Направление «программные комплексы»

Программные комплексы разрабатывают при решении прикладных задач из различных областей техники, экономики и т.д. При этом основные трудности после выполнения этапов постановки задачи и математической формализации заключаются в построении алгоритмов.

10.1 Построение алгоритма

Алгоритм должен обладать следующими свойствами:

– Дискретность – алгоритм должен представлять собой последовательность отдельных шагов, четко отделенных друг от друга.

– Конечность – описания алгоритма должно содержать конечное число шагов.

– Конечность ввода – для работы алгоритма требуется ограниченное множество входных данных.

– Определенность (детерминированность) – каждый шаг алгоритма должен быть четко определен и понятен исполнителю алгоритма. При исполнении алгоритма не должно возникать неоднозначности, требующей волевых решений от исполнения алгоритма.

– Результативность (иногда это свойство называют выполнимостью) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов. Но это возможно только, если входные данные алгоритма соответствуют его области определения.

– Эффективность – для решения задачи должны использоваться ограниченные ресурсы компьютера.

– Массовость – алгоритм должен быть пригоден для решения не одной задачи, а целого класса задач. Например, алгоритм для решения квадратных уравнений позволяет решить любое уравнение, а не только какое-то конкретное.

– Для того, чтобы построить качественный алгоритм необходимо выполнить следующие этапы:

– Постановка задачи.

– Построение модели.

– Разработка алгоритма.

– Проверка правильности алгоритма.

– Реализация.

– Анализ алгоритма и его сложности.

– Программная реализация алгоритма.

– Проверка программы.

– Составление документации.

Существует 4 основных способа построения алгоритмов:

– Природным языком (описываем что, как и когда надо сделать)

– С помощью графических схем

– Псевдокод (полуформализованное описание на условном алгоритмическом языке, который включает в себя, как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, арифметические действия и прочее)

– Программный [7].

После разработки алгоритма и доказательства его правильности приступают к реализации алгоритма. В целом, сложность этого этапа довольно высокая, поскольку не всякий шаг алгоритма может быть напрямую выражен в конструкциях некоторого языка программирования. Иногда один из шагов алгоритма требует написания отдельной программы, в других случаях необходимо создать сложную структуру вспомогательных данных, исходя из выбранной модели (раздел 3 настоящего пособия).

Далее следует определение архитектурных представлений (раздел 4.2 настоящего пособия) [8].