje, ako je možné vidieť na obr. 4.2.

Zvyčajne predstavuje viacúrovňovú hierarchickú schému interakcie medzi riadiacimi podprogramami. Zapnuté počiatočná fáza diagram zobrazuje dve úrovne hierarchie, t.j všeobecná štruktúra programy. Rovnaká metóda však umožňuje získať blokové diagramy s veľké množstvoúrovne.

Metóda krok za krokom implementuje prístup zhora nadol a je založený na základných konštrukciách štruktúrovaného programovania. Zahŕňa vývoj algoritmu krok za krokom, ako je znázornené na obrázku 4.3. Každý krok zahŕňa rozklad funkcie na podfunkcie. V prvej fáze teda popisujú riešenie problému a zdôrazňujú všeobecné podúlohy. Na ďalšej sú podúlohy popísané podobným spôsobom, pričom sa formulujú prvky ďalšej úrovne. V každom kroku sú teda objasnené funkcie navrhnutého softvéru. Proces pokračuje, kým nedosiahnu čiastkové úlohy, algoritmy, ktorých riešenia sú zrejmé.

V tomto prípade je potrebné v prvom rade spresniť riadiace procesy, pričom objasnenie dátových operácií si necháme na koniec. Je to spôsobené tým, že prioritné spresnenie riadiacich procesov výrazne zjednodušuje štruktúru komponentov na všetkých úrovniach hierarchie a umožňuje neoddeľovať rozhodovací proces od jeho implementácie. Po určení podmienky pre výber alternatívy sa okamžite zavolá modul, ktorý ju implementuje.

Funkčná schéma alebo dátový diagram (GOST 19.701-90) - diagram interakcie softvérových komponentov s popisom informačných tokov, zložením dát v tokoch a uvedením použitých súborov a zariadení. Na zobrazenie týchto diagramov sa používajú špeciálne symboly stanovené normou.

Funkčné diagramy sú informatívnejšie ako štrukturálne diagramy. Na obr. 4.4 sú pre porovnanie uvedené funkčné schémy softvérových komplexov a systémov.

b)

Ryža. 4.4. Príklady funkčných schém: a - súbor programov, b - softvérový systém.

Musia byť popísané všetky komponenty štrukturálnych a funkčných schém. Pri štrukturálnom prístupe je obzvlášť potrebné vypracovať špecifikácie medziprogramových rozhraní, pretože od nich závisia najnákladnejšie chyby.

Konštrukčný návrh používa tri hlavné typy modelov (diagramy):

1) SADT (Structured Analysis and Design Technique – metóda). štrukturálna analýza a dizajn) - modely a zodpovedajúce funkčné schémy;

2) DFD (Data Flow Diagrams) - diagramy toku údajov;

3) ERD (Entity-Relationship Diagrams) - entitno-relačné diagramy.

Funkčný model SADT zobrazuje funkčnú štruktúru objektu, t.j. činnosti, ktoré vykonáva, a súvislosti medzi týmito činnosťami.

Hlavnou zložkou modelu je diagram . Na ňom sú všetky funkcie a rozhrania prezentované vo forme blokov a oblúkov. Miesto, kde sa oblúk pripája k bloku, určuje typ rozhrania. Kontrolné informácie zahrnuté v bloku vyššie. Vchod informácie, ktoré sa spracúvajú, sú zobrazené s vľavo strany bloku a výsledok(výstup) - s správny. Mechanizmus(osoba resp automatizovaný systém), ktorý vykonáva operáciu, je reprezentovaný oblúkom zahrnutým v bloku zdola(obr. 4.5).

Konštrukcia modelu SADT začína znázornením celého systému vo forme jednoduchého komponentu - jedného bloku a oblúkov zobrazujúcich rozhranie s funkciami mimo systému. Tento blok je potom podrobne opísaný v inom diagrame pomocou niekoľkých blokov spojených oblúkmi rozhrania. Nové bloky definujú hlavné podfunkcie pôvodnej funkcie, ktoré môžu byť zase podrobné atď. (pozri obr. 4.6).

Ryža. 4.6

Diagramy toku údajov(DFD) sú hlavným prostriedkom modelovania funkčných požiadaviek na navrhnutý systém. S ich pomocou sú tieto požiadavky prezentované vo forme hierarchií funkčných komponentov (procesov) prepojených dátovými tokmi. Hlavným účelom takejto reprezentácie je demonštrovať, ako každý proces premieňa svoje vstupy na výstupy, ako aj odhaliť vzťahy medzi týmito procesmi.

Hlavnými komponentmi diagramov toku údajov sú:

a) externé subjekty;

b) systémy a podsystémy;

c) procesy;

d) zariadenia na ukladanie údajov;

e) tok údajov.

Vonkajšia entita predstavuje materiálny objekt alebo jednotlivca, ktorý je zdrojom alebo príjemcom informácií. Je znázornený ako trojrozmerný obdĺžnik s nápisom, ako je znázornené na obrázku 4.7.

Subsystém(viď obr. 4.8) príp proces(obr. 4.9) sú znázornené obdĺžnikom so zaoblenými hranami. Obsahuje tri polia:

a) čísla;

c) Fyzická realizácia.

Subsystém a proces sa rozlišujú podľa názvu. Prvý obsahuje názov podsystému a druhý obsahuje sloveso, ktoré definuje, čo proces robí.

Ryža. 4.8. HND – Štátna daňová inšpekcia

Úložisko dát je abstraktné zariadenie na ukladanie informácií. Je znázornený tak, ako je znázornené na obr. 4.10. Jeho označenie začína písmenom D.

Dátový tok na diagrame je znázornená čiarou končiacou šípkou, ktorá ukazuje smer prúdenia. Každý dátový tok má názov, ktorý odráža jeho obsah.

Príklad diagramu toku údajov je na obr. 4.11.

Zložitejší diagram toku údajov je znázornený na obr. 4.12.

ER diagramy budú diskutované neskôr.

V projekte kurzu je okrem funkčného diagramu potrebné prezentovať aj diagramy algoritmov pre najzložitejšie funkcie (napríklad triedenie a vyhľadávanie).

Po zvážení technických požiadaviek na softvér je možné objasniť jeho štruktúru, t.j. identifikácia konštrukčných komponentov a väzieb medzi nimi. V dôsledku vývoja štruktúry sa získa funkčný diagram a popis komponentov.

Vývoj softvérovej štruktúry

Štruktúra softvéru môže byť prezentovaná vo forme blokovej schémy s popisom komponentov.

Blokový diagram odráža zloženie a interakciu pri riadení častí softvéru, ktorý sa vyvíja.

Systém pozostáva z troch vzájomne prepojených softvérových modulov:

modul osobného účtu;

Modul zobrazenia rozvrhu je určený na prijímanie informácií od užívateľa o požadovanom rozvrhu a ich zobrazenie na displeji alebo vytlačenie.

Kompletná bloková schéma navrhnutého softvéru je znázornená na obrázku 2.1.

Obrázok 2.1 - Bloková schéma softvéru

Podrobné preskúmanie každého modulu umožňuje, aby bol prezentovaný vo forme nasledujúcich prvkov:

„Zadávanie parametrov požiadavky“ - umožňuje zadať údaje pre požiadavku.

„Zobrazenie stránky plánu“ – vytvorenie stránky s požadovanými údajmi na obrazovke.

„Generovanie elektronických dokumentov“ - generovanie súborov s požadovanými údajmi.

„Plán odosielania“ - odosielanie údajov so zmenami, keď nastanú zmeny.

Vytvorenie funkčného diagramu

Funkčný diagram alebo dátový diagram (GOST 19.701-90) - diagram interakcie softvérových komponentov s popisom informačných tokov, zložením dát v tokoch a uvedením použitých súborov a zariadení. Na zobrazenie funkčných diagramov sa používajú špeciálne symboly stanovené normou.

Funkčné diagramy sú informatívnejšie ako štrukturálne diagramy. Musia byť popísané všetky komponenty štrukturálnych aj funkčných schém. Pri štrukturálnom prístupe sú špecifikácie medziprogramových rozhraní obzvlášť starostlivo vypracované, pretože počet najnákladnejších chýb závisí od kvality ich popisu. Najdrahšie chyby sú tie, ktoré sa objavia počas komplexného testovania, pretože ich odstránenie môže vyžadovať veľké zmeny v už odladených textoch.

Preto je tiež rozdelený do troch softvérových modulov:

modul zobrazovania rozvrhu;

modul osobného účtu;

Funkčná schéma softvéru všeobecný pohľad znázornené na obrázku 2.2.

Obrázok 2.2 - Funkčná schéma softvéru

Informácie, s ktorými bude informačný systém pracovať, sú organizované vo forme databázy vytvorenej pomocou MySQL (obrázok 16).

Obrázok 16 Schéma databázy vytvorenej pomocou MySQL

Formalizácia výpočtov (algoritmy výpočtu a riešenia problémov)

Na získanie výstupnej dokumentácie sa vstupné údaje konvertujú podľa špecifického algoritmu.

Pri výpočte nákladov na inštaláciu strečový strop musíte vyplniť formulár „Náklady“, ktorý obsahuje 3 polia na zadanie údajov: šírka stropu, dĺžka stropu, štruktúra materiálu. Po vyplnení týchto polí si program vyžiada z databázy MySQL údaje o nákladoch na materiál s touto faktúrou. Náklady sa vypočítajú vynásobením plochy stropnej krytiny cenou materiálu na 1 m2.

Vo formulári „Výdaje“ po kliknutí na tlačidlo „Zostáva“ softvérový modul vypočíta množstvo materiálu zostávajúceho na sklade. Pri vypĺňaní dvoch polí vo formulári „Sostatky“: dátum príjmu materiálu, dátum spotreby materiálu, dotaz preberá údaje z databázy MySQL o množstve príjmu materiálu v danom mesiaci a výške spotreby v r. tento mesiac. Zvyšný materiál sa vypočíta ako rozdiel medzi príjmom a spotrebou materiálu za konkrétne časové obdobie.

Bloková schéma používania programového komplexu (dialógový strom)

Systémové menu je hlavnou formou dialógu v aplikovaných systémoch spracovania údajov, ktorý obsahuje príkazy určené na vykonávanie špecifických úloh.

Vyvinutá aplikácia má intuitívne menu. Pre prácu s databázovými tabuľkami modul IS „Enterprise Management“ pozostáva z:

Po zadaní údajov je potrebné dať užívateľovi možnosť vytlačiť si formulár certifikátu a kópiu klienta. Táto operácia musí byť vykonaná bez problémov. Tlač je možné vykonávať na dvoch typoch tlačiarní: nárazovej (matrix) a atramentovej. Tlač certifikátu na laserových tlačiarňach nie je možná z dôvodu zvýšených požiadaviek na kvalitu papiera. Pri tlači certifikátu na ihličkovej tlačiarni môžete vytlačiť dve kópie (certifikát + kópia) naraz pomocou uhlíkového papiera. Na atramentovej tlačiarni musíte vytlačiť každú kópiu samostatne. Preto je potrebné zabezpečiť užívateľsky meniteľné počítadlo kópií alebo špeciálnu funkciu nastavenia pre daný typ tlačiarne.

Obr.2 Schéma interakcie a dátovej komunikácie

Vytvorenie funkčného diagramu programu.

Funkčné zloženie programu by malo maximálne poskytovať potrebný súbor schopností pre pokladníka na vykonávanie jeho OP Pracovné povinnosti súvisiace so zadávaním údajov, registráciou transakcií a prípravou výkazov. Za týmto účelom zostavíme približný zoznam funkcií, ktoré by mali byť implementované v našom systéme.

Približný zoznam funkcií systému.

1) Registrácia výmennej transakcie

· Zadávanie údajov o nákupoch meny

· Zadávanie údajov pre predaj meny

· Zadávanie údajov o prevode meny

· Tlač zákazníckej pomoci

2) Pozrite si dokumenty

· Zobraziť zoznam dokumentov dňa

· Zobrazenie zoznamu archivovaných dokumentov

3) Údržba adresárov

· Zadávanie údajov podľa hodnotových kódov

· Zadávanie údajov podľa typov dokladov

· Zadávanie údajov pomocou kódov mien

· Zadávanie výmenných kurzov podľa dátumu

4) Generovanie reportovacích dokumentov

· Tlač registra hotovosti v cudzej mene zakúpenej za hotovostné ruble;

· Tlač registra hotovosti v cudzej mene predávanej za hotovosť rubľov;

· Tlač registra na výmenu (konverziu) hotovosti v cudzej mene;

5) Ďalšie funkcie

· Zadávanie údajov do vstupného poľa z adresára

· Prevod čísla z digitálneho na malé písmená (suma slovami)

· Zmena vzhľadu kurzora

· Ukladanie údajov do archívnych súborov

Nasledujúci zoznam obsahuje všetky postupy opísané v časti technologický postup OP a doplnené o niektoré funkcie, ktoré budú potrebné v procese zadávania a opravy údajov.

Vypracovanie štrukturálneho diagramu programu.

Bloková schéma softvérového balíka definuje hlavné funkcie a vzhľad navrhnutý systém a princípy interakcie používateľa. Diagram navrhnutého systému bude hierarchická stromová štruktúra, ktorá popisuje postupy pre zadávanie, spracovanie a výstup dát. Konštrukcia programov informačných a referenčných tried podľa tohto princípu značne uľahčuje úpravu systému ako celku a uľahčuje vnímanie a pochopenie princípu fungovania programu. Na zostavenie štruktúrneho diagramu je potrebné určiť hierarchiu a prepojenie vyššie uvedených postupov spracovania dát. Je prirodzené stanoviť hierarchiu postupov v podobe, v akej boli opísané v predchádzajúcej kapitole, keďže takáto schéma zodpovedá schéme „dôležitosti“ a „použiteľnosti“ postupov. Bloková schéma programu, berúc do úvahy všetko vyššie uvedené, je uvedená na obr.

Vývoj rozhrania programu na obrazovke

Existujúce prístupy k dizajnu rozhrania obrazovky

Rozhranie programu na obrazovke do značnej miery určuje pohodlie používateľa a je jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich efektivitu jeho práce. Program, ktorý vykonáva všetky funkcie, ktoré sú mu priradené a má vysoký výkon, môže byť úplne nevhodný na prácu kvôli neprijateľnému používateľskému rozhraniu. Len pred niekoľkými rokmi existoval textový editor, ktorý dokonale ilustruje tento prístup k dizajnu softvéru. Je nepravdepodobné, že by sa niekomu páčil textový editor, v ktorom na vloženie znaku do riadku musíte zadať jednopísmenový kód pre príkaz insert, číslo spracovávaného riadku (našťastie nie binárne), číslo znaku, za ktorý sa vloží nový znak, a tohto znaku samotného. Samozrejme, tento prístup je absolútne neprijateľný.

Za najpraktickejšie a užívateľsky najprívetivejšie systémy možno považovať tie, ktoré majú rozhranie obrazovky postavené na základe systému vyskakovacích ponúk. Najbežnejšie sú v súčasnosti dve ideológie (rozumej DOS aplikácie), ktoré zahŕňajú určitý tvar okien obrazovky a farebnú schému a typ vyskakovacích zoznamov. Ide o prostredia nástrojov Borland a operačný shell Norton od spoločnosti Symantec. Obe ideológie zabezpečujú určité rozdelenie priestoru obrazovky na oblasti alebo zóny určené pre špecifické informačné objekty a akcie. Zóny môžu byť do určitej miery prekonfigurované na žiadosť používateľa: ich veľkosť a poloha na obrazovke sa zmenia. Príkazy na spracovanie údajov sa vyvolávajú zo systému ponúk, ktorý je neustále prítomný na obrazovke (Borland), alebo sa vyvolávajú funkčným klávesom (Symantec).

V oboch prípadoch sú všetky systémové príkazy rozdelené podľa funkčnosti do skupín a sú prítomné v hlavnom menu

skutočné názvy skupín príkazov. Výberom skupiny získa používateľ prístup k zoznamu skupinových príkazov, ktoré môžu zahŕňať aj príkazy zoskupené do skupín druhej úrovne atď.

Tým sa vytvorí viacúrovňový systém kontextových ponúk. Použitie takejto ideológie zaisťuje jednoduchú navigáciu v systéme, ktorý má pomerne zložité, viacúrovňové menu s mnohými možnosťami. Prirodzene, nárast hniezdenia a veľkosti výberových zoznamov by mal mať rozumné limity, ktoré našťastie existujú v podobe obmedzeného priestoru obrazovky na monitore. Väčšina systémov má tiež možnosť prispôsobiť farebnú paletu podľa želania používateľa. Obslužný kryt Norton ponúka výber farieb z niekoľkých štandardných možností, v systémoch Borland si môžete vytvoriť vlastnú farebnú schému až do najmenšieho detailu. Približný pohľad Niektoré objekty obrazovky sú zobrazené na Obr. 4,5.

Výber ideológie rozhrania na obrazovke