2. Условная конструкция

Этот блок включает проверку некоторого логического условия (P), в зависимости от которого выполняется либо один (S1), либо другой (S2) операторы.

3. Блок обобщенного цикла

Этот блок обеспечивает многократное повторение выполнения оператора S пока выполнено логическое условие P: цикл с параметром и цикл с предусловием.

При конструировании программы с использованием рассмотренных типов блоков эти блоки образуют линейную цепочку так, что выход одного блока подсоединяется ко входу следующего. Таким образом, программа имеет линейную структуру, причем порядок следования блоков соответствует порядку, в котором они выполняются.

Такая структура значительно облегчает чтение и понимание программы, а также упрощает доказательство ее правильности. Так как линейная цепочка блоков может быть сведена к одному блоку, то любая программа может, в конечном итоге, рассматриваться как единый функциональный блок с один входом и одним выходом.

При проектировании и написании программы нужно выполнить обратное преобразование, то есть этот блок разбить на последовательность подблоков, затем каждый подблок разбить на последовательность более мелких блоков до тех пор, пока не будут получены «атомарные» блоки, рассмотренных выше типов. Такой метод конструирования программы принято называть нисходящим («сверху вниз»).

При нисходящем методе конструирования алгоритма и программы первоначально рассматривается вся задача в целом. На каждом последующем этапе задача разбивается на более мелкие подзадачи, каждая подзадача, в конечном итоге на еще более мелкие подзадачи и так до тех пор, пока не будут получены такие подзадачи, которые легко кодируются на выбранном языке программирования. При этом на каждом шаге уточняются все новые и новые детали («пошаговая детализация»).

В процессе нисходящего проектирования сохраняется строгая дисциплина программирования, то есть разбиение на подзадачи осуществляется путем применения только рассмотренных типов конструкций (функциональный блок, условная конструкция, обобщенный цикл), поэтому, в конечном итоге, получается хорошо структурированная программа.

В настоящее время в помощь структурному подходу к программированию появилось новое направление - объектное программирование, не отменяющее, а дополняющее принципы структурного подхода, позволяющее разрабатывать и модернизировать программный код с меньшими затратами времени, распределять задачу программирования между большим количеством программистов.

Объектно-ориентированное программирование

Как уже отмечалось, в настоящее время растет популярность методологией, ориентированных на данные. В первую очередь, это объектно-ориентированное программирование.

Объектно-ориентированная методология проектирования программ основана на концепциях «упрятывания» информации и абстрактных типов данных. Такой подход рассматривает все такие ресурсы как данные, модули и системы объектов. Каждый объект содержит некоторую структуру данных (или тип данных), обрамленную набором процедур (методов), предназначенных для манипулирования этими данными. Используя эту методологию, программист может создать свой собственный абстрактный тип и отобразить проблемную созданные им абстракции вместо традиционного отображения проблемной области в предопределенные управляющие структуры и структуры данных языка программирования. Подобный подход является более естественным, чем методологии, ориентированные на обработку (на процесс), из-за возможности использовать в процессе программирования разнообразные виды абстракции типов данных. На этом пути программист может сконцентрироваться на проекте системы, не беспокоясь о деталях информационных объектов, используемых в системе.

Основные шаги разработки программы, предусмотренные данной методологией:

- определить проблему;

- развить неформальную стратегию, представляющую общую последовательность шагов, удовлетворяющую требованиям к будущей программе;

- формализовать стратегию;

- идентифицировать объекты и их атрибуты;

- идентифицировать операции;

- установить интерфейсы;

- реализовать операции.

Большинство современных языков и систем программирования развиваются в направлении все большего использования объектной методологии в создании программ. Характерными примерами являются универсальные языки: Паскаль, Си.

Реальные объекты окружающего мира обладают тремя базовыми характеристиками: они имеют набор свойств, способны разными методами изменять эти свойства и реагировать на события, возникающие как в окружающем мире, так и внутри самого объекта. Именно в таком виде в языках программирования и реализовано понятие объекта, как совокупности свойств (структур данных, характерных для этого объекта), методов их обработки (подпрограмм изменения свойств) и событий, на которые данный объект может реагировать и которые приводят, как правило, к изменению свойств объекта.

Объекты могут иметь идентичную структуру и отличаться только значениями свойств. В таких случаях в программе создается новый тип, основанный на единой структуре объекта (по аналогии с тем, как создаются новые типы для структур данных). Он называется классом, а каждый конкретный объект, имеющий структуру этого класса, называется экземпляром класса.

Основными отличительными свойствами объекта являются:

Наследование

Важнейшая характеристика класса - возможность создания на его основе новых классов с наследованием всех его свойств и методов и добавлением собственных. Класс, не имеющий предшественника, называется базовым. Например, класс «животное» имеет свойства «название», «размер», методы «идти» и «размножаться». Созданный на его основе класс «кошка» наследует все эти свойства и методы, к которым дополнительно добавляется свойство «окраска» и метод «пить». Наследование позволяет создавать новые классы, повторно используя уже готовый исходный код и не тратя времени на его переписывание.

Полиморфизм

В большинстве случаев методы базового класса у классов-наследников приходится переопределять - объект класса «кошка» выполняет метод «идти» совсем не так, как объект класса «амеба». Все переопределяемые методы по написанию (названию) будут совпадать с методами базового объекта, однако компилятор по типу объекта (его классу) распознает, какой конкретно метод надо использовать, и не вызовет для объекта класса «кошка» метод «идти» класса «животное». Такое свойство объектов переопределять методы наследуемого класса называется полиморфизмом.

Инкапсуляция

При проектировании объектов программист должен решить, какие части объекта Должны быть доступны для пользователя, а какие следует изолировать в объекте. Детали класса, остающиеся невидимыми для пользователя, называются инкапсулированными (encapsulated) в классе.

Закрытые данные объекта не могут изменяться пользователем, что уменьшает вероятность вмешательства в работу объекта или зависимости пользовательского кода от внутренней структуры объекта. Если пользовательский код зависит от структуры объекта, изменение объекта может нарушить работу пользовательского кода.

Для создания демонстрационной программы в качестве средства разработки была выбрана среда программирования Delphi 7, так как Delphi - это одна из самых популярных систем визуального программирования.

Delphi - это комбинация нескольких важнейших технологий:

1. высокопроизводительный компилятор в машинный код;

2. объектно-ориентированная модель компонент;

3. визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов;

4. средства для построения баз данных.

Компилятор, встроенный в Delphi, обеспечивает высокую производительность. Этот компилятор является одним из самых быстрых в мире. Он предлагает легкость разработки и быстрое время проверки готового программного блока и в то же время обеспечивает качество кода.

Кроме того, в Delphi компиляция производится непосредственно в родной машинный код, в то время как существуют компиляторы, превращающие программу в так называемый p-код, который затем интерпретируется виртуальной p-машиной. Это сказывается на фактическом быстродействии готового приложения.