1.5. Программные модули

Про­грам­мист пишет программу на языке высокого уровня, т.е. наиболее удобном для записи алгоритма решения определенного класса задач. Исходный текст программы, введенный с помощью клавиатуры в память компьютера - исходный модуль (sourse code, в языке Си имеет расширение *.cpp).

Транслятор - программа, осуществляющая перевод текстов с одного языка на другой, т.е. транслятор переводит программу с входного языка системы программирования на машинный язык ЭВМ, на которой функционирует данная система или будет функционировать разрабатываемая программа; либо на промежуточный язык программирования, уже реализованный или подлежащий реализации. Одной из разновидностей транслятора является компилятор, обеспечивающий перевод программ с языка высокого уровня (приближенного к человеку) на язык более низкого уровня (близкий к ЭВМ), или машинозависимый язык.

Интерпретатор представляет собой программный продукт, выполняющий созданную программу путем одновременного анализа и реализации предписанных действий. При использовании интерпретатора отсутствует разделение на две стадии - перевод и выполнение.

Большинство трансляторов языка Си, с которыми мы будем работать - компиляторы.

Результат обработки исходного модуля компилятором - объектный модуль (object code, в языке Си имеет расширение *.obj). Он не может быть выполнен, т.е. это незавершенный вариант машинной программы, т.к., например, к нему должны быть присоединены модули стандартных библиотек. Здесь компилятор (compiler) - вид транслятора, представляющего программу-переводчик исходного модуля в язык машинных команд.

Исполняемый (абсолютный, загрузочный) модуль создает вторая специальная программа - «компоновщик». Ее еще называют редактором связей (Linker). Она и создает модуль, пригодный для выполнения на основе одного или нескольких объектных модулей.

Загрузочный модуль (Load module, расширение *.exe) – это программный модуль, представленный в форме, пригодной для загрузки его в память и выполнения.

1.6. Ошибки

Ошибки, допускаемые при написании программ, разделяют на синтаксические и логические.

Синтаксические ошибки - нарушение формальных правил написания програм­мы на конкретном языке, обнаруживаются на этапе трансляции и могут быть легко исправлены.

Логические ошибки делят на ошибки алгоритма и семантические ошибки - могут быть найдены и исправлены только разработчиком программы.

Причина ошибки алгоритма - несоответствие построенного алгоритма ходу получения конечного результата сформулированной задачи.

Причина семантической ошибки - неправильное понимание смысла (сема­нти­ки) операторов языка.

1.7. Функциональная и модульная декомпозиции

Для большинства задач алгоритмы их решения являются довольно большими и громоздкими. При программировании нужно стараться получить программу удобочитаемую, высокоэффективную и легко модифицируемую. Для этого произво­дят декомпозицию сложного алгоритма поставленной задачи, т.е. его разбивка на отдельные более простые подзадачи, затем декомпозиция подзадач и т.д. Для этого используют приемы процедурного программирования.

Один из основных приемов - разбивка алгоритма на отдельные функции и/или модули, используя функциональную и/или модульную декомпозиции соответствен­но.

Функциональная декомпозиция - метод разбивки большой программы на отдельные функции, т.е. общий алгоритм - на отдельные шаги, которые потом и оформляют в виде отдельных функций.

Алгоритм декомпозиции можно представить следующим образом:

- программу делать как последовательность более мелких действий;

- каждую детализацию подробно описать;

- каждую детализацию представить в виде абстрактного оператора, который должен однозначно определять нужное действие, и в конечном итоге эти абстрактные действия заменятся на группы операторов выбранного языка программирования.

При этом надо помнить, что каждая детализация – это один из вариантов решения, и поэтому необходимо проверять, что

- решение частных задач приводит решению общей задачи;

- выбранная последовательность действий разумна;

- построенная декомпозиция позволяет получать команды, легко реали­зу­емые на выбранном языке программирования.

Единицей компиляции в языке Си является отдельный файл (модуль). Модульная декомпозиция представляет собой разбиение программы на несколько отдельных файлов, каждый из которых решает отдельную конкретную задачу и, как правило, облегчает процесс ее работы. Кроме того, код программы, разделенный на отдельные файлы, позволяет части этого кода использовать в других программах.

Пример модульной декомпозиции кода Си: