Функциональная иерархия данных отражает «расстояние» между расчетом переменной и ее использованием или условную длительность хранения значений переменной

Переменные или массивы, которые рассчитываются и используются внутри программного модуля, т. е. являются результатами промежуточных расчетов, называются локальными.

Взаимодействие двух модулей может осуществляться так, что некоторые переменные используются только этими модулями. Такие переменные имеют более широкую область применения и должны храниться все время, пока не будут вызваны взаимодействующие модули; они называются обменными.

Ряд переменных и массивов, используемых многими модулями и группами программ в комплексе, — это глобальные переменные характеризуемые наиболее широким использованием и соответствующие высшему иерархическому уровню среди данных. Они объединяются в информационные модули и в основном определяют сложные связи внутри комплекса или группы программ по получению, использованию и преобразованию информации. Функциональная иерархия программ в значительной степени определяет структурное построение массивов данных и их иерархию.

Структурирование программных компонент (см. этап 2 на рис. 1.3). При иерархическом построении КП важное значение имеют объем, сложность компонент для каждого уровня иерархии и соответственно количество иерархических уровней для определенных классов КП [8, 11 ]. По принципам построения, языку описания, объему и другим характеристикам в структуре КП можно выделить следующие иерархические уровни:

- операторов и операндов программы, соответствующий компонентам текста программы на языке программирования;

- программных модулей, оформляемых как законченные компоненты текста программы;

- функциональных групп программ или пакетов прикладных программ;

- комплекса программ, оформляемого как завершенное ПС определенного целевого назначения.

С повышением иерархического уровня увеличивается количество машинных команд ЭВМ, реализующих компоненты каждого уровня и количество обрабатываемых переменных. Одновременно совокупности команд все более специализируются, т. е. снижается возможность применения компонент в различных комбинациях для решения аналогичных задач.

Операторы языка программирования являются минимальными компонентами, из которых строятся модули. Разнообразие операторов сравнительно невелико (50...100 типов), и каждый оператор реализуется алгоритмом на базе в среднем 1...10 машинных команд ЭВМ. С повышением уровня языка программирования возрастает функциональная сложность операторов.

Программные модули решают небольшую функциональную задачу и реализуются 10...100 операторами языка программирования высокого уровня или 100...1000 операторами ассемблера. В результате программа модуля имеет 100...1000 машинных команд. Каждый модуль может использовать на входе около десятка типов переменных, но встречаются программные модули, обрабатывающие несколько десятков типов операндов. Количество типов выходных данных несколько меньше. Если для решения небольшой функциональной задачи требуется 100 операторов или более, то целесообразно провести декомпозицию задачи на несколько более простых, для реализации каждой из которых модуль реализуется 50...100 операторами.

Функциональные группы программ и пакеты прикладных программ формируются на базе десятков модулей и решают сложные автономные функциональные задачи. На их реализацию в ЭВМ используется около десяти тысяч команд. Соответственно возрастает количество используемых типов переменных и разнообразие выходных данных, которое практически полностью определяется особенностями функциональной задачи группы программ. При этом значительно быстрее растет количество типов переменных, обрабатываемых модулями и локализующийся в пределах одного или нескольких модулей.

Комплексы программ создаются для решения особенно сложных задач управления и обработки информации или вычислительных задач в науке и технике. В комплексы объединяются несколько или десятки групп программ для решения общей целевой задачи. Размеры КП исчисляются сотнями модулей, десятками и сотнями тысяч машинных команд. Встречаются КП, содержащие до двух-трех десятков структурных иерархических уровней, построенных из модулей.

Дата добавления: 2015-05-31