Цель и содержание отладки:

Отладка представляет собой процесс поиска, локализации и устранения ошибок в программе. Наличие ошибки в программе проявляется разными путями:

- программа не завершается (зацикливается или ее обработка прерывается до выдачи результата);

- программа завершается, но результат выдается неверный;

- выдается неверный результат спустя некоторое время после эксплуатации программы;

В первых двух случаях, когда ошибка явно существует, продолжается отладка. В третьем случае ошибки наиболее неприятные и могут привеcти к серьезным последствиям, так как обнаруживают себя тогда, когда программа уже сдана в эксплуатацию. Ошибки такого рода возникают в больших программных системах и имеют место в тех логических ветвях программы, которые не были проверены в процесcе отладки и редко активизируются при реализации программы.

Следовательно, отладка является важным этапом в процессе разработки программы, влияющим на успешную реализацию программы, причём отладка плохо спроектированной программы может занять более 70% времени разработки. Использование структурных методов разработки программ, включающих правильную организацию отладки, значительно ускоряет процесс отладки и облегчает нахождение ошибок.

Условно ошибки можно разделить на синтаксические и логические.

Синтаксические ошибки состоят в нарушении формальных правил написания программы и появляются в результате недостаточного знания пользователем языка программирования, а также невнимательности при технической подготовке программы к обработке в машине. К синтаксическим ошибкам можно отнести неправильную запись ключевого олова, отсутствие описания массива, пропуск скобки в арифметическом выражении либо инструкции, задающей формат, и т.д.

Логические ошибки подразделяются на ошибки алгоритма и семантические ошибки.

Ошибки алгоритма возникают при несоответствии алгоритма поставленной задаче. Это прежде всего ошибки спецификации, неверная запись расчетной формулы, расходимость итерационного процесса и т.д.

Ошибки семантические (смысловые) являются следствием неправильного понимания программистом смысла инструкций языка программирования или недостаточного знания математического обеспечения (операционной системы). Например, неправильное обращение к устройствам ввода-вывода, неправильное обращение к процедуре, наложение массивов или переменных и т.д.

Отладка состоит из 3-х взаимосвязанных действий:

- контроль правильности программы;

- локализация ошибок, обнаруженных в процессе контроля;

- исправление ошибок.

Перечисленные действия могут многократно повторяться.

Чистые процедуры. Правила и способы подстановки параметров

ЧИСТАЯ ПРОЦЕДУРА - процедура с параметрами, не содержащая глобальных переменных. Использование чистых процедур можно считать одной из важнейших рекомендаций для получения корректных программ, в противном случае высока вероятность возникновения побочного эффекта.

ПОДСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ:

При подстановке фактических параметров вместо формальных должно быть выполнено основное правило их соответствия: по количеству, порядку и типу.

Существуют три способа подстановки параметров: по значению, по типу и по имени. Рассмотрим два из них.

1) Подстановка параметра-значения.

При подстановке по значению фактический параметр вычисляется и полу­ченное значение подставляется вместо формального параметра.

В общем случае фактический параметр может быть выражением.

Правило описания:

<формальный параметр-значение>::=<список имен>:<имя типа>.

Пример. Использование параметра-значения:

{х - параметр-значение}

program Value (Output);

var a:airay[1..2] of byte;

procedure P (x:byte);

begin x:=x+2 end;

begin {Главная программа}

a[1]:=10; a[2]:=20;

P(a[1]);

P(a[l]+a[2]);

write(a[1],a[2]);

end.

Механизм подстановки параметра-значения включает следующие этапы:

1. В памяти выделяется место для формального параметра (х);

2. Вычисляется значение фактического параметра (а[1], а[1] + а[2]) и при­сваивается переменной х.

3. Далее связь между фактическим и формальным параметром обрывается, т.е. значение фактического параметра не изменяется при выполнении процедуры.

Этот способ используется, когда параметр является аргументом процедуры, значение которого не должно быть изменено при ее выполнении.

2) Подстановка параметра-переменной(по имени).

При подстановке по переменной формальный параметр ссылается на имя фактического параметра. Фактический параметр может быть только именем про­стой или структурной переменной.

Правило описания:

<формальный параметр-переменная>::=vаг<список имен>:<имя типа>.

Пример. Использование параметра-переменной.

{х - параметр-переменная }

program Name (Output);

var a:array[1..2]of byte;

procedure P(var x:byte);

begin х:=х+2 end;

begin {Главная программа}

а[1]:=10; а[2]:=20;

P(a[1]);

P(a[2]);

write(a[1],a[2]);

end.

Meханизм подстановки параметра-переменной включает следующие этапы:

1. В памяти не выделяется место для формального параметра (х), а исполь­зуется то место, где размещается фактический параметр (ссылка на фактический параметр а[1],а[2]).

2. Так как фактический параметр отождествляется с формальным, то при изменении формального параметра изменяется и фактический.

Результат выполнения процедуры должен быть описан как параметр-переменная.

Сравнивая способы подстановки, можно так оценить эффективность их ис­пользования:

- подстановка по значению не является эффективной с точки зрения исполь­зуемого объема памяти, так как требует дополнительной памяти для формального параметра, но повышает надежность программы, сохраняя значение аргумента;

- подстановка по переменной является более эффективной по памяти, так как не требует дополнительной памяти под форма

Элементарные действия в языке программирования называют инструкциями, операторами или командами.

Эргономичность программы

Эргономичность — в изначальном смысле это эффективность инструмента производства или системы в эргономике (Эргономика — научная дисциплина, комплексно изучающая производственную деятельность человека и ставящая целью её оптимизацию).

Эргономичность как характеристика программного продукта обозначает степень, с которой программа позволяет минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, обработке данных и оценке полученных результатов. Чем меньше движений совершает пользователь мышью, чем меньше информации вводит он с клавиатуры и чем быстрее он находит требуемую информацию – тем выше степень эргономичности.

Стержнем структурного программирования является создание максимально ясных, легко понимаемых программ - необходимого условия надежности и правильности программных продуктов.

Важнейшими концепциями структурного программирования, направленными на получение качественных программ, являются:

1. Упорядочение и ограничение управляющих и информационных структур таким образом, чтобы структура программы и данных отражала структуру решаемой задачи. Другими словами, должен выполняться следующий принцип (Э.Дейкстра): соответствие текстуальной упорядоченности программы порядку вычислений.

2. Разработка структуры программы путем систематизированного пошагового уточнения (метода "сверху-вниз"), ограничивающего сложность разработки на каждом уровне иерархии до приемлемой.

3. Использование системы обозначений, которая облегчает разработку и преобразование управляющих структур в конечный программный продукт.

Большая часть существующих языков программирования при своем создании не ориентировалась на поддержку структурного программирования, хотя многие из них имеют соответствующие управляющие структуры и при введении ограничений на использование ряда средств прекрасно согласуется со структурным подходом.

Сама суть структурного программирования сводится к созданию удобной, понятной, в т.ч. и эргономичной программы.