Μεθοδολογία. Aνάλυσης Προβλήµατος. Τι είναι αλγόριθµος? Σχεδιάσµος Αλγορίθµου

Transcript

1 Προγραµµατισµός Προηγ. διαλεξη: γιατι γραφουµε προγραµµατα; Σηµερα: πως γραφουµε προγραµµατα; τι ειναι προγραµµατισµος µεθοδολογια αφαιρετικοτητα (abstraction) διαχωρισµος µεταξυ τι και πως(προγραµµα,δεδοµενα...) Παραδειγµα Τι είναι προγραµµατισµός Ο σχεδιασµός αλγορίθµων και η υλοποίηση τους σε γλώσσες προγραµµατισµού για την επίλυση προβληµάτων. epl epl Μεθοδολογία 1. Ορισµος προβληµατος 2. Αναλυσης προβληµατος 3. Σχεδιαση αλγοριθµου 4. Υλοποίηση αλγόριθµου σε προγραµµα 5. οκιµή & επαλήθευση του ολοκληρωµένου προγράµµατος (5.1 Aποσφαλµατωση ) 6. Συντήρηση & ενηµέρωση του προγράµµατος Aνάλυσης Προβλήµατος Ακριβης αναγνωρισης: τι ειναι τα δεδοµενα (inputs) τι ειναι τα εξαγωµενα/αποτελεσµα (outputs) τι χρειαζεται να γινει epl epl Τι είναι αλγόριθµος? Σχεδιάσµος Αλγορίθµου ιατυπώση της διαδικασιας µετασχηµατισµού του δεδοµένου στο αποτέλεσµα Εκφράζεται σε ψευδογλώσσα (pseudocode) epl Σταδιακη Εκλέπτυνση (Stepwise Refinement) Πανω προς Κατω (top-down design) Το πρόβληµα σταδιακά διασπάζεται σε ένα αριθµό απλούστερων υποπροβληµάτων Η σταδιακή διάσπαση (εκλέπτυνση) συνεχίζεται µέχρις ότου φτάσουµε σεατοµικά υποπροβλήµατα (υποπροβλήµατα που δεν είναι λογικό/δυνατό να διασπασθούν περαιτέρω) Επαληθευση/Αξιολογηση epl

2 ιάσπαση σε Υποπροβλήµατα ιασπαση ιευκολυνει... Π Π1 Π2 Π1,1 Π1,2 Π2,1 Π2,2 Π2,3 Π1,2,1 Π1,2,2 Π1,2,3 Aρθρωτός σχεδιασµός(modular design) Αφαιρετικότητα (abstraction) ιαχωρισµός ανάµεσα στο τι και το πως ιατύπωση διεπαφών (interface) Παράλληλη ανάπτυξη (parallel development) Επαναχρησιµοποίηση (reuse) Επαληθευση/Αξιολογηση epl epl ιεπαφές/ ιασυνδέσεις Απαιτειται ορισµος διεπαφης παραµετρους που παιρνει/επιστρεφει λειτουργικοτητα (τι κανει) Αφαιρετικοτητα ιακρίβωση του τι γίνεται χωρίς την γνώση του πως γίνεται Ηδιαδικασιαπρογραµµατισµου αποτελειται απο σχεδιασµολύσεωνσε διάφορα επίπεδα αφαιρετικότητας Προσοχη: το τι καποτε συµπεριλαµβανει περιορισµους (πηγη λαθων) epl epl Αφαιρετικότητα Μεθοδολογίας 1. Ορισµος προβληµατος 2. Αναλυσης προβληµατος 3. Σχεδιαση αλγοριθµου Ανεξαρτητα Γλωσσας 4. Υλοποίηση αλγόριθµου σε προγραµµα 5. οκιµή & επαλήθευση του ολοκληρωµένου προγράµµατος (αποσφαλµατωση ) 6. Συντήρηση & ενηµέρωση του προγράµµατος Αφαιρετικοτητα Αλγοριθµου Τι ειναι ο αλγοριθµος οχι πως θα υλοποιηθει Αλγοριθµος... Java Fortran epl epl

3 Επιπεδα Αφαιρετικοτητας Αφαιρετικοτητα Προγραµµατος: Τι κανει ενα προγραµα οχιπωςτοκανει(διαδικασίες /συναρτήσεις) Αφαιρετικοτητα εδοµενων: Τι ειναι τα δεδοµενα µιας δοµης/τυπου οχι πως ειναι οργανωµενα (δοµές/αφηρηµένοι τύποι) Αφαιρετικοτητα Εντολων: Τι κανει µια εντολη οχι πως το κανει epl Παράδειγµα Γραψτε ενα προγραµµα που υπολογιζει το εµβαδο ενος ορθογωνιου. Το ορθογωνιο οριζεται µε δυοαριθµους: το µηκος και το πλατος (σε µετρα). Το εµβαδο υπολογιζεται ως µηκος x πλατος. Π.χ. εαν το µηκος ειναι 10 µετρα και το πλατος 5 µετρα τοτε το εµβαδο ειναι 50 τετραγωνικα µετρα. epl Αναλυσης εδοµενα ειναι δυο πραγµατικοι αριθµοι (µηκος και πλατος) Αποτελεσµα ειναι ενας πραγµατικος αριθµος (το εµβαδο τoυ ορθογωνιου που οριζεται απο τα δεδοµενα) Αλγοριθµος ιαβασε τα δεδοµενα Υπολογισε το εµβαδο Εξαγωγη αποτελεσµατος epl epl Αλγοριθµος διαβασε_δεδοµενα(µηκος,πλατος) αθροισµα=υπολογισε_εµβαδο(µηκος,πλατος) εξαγωγη_αποτελεσµατος(µηκος,πλατος εµβαδο) διαβασε δεδοµενα Προβληµα υπολογισε εµβαδο εξαγωγη αποτελεσµατος ιάβασε εδοµένα Interface ιαβαζει και επιστρεφει δυο τιµες: µηκος και πλατος (µοναδα µετρησεως µετρο) Functionality ιαβασε µηκος πλατος (ελεγξε αν ειναι θετικα) epl epl

4 Υπολόγισε Εµβαδο Interface Παιρνει δυο παραµετρους (µηκος και πλατος) Επιστρεφει εµβαδο Functionality υπολογιζει εµβαδο εµβαδο= µηκος x πλατος Εξαγωγή Αποτελέσµατος Interface: Παιρνει τρεις παραµετρους (µηκος, πλατος και εµβαδο) Functionality: εξαγει το αποτελεσµα epl epl Αλγόριθµος Περαιτέρω Εκλέπτυνση Εισαγωγης Προβληµα Εισαγ. Υπολογ. Εξαγωγ. get(µηκος) get(πλατος) διαβασε µηκος διαβασε πλατος µηκος πλατος εµβαδο Εµβαδο = µηκος x πλατος epl epl Υλοποίηση Επιτυχης υλοποιηση εξυπακουει γνωση γλωσσας προγραµµατισµου συνταξη σηµµασολογια program that computes the area of a rectangle (use of procedures) inputs: length, width in meters outputs: area in square meters PROGRAM RETANG OPEN (UNIT=1,STATUS='UNKNOWN',FILE='results.data') diabase dedomena/elegxos ALL INPUT(A, B) ypologismos ALL AL(AREA, A, B) ejagwgh ALL OUTPUT(AREA, A, B) STOP epl epl

5 function that reads program input data SUBROUTINE INPUT(SIDEA, SIDEB) WRITE(*,*) Enter length in meters' READ(5,*) SIDEA WRITE(*,*) Enter width in meters' READ(5,*) SIDEB RETURN function that computes the area of a rectangle SUBROUTINE AL(AREA, A, B) pollaplasiazoume to mikos epi to platos AREA=A*B RETURN epl epl function that displays the output of the program SUBROUTINE OUTPUT(AREA, A, B) Υλοποίηση print the result on the screen WRITE(*,*) 'The area of rectangle with', A, m length and, B, m width is, area, sq. m.' RETURN Χρησιµοποιηση ονοµατων που βοηθουν στην ευκολη ερµηνεια του κωδικα Ευκολοδιαβαστος κωδικας Τεκµηρίωση: σχόλια στον κώδικα epl epl οκιµή/επαλήθευση Μεταγλωτισµος π.χ. >g77 foo.for -o foo παραγει: τον αντικειµενικο κωδικα (µπορει ορθο) εκτελεστε (τρεξτε) προγραµµα εµπειρικη επαληθευση(µεγεθος:1,0,λιγα αλλα) λαθη (συντακτικα) διορθωση κωδικα epl Εκτέλεσης >foo Enter length in meters 17 Enter width in meters 2 The area of a rectangle with 17 m length and 2 m width is 34 sq.m epl

6 Εκβαση Εκτέλεσης Τρεχει ορθα πολυ ωραια - αλλα µε επαληθευση Επαληθευση: εµπειρικα, αναλυτικα Αξιολόγηση Λύσεων Ταχύτητα, ανάγκη σε µνήµη Αναλυτικές/Εµπειρικές Μέθοδοι Εκβαση Εκτέλεσης Τρεχει µα παραγει λαθος αποτελεσµατα ή τρεχει µερικως (crashes) αποσφαλµατωση (µπορει να σας βοηθησει να βελτιωσετε την λυση σας) epl epl Εποµενο Αντικειµενο Εισαγωγη στην FORTRAN epl