Исследование и разработка метода графического программирования для ЭВМ

• Автор: Мощицкий, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.01.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 183 c. : ил

ГЛАВА I. Проблема повышения эффективности восприятия программ

§ I.I. Анализ требований к разрабатываемому методу программирования

§ 1.2. Р-технология программирования

§ 1.3. Принципы зрительного восприятия программ человеком

§ 1.4. Сущность предлагаемого метода

ГЛАВА 2. Язык Р-графов

§ 2.1. Основные понятия языка

§ 2.2. Расширение понятия Р-графа

§ 2.3. Язык Р-графов и его диалекты

§ 2.4. Синтаксис языка Р-графов

§ 2.5. Трансляция Р-графов

ГЛАВА 3. Программирование на языке Р-графов
§ 3.1. Безбумажная технология программирования
§ 3.2. Система документации проекта
§ 3.3. Опыт эксплуатации транслятора Р-графов
§ 3.4. Сравнительная оценка языков программирования РТК ОС ЕС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I Примеры программ на языке Р-графов
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Кадры проектирования
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Экспериментальные данные к § 3.4
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Документы о внедрении

Научно-технический прогресс в последние десятилетия во всем мире связан с широким использованием вычислительной техники. Программирование стало массовой специальностью, а программное обеспечение - составной частью научно-технического потенциала страны [38,51] . К созданию программ наряду с профессиональными программистами широко привлекаются специалисты из тех областей народного хозяйства, в которых используется вычислительная техника. Тем не менее, потребность в новых программных средствах ощущается чрезвычайно остро [ 51] , что можно объяснить, как кибернетизацией новых областей человеческой деятельности, так и расширением фронта работ в уже существующих.
В настоящее время для разработки программного обеспечения ЭВМ существует целый спектр языков программирования. Однако на практике сложность решаемых сейчас задач такова, что они зачастую приводят к созданию очень больших программ со сложной логической структурой, состоящей из сотен, тысяч и даже десятков тысяч операторов [ 25] . Восприятие (разбор) таких программ -труднейший процесс, требующий привлечения всех способностей человека к абстрактному мышлению, - занимает основную часть рабочего времени программиста, как на этапе создания программ, так и при их последующем сопровождении и модификации [ 34] . Использование наиболее совершенных из существующих языков программирования приводит к заметному уменьшению размеров программ, необходимых для реализации алгоритмов, но все же оно не в состоянии в корне изменить ситуацию. Тенденция к росту размеров и сложности разрабатываемых программ остается неизменной.
Сложность восприятия программ еще более усугубляется нена-глядностью, неэффективностью для человека существующей в уни-

версальных языках программирования построчной формы записи программ. Основным недостатком такой формы записи является то, что программисту в ходе работы с программой приходится неоднократно осуществлять распознавание, осмысление и связывание в единое целое операторов программы с целью восстановления логической структуры заложенного в ней алгоритма.
Остановимся на этом несколько подробнее. Процесс понимания программы состоит в последовательном разборе синтаксиса и семантики операторов программы.
В особых точках (таких, как операторы логических переходов, помеченные операторы, вызовы подпрограмм и т.п.) необходимо запомнить ситуацию - т.е. текущее содержимое всех используемых наборов данных. Далее, выбрать направление дальнейшего разбора, найти это место в тексте программы и продолжить разбор. Результатом разбора должен стать единый, целостный образ алгоритма в его структурной и функциональной полноте. Программист должен представлять ход выполнения программы для любого набора исходных данных,как верных, так и ошибочных.
Однако наиболее ценные знания о структуре и логике функционирования программы программисту приходится получать неким окольным путем - осмысливанием, идентификацией и связыванием отдельных частей программы. Иными словами, воспринимающий должен держать в своей памяти ситуации во всех точках ветвления, различать их между собой и связывать в единую структуру алгоритма. Естественно, такая работа требует привлечения всех способностей человека к абстрактному мышлению, связана с повышенным нацряжением внимания и высокой вероятностью возникновения ошибок. Весьма распространены [8, 25, 31, 38, 42] : низкая производительность труда, длительная отладка, неудовлетворительное качество передаваемого программного цродукта. Проблема еще бо-

Под будем понимать совокупность начальных состояний
абстрактных памятей. Для каждого вида памяти специально обуславливается его начальное состояние. Например, в начальном состоянии стек содержит только концевой маркер.
Начальной назовем конфигурацию вида Со~ ^ О.о)
Заключительной назовем конфигурацию вида С*- # £2^)
где £ - пустая цепочка.
Тактом Р-графа & назовем бинарное отношение 1—^ , определенное на конфигурациях С . Пусть текущей является & вершина Р-графа, входная цепочка - (причем 2* )
и абстрактные памяти находятся в состоянии . Когда найдется дуга в у 5 такая, что РI] ( ^ I ) = истина, Р-граф выполнит такт (
Запись С1 ^ С означает С=С' . Запись С0' б,Ск(для К> 1 ) означает, что существуют такие конфигурации С* что СЛ Ь, 0^+1 для всех 0 ^ I > К . Далее, С С' означает, что С • ^ ^ некоторого I , а С
означает, что С • Ц С для некоторого К >0 . Таким обраI *
зом, отношения 1—^ и 1—^ являются соответственно
транзитивным и рефлексивно-транзитивным замыканием отношения
Будем говорить, что Р-граф допускает входное слово м) , если ыл, Я.)1-4 («/£.£,) , при этом считаем, что работа Р-графа окончилась успешно. Если Р-граф не переходит в конечную вершину ХГд. за конечное число тактов, будем говорить, что Р-граф не допускает входное слово м)
Последовательности тактов работы Р-графа при обработке входного слова ^ соответствует последовательность конфигураций, в которые Р-граф попадает. Выберем из каждой конфигурации содержащуюся в ней вершину и будем чередовать их дугами,