Модульная структура программы
Для того чтобы подключить к программе какой-либо модуль , необходимо сразу после заголовка программы поместить следующую строку:
uses ;
Если подключаемых модулей несколько, эта строка примет вид:
uses . ;
Впрочем, совершенно не обязательно указывать имена всех модулей , так или иначе фигурирующих в программе. Достаточно указать имена лишь тех, к которым она будет обращаться непосредственно. А к каждому модулю , подключенному к головной программе, в случае необходимости можно подключить другие модули — и т. д.
Все константы, типы данных, переменные, процедуры и функции, описанные в каком-либо модуле , после его подключения к основной программе (или к другому модулю ) становятся доступными этой программе (или модулю ) без дополнительных объявлений.
Например, вы можете пользоваться функцией abs () , не объявляя и не описывая ее, поскольку эта функция включена в состав стандартного модуля System , автоматически подключаемого к любой программе на языке Pascal. Если же вы захотите очистить экран монитора перед выдачей результатов, вам придется подключить к вашей программе модуль crt и воспользоваться содержащейся в нем процедурой clrscr (см. лекцию 14).
Создание модульной программы
Перейдем теперь к детальному изучению структуры модулей и правил их создания и использования.
Структура модуля
В состав модуля входят четыре секции (любая из них может быть пустой, но ее заголовок все равно обязан присутствовать):
unit ; interface implementation begin end.
Разберем каждую из этих секций отдельно.
Название
В отличие от заголовка программы ( program ; ), который может и отсутствовать, заголовок модуля ( unit ; ) обязан присутствовать всегда.
Кроме того, очень полезно давать модулям и содержащим их файлам одинаковые имена. Иначе говоря, модуль с именем modul_1 желательно разместить в файле с именем modul_1.pas , и т.п.
Секция внешних связей
Эта секция содержит объявления тех типов данных, констант, переменных, подпрограмм и т.п., которые должны быть видны вне модуля .
Если для объявления какого-либо объекта нужны сведения об объекте, объявленном в другом модуле , то имя этого модуля необходимо указать в этой же секции:
interface [uses ;] [const ;] [type ;] [var ;] [procedure ;] [function ;]
Например, пусть у нас есть два модуля : mod_const , содержащий описания базовых констант и типов данных, и mod1 , использующий эти описания (мы приводим только секции внешних связей ):
unit mod_const; interface const sto = 100; type one_to_sto = 1..sto; . unit mod1; interface uses mod_const; const dvesti = 2*sto; type massiv = array[1..dvesti] of byte; var a: massiv; b: one_to_sto; function min(x,y:one_to_sto):one_to_sto; .
Рис. 13.1. Пример структуры модульной программы
Теперь, если в каком-либо третьем модуле встретится строка
uses mod1;
то внутри этого третьего модуля можно будет использовать (без дополнительных объявлений) тип massiv , переменные a и b , а также функцию min . Необходимо отметить, что использовать константу sto третий модуль не сможет, поскольку в нем не было указано
uses mod_const;
Если в секциях связей нескольких модулей были определены константы или переменные с одинаковыми именами, но с разными значениями, то путаницы позволит избежать уже знакомый нам прием: указание имени модуля перед идентификатором:
Если имя модуля не указано, то идентификатор считается принадлежащим текущему модулю . И только если в текущем модуле этот идентификатор не был объявлен, то начинается поиск в подключенных модулях .
Например, если модульная программа имеет структуру, изображенную на рис. 13.1, то таблица доступности переменных будет выглядеть так:
| Связи | Способ обращения к одноименным переменным | ||||||
| program prg; | uses A,B,C; | p | a.p | b.p | c.p | не видна | не видна |
| unit A; | uses C,D,F; | не видна | p | не видна | c.p | d.p | f.p |
| unit B; | uses F; | не видна | не видна | p | не видна | не видна | f.p |
| unit C; | — | не видна | не видна | не видна | p | не видна | не видна |
| unit D; | — | не видна | не видна | не видна | не видна | p | не видна |
| unit F; | — | не видна | не видна | не видна | не видна | не видна | p |
Замечание: В секциях связей не допускается рекурсивное использование модулями друг друга. Иными словами, нельзя одновременно написать
unit mod_1; interface uses mod_2; . unit mod_2; interface uses mod_1; .
Модульная структура программ.
Модульная структура программ разрабатывается на стадии технического проекта, когда определяется состав программных модулей и устанавливаются связи между ними по управлению и данным.
Виды модульных структур:
Монолитно-модульная структура.
Включает в себя большой программный модуль, реализующий основную часть возложенных на программу функций. Из этой части имеется незначительное число обращений к другим программным модулям небольшого размера.
Сложность для понимания, проверки и сопровождения.
Подобной структуры следует избегать. Все программные модули рекомендуется ограничивать сотней операторами исходного языка программирования.
Последовательно-модульная структура.
Такая структура включает в себя несколько последовательно передающих друг другу управления управление программных модулей.
Преимущество: простота и наглядность.
Недостаток: реализуется только для простых программ.
Модульно-иерархическая структура.
Включает в себя программные модули, располагаемые на нескольких уровнях иерархии. Модули верхних уровней управляют работой модулей нижних уровней. Структура проста и позволяет решать сложные задачи.
Модульно-хаотическая структура.
Модули в структуре связаны между собой таким образом, что они не образуют в явном виде ни одну из перечисленных выше структур. Эти программы сложны для проверки и сопровождения. Следует избегать получения таких программ. Такая структура может оказаться допустимой только в системах реального времени с жёсткими объёмно-временными ограничениями.
Технологический цикл конструирования программной системы (пс): три процесса.
Технологический цикл конструирования программной системы (ПС) вклю-
-чает 3 процесса:
1.Анализ.
2.Синтез.
3.Сопровождение.
1.Анализ.
Отвечают на вопрос: что должна делать будущая система. Необходимо учитывать полноту и точность в определении требований к программной системе;
2.Синтез.
Отвечают на вопрос каким образом система будет реализовывать предъявляемые к ней требования. Три этапа синтеза:
Модель анализа:
Этап проектирования
Этап кодирования
Этап проектирования
Проверенная и объединённая пс
Информационная модель описывает информацию, которую должна обрабатывать ПС.
Функциональная модель выдаёт перечень функций обработки.
Поведенческая модель фиксирует режимы работы ПС.
Разработка данных – результат преобразования информационной модели анализа в структуры данных.
Разработка архитектуры выделяет основные структурные компоненты и фиксирует связи между ними.
Процедурная разработка описывает последовательность действий структурных компонентов(их содержание).
На проектирование, кодирование и тестирование приходится более 75% стоимости конструирования ПС. Решение принимаемое в ходе проектирования делают его стержневым этапом процесса синтеза.
Модульная структура программы
Для того чтобы подключить к программе какой-либо модуль , необходимо сразу после заголовка программы поместить следующую строку:
uses ;
Если подключаемых модулей несколько, эта строка примет вид:
uses . ;
Впрочем, совершенно не обязательно указывать имена всех модулей , так или иначе фигурирующих в программе. Достаточно указать имена лишь тех, к которым она будет обращаться непосредственно. А к каждому модулю , подключенному к головной программе, в случае необходимости можно подключить другие модули — и т. д.
Все константы, типы данных, переменные, процедуры и функции, описанные в каком-либо модуле , после его подключения к основной программе (или к другому модулю ) становятся доступными этой программе (или модулю ) без дополнительных объявлений.
Например, вы можете пользоваться функцией abs () , не объявляя и не описывая ее, поскольку эта функция включена в состав стандартного модуля System , автоматически подключаемого к любой программе на языке Pascal. Если же вы захотите очистить экран монитора перед выдачей результатов, вам придется подключить к вашей программе модуль crt и воспользоваться содержащейся в нем процедурой clrscr (см. лекцию 14).
Создание модульной программы
Перейдем теперь к детальному изучению структуры модулей и правил их создания и использования.
Структура модуля
В состав модуля входят четыре секции (любая из них может быть пустой, но ее заголовок все равно обязан присутствовать):
unit ; interface implementation begin end.
Разберем каждую из этих секций отдельно.
Название
В отличие от заголовка программы ( program ; ), который может и отсутствовать, заголовок модуля ( unit ; ) обязан присутствовать всегда.
Кроме того, очень полезно давать модулям и содержащим их файлам одинаковые имена. Иначе говоря, модуль с именем modul_1 желательно разместить в файле с именем modul_1.pas , и т.п.
Секция внешних связей
Эта секция содержит объявления тех типов данных, констант, переменных, подпрограмм и т.п., которые должны быть видны вне модуля .
Если для объявления какого-либо объекта нужны сведения об объекте, объявленном в другом модуле , то имя этого модуля необходимо указать в этой же секции:
interface [uses ;] [const ;] [type ;] [var ;] [procedure ;] [function ;]
Например, пусть у нас есть два модуля : mod_const , содержащий описания базовых констант и типов данных, и mod1 , использующий эти описания (мы приводим только секции внешних связей ):
unit mod_const; interface const sto = 100; type one_to_sto = 1..sto; . unit mod1; interface uses mod_const; const dvesti = 2*sto; type massiv = array[1..dvesti] of byte; var a: massiv; b: one_to_sto; function min(x,y:one_to_sto):one_to_sto; .
Рис. 13.1. Пример структуры модульной программы
Теперь, если в каком-либо третьем модуле встретится строка
uses mod1;
то внутри этого третьего модуля можно будет использовать (без дополнительных объявлений) тип massiv , переменные a и b , а также функцию min . Необходимо отметить, что использовать константу sto третий модуль не сможет, поскольку в нем не было указано
uses mod_const;
Если в секциях связей нескольких модулей были определены константы или переменные с одинаковыми именами, но с разными значениями, то путаницы позволит избежать уже знакомый нам прием: указание имени модуля перед идентификатором:
Если имя модуля не указано, то идентификатор считается принадлежащим текущему модулю . И только если в текущем модуле этот идентификатор не был объявлен, то начинается поиск в подключенных модулях .
Например, если модульная программа имеет структуру, изображенную на рис. 13.1, то таблица доступности переменных будет выглядеть так:
| Связи | Способ обращения к одноименным переменным | ||||||
| program prg; | uses A,B,C; | p | a.p | b.p | c.p | не видна | не видна |
| unit A; | uses C,D,F; | не видна | p | не видна | c.p | d.p | f.p |
| unit B; | uses F; | не видна | не видна | p | не видна | не видна | f.p |
| unit C; | — | не видна | не видна | не видна | p | не видна | не видна |
| unit D; | — | не видна | не видна | не видна | не видна | p | не видна |
| unit F; | — | не видна | не видна | не видна | не видна | не видна | p |
Замечание: В секциях связей не допускается рекурсивное использование модулями друг друга. Иными словами, нельзя одновременно написать
unit mod_1; interface uses mod_2; . unit mod_2; interface uses mod_1; .
При подготовке материала использовались источники:
https://intuit.ru/studies/courses/41/41/lecture/1241?page=2
https://studfile.net/preview/9200163/page:7/
https://intuit.ru/studies/courses/41/41/lecture/1241?page=2&keyword_content=ABS