كتاب اصول برنامه نويسي - آموزش پايه برنامه نويسي به زبان ساده

[Borna66]

با سلام خدمت كاربران عزيز
در این قسمت هم در مورد اصول برنامه نويسي مطالبي را قرار میدم
مطالب بصورت بخش بندي شده جهت تفهيم درك بيشتر مفاهيم و اصطلاحات مي باشد.
اميدارم مورد قبول شما عزيزان قرار بگيرد
باتشكر.طه- Borna66

[Borna66]

الگوريتم
مجموعه اي از دستورالعمل ها كه به صورت محدود و پايان پذير است و اگر بصورت متوالي دنبال شود موجب انجام كار خاصي مي گردد.
شرايط و معيارالگورتيم
1. ورودي( مي تواند چند ورودي داشته باشد يا هيچ ورودي را از محيط خارج تامين نكند . )
2. خروجي (حداقل يك كميت به عنوان هدف و نتيجه الگوريتم به خروجي برگزدانده مي شوند . )
3. قطعيت (واضح و بي ابهام باشد . )
4. محدوديت ( بالاخره بايد الگوريتم پايان يابد و براي تمام حالات عملي انجام گيرد و بازتابي داشته باشد . )
5. كارآيي ( هر دستورالعمل بايد انجام پذير باشد . )
نكته : در علم كامپيوتر بايد بين يك الگوريتم و يك برنامه تفاوت قائل شد، بعنوان مثال سيستم عامل برنامه ايست كه هيچ گاه پايان نمي پذيرد در صورتيكه شرط الگوريتم پايان پذيريست .
نكته : يك الگوريتم را به شيوه هاي مختلف مي توان بيان كرد و براي هر مساله مي توان الگوريتم هاي متفاوتي نوشت .

[Borna66]

نوع داده مجرد

يك نوع داده مجرد مفهوم مجرديست كه با مجموعه اي از خواص منطقي تعريف شده است . بعد از تعريف اين نوع داده مجرد، بايد اعمال مربوط به آن را مشخص گردد و مي توان آن نوعِ داده را پياده سازي كرد .

يك پياده سازي نرم افزاري شامل ويژگي هاي چگونگي نمايش يك نوع داده جديد بر اساس داده هاي موجود است، به عبارت ديگر نوع داده مجموعه اي از انواع داده مقصد) ( object وعملكرد هايي است كه بر روي اين نوع داده ها عمل مي كنند .

توابع يك نوع داده مجرد را به چند گروه تقسيم مي كنند :
1. ايجاد كننده يا سازنده ( اين توابع نمونه جديدي از نوع تعيين شده ايجاد مي كند . )
2. تبديل كننده ( اين توابع با استفاده از يك يا چند نمونه ديگر نمونه تعيين شده را ايجاد مي كند . )
3. مشاهده كننده يا گزارش دهنده ( اطلاعاتي را راجع به يك نمونه از نوع داده را ارائه مي دهد . )

[Borna66]

بررسي نحوه اجراي يك برنامه
عواملي چون :برآورده شدنِ اهداف اصلي برنامه، صدق كردن تمام مقادير، مستند سازي برنامه، ايجاد واحدهاي منطقي، استفاده موثر از توابع، خوانا بودن كد ها ي برنامه، استفاده موثر برنامه از حافظه ها ي اصلي و كمكي، زمان اجراي برنامه و ... در ارزيابي برنامه موثرند .
تعيين تخمين هاي حافظه و زمان مورد نياز را تحليل نحوه اجراي برنامه مي نامند .

[Borna66]

پيچيدگي فضاي لازم
فضاي مورد نياز يك برنامه شامل موارد زير است :
1. نيازمنديهاي فضاي ثابت
2. نيازمنديهاي فضاي متغير
مي توانيم نيازمنديهاي فضاي كل را بصورت مجموع نيازمنديهاي فضاي ثابت و متغير بيان كنيم .

[Borna66]

پيچيدگي زمان
ميزان يا پيچيدگي زمان يك برنامه مقدار زماني است كه كامپيوتر براي اجراي كامل برنامه نياز دارد . اين زمان شامل مجموع زمان كامپايل و زمان اجراي برنامه است البته از آنجا كه برنامه بعد از كامپايل اول ديگر نيازي به كامپايل مجدد ندارد و مي توانيم چندين بار بدون كامپايل آنرا اجرا كنيم، زمان مهم براي ما زمان اجراي برنامه است .

[Borna66]

چرخه زندگي سيستم ( شيوه توسعه نرم افزار)
اين چرخه شامل موارد زير است :
1. تعين نياز هاي مسئله :
نيازها دو دسته اند : دسته اول نيازمنديهاي عملياتي سيستم كه در واقع كاربر با آن سرو كار دارد و دسته دوم نيازمندي هاي غير عملياتي هستند كه اين نيازمنديها محدوديت ها و استانداردها ي سيستم را مشخص مي كنند .
2. تحليل مساله:
در تحليل دو شيوه موجود است : شيوه از پايين به بالا ((bottom up و شيوه از بالا به پايين ((top down
در شيوه از پايين به بالا ما ابتدا كل برنامه را در نظر گرفته و بعد به ريشه ها و قسمت ها ي مختلف مي پردازيم . اين روش قديمي و غير ساخت يافته است اما در شيوه از بالا به پايين ما برنامه را به قسمت هاي قابل كنترل تقسيم مي كنيم و در نهايت به برنامه اصلي دست پيدا مي كنيم .
3. طراحي الگوريتم براي حل مساله :
در اين مرحله، طراح سيستم را هم از نقطه نظر داده هاي مقصود مورد نياز برنامه و هم از نظراعمالي كه بر روي انها انجام مي گيرد، بررسي مي كند. از آنجايي كه نوع داده مجرد و مشخصات الگوريتم ها مستقل از زبان هستند لذا جزئيات برنامه نويسي را ناديده مي گيريم .
4. پياده سازي الگوريتم :
در اين مرحله الگوريتم توسعه مي يابد و بر طبق زبان انتخاب شده الگوريتم پياده سازي مي شود .
5. بازبيني، بررسي و آزمايش برنامه كامل شده :
در اين مرحله برنامه ها با انواع داده هاي ورودي مختلف آزمايش و خطا هاي مختلف رفع مي شوند، جنبه هاي مختلف در اين زمينه عبارتند از : اثبات درستي، آزمايش درستي و خطا زدايي .
نكته : بايد توجه داشت كه برنامه بدون خطايي كه سرعت پاييني دارد از ارزش كمي برخوردار است .
6. پشتيباني و به روز رساني برنامه :
اين بخش طولاني ترين دوره شيوه توشعه نرم افزار است . دراين مرحله برنامه وابسته به نيازهاي جديد يا تغيير نيازهاي قديم يا بروز اشتباهات مختلف و ... به روز رساني يا اصلاح مي شود .
نكته : سه مرحله اول توسعه نرم افزار يعني نيازمنديها، تحليل مساله و طراحي الگوريتم، به عهده تحليلگران سيستم است و برنامه نويس مرحله چهارم را به عنوان نوعي كتابدار انجام مي دهد . در اصطلاح برنامه نويسي به دو مرحله آغازي تحليل و به مراحل سه و چهار تركيب گفته مي شود .

[Borna66]

بعضي از الگو هاي توسعه نرم افزار :
1. روش آبشاري :
در اين روش پس از تعريف هر مرحله توسعه نرم افزار به سمت مرحله بعدي پيش مي رود .
2. برنامه نويسي اكتشافي :
دراين روش در حداقل زمان ممكن سيستمي ايجاد مي شود و سپس اصطلاحات لازم در آن بوجود مي آيد، تا عمل مورد نظر را به درستي انجام دهد . اين روش معمولا در توسعه سيستم هاي هوش مصنوعي كه كاربران نمي توانند نياز هاي مشروح را بطور دقيق بيان كنند و كفايت به جاي صحت هدف اصلي طراحان سيستم است بكار مي رود .

[Borna66]

طراحي شئ گرا:
ازآنجا كه پنهان سازي اطلاعات يك استراتژي طراحي است كه در آن اطلاعات تا آنجايي كه ممكن است در داخل قطعات سيستم مخفي مي شوند ، طراحي شئ گرا نيز بر مبناي پنهان سازي اطلاعات است ، در روش شئ گرا سيستم به صورت مجموعه اي از اشيا يا حالت اختصاصي خود در نظر گرفته مي شود .

[Borna66]

ويژگي هاي طراحي شي گرا :
1. ناحيه مشترك داده ها حذف مي شوند و اشيا به جاي استفاده از متغير هاي عمومي و مشترك با تبادل پيام ها با يكديگر ارتباط برقرار مي كنند . اين كار هم باعث سهولت در اصلاحات و هم كاهش اتصال كل سيستم مي شود .
2. اشيا نهادهاي مستقلي هستند كه به راحتي قابل تغييرند زيرا تمام حالت ها و اطلاعات در داخل خود شئ پنهان شده است و اشيا ديگر چه از روي عمد و چه تصادفي به اطلاعات يك شي نمي توانند دست يابند و تغيير در يك شي بدون مراجعه به اشياي ديگر صورت مي گيرد .
3. اشيا ممكن است توزيع شده باشند و مي توانند بصورت ترتيبي يا موازي اجرا شوند .