PROGRAMACIÓ ESTRUCTURADA: CARACTERÍSTIQUES, EXEMPLES, AVANTATGES, APLICACIONS - TECNOLOGIA - 2025

La programació estructurada és una disposició en el disseny i construcció de programes informàtics, amb l'objectiu de millorar la gestió de la seva complexitat, tenint en compte les peculiaritats de el pensament humà. Tot programa es basa en un algoritme i pot representar-se mitjançant un esquema lògic.

Va sorgir per la creixent complexitat dels programes computats. S'ha convertit en un nou esquema de programació que va crear noves tècniques per poder produir programes assegurances d'operar per més temps.

Estructura de decisió i estructura de seqüència en programació estructurada. Font: I.hidekazu CC BY-SA (httpscreativecommons.orglicensesby-sa4.0)

Gràcies a l'vertiginós desenvolupament de l'processament de dades computat, a finals dels anys 60 era possible resoldre problemes cada vegada més complexos. No obstant això, comprendre, depurar i modificar aquests programes presentava dificultats que els feien poc fiables.

Els programes de computació grans realitzats per aquests problemes tenien codis fonts tan llargs i desestructurats que s'havien tornat bastant complicats d'accedir i navegar amb certa lògica, fins i tot per als seus propis autors.

origen

Els programadors utilitzaven en els llenguatges de programació la comanda "goto» per a realitzar una bifurcació condicional, el que comportava moltes vegades a què es dificultés la llegibilitat ja que no es conservés un context lògic.

En aquesta crisi de programari es va començar a plantejar si es podia desenvolupar de forma sistemàtica una metodologia general i disciplinada que permetés realitzar programes més refinats. Com a resposta a aquest plantejament va néixer el mètode de programació estructurada.

El 1968, Dijkstra va publicar l'article «Goto, la comanda considerat perjudicial», on assenyalava que l'ús indiscriminat d'aquesta comanda tenia un efecte negatiu en la llegibilitat i comprensió dels programes d'ordinador.

Niklaus Wirth va dissenyar un nou llenguatge de programació, anomenat Pascal, llançat en 1970. Des de llavors ha estat utilitzat àmpliament per ensenyar el disseny de la programació estructurada.

Característiques

Aquesta manera de programació es caracteritza perquè els programadors poden fragmentar el codi font dels seus programes en blocs lògicament estructurats, que consisteixen en bucles, blocs lògics i ordres condicionals.

L'objectiu de la programació estructurada és realitzar programes fàcils d'escriure, depurar i modificar. Els programes aconseguits són clars, ordenats, comprensibles, sense salts.

Teoria de la programació estructurada

Dijkstra va idear una teoria vinculada a la programació estructurada, la qual indicava que a l'dissenyar qualsevol programa és convenient tenir en compte els següents fonaments:

- El teorema estructural, que expressa que es pot compilar qualsevol programa utilitzant només tres estructures de control essencials: estructura seqüencial, estructura d'alternatives i estructura repetitiva.

- A l'delinear els programes s'exhorta a aplicar la tècnica descendent, anomenada també de dalt a baix.

- S'han de limitar els rangs de validesa i visibilitat de les variables i les estructures de dades.

Estructures de control

El teorema estructural indica que qualsevol algoritme amb un únic punt d'inici i de culminació es pot constituir com una composició de tres estructures de control.

A l'programar de forma lògica i clara aquestes estructures de control admeses, la programació estructurada permet un enfocament eficient de les funcions amb qualsevol grau de dificultat.

Estructura de seqüència o lineal

Aquesta estructura és simplement la seqüència o successió de dues o més operacions o ordres.

Estructura de decisió o d'alternatives

És la selecció d'un comando entre dues possibles alternatives. També es permet triar entre més de dues alternatives.

Estructura de cicle o repetitiva amb una pregunta inicial

Es repeteixen certs comandaments sempre que es compleixi una determinada condició. També el cicle es pot realitzar amb un comptador.

Independent de el llenguatge de programació

La programació estructurada es basa en mòduls funcionals ben definits, jerarquitzats segons la naturalesa específica de el problema. Aquesta programació és un mètode independent de l'llenguatge de programació, actuant més aviat com un estil de programar.

És una forma d'idear els programes seguint regles ben establertes, utilitzant per a això un cert conjunt d'estructures de control.

La programació estructurada permet que els programes s'escriguin en pseudocodi, sense importar el llenguatge de la màquina, proper a l'natural, convertible en qualsevol llenguatge de programació.

Exemples de programació estructurada

Gairebé qualsevol fragment de codi de mostra en qualsevol llenguatge de programació modern serà un exemple de programació estructurada.

Aquesta programació utilitza bucles, condicionals i subrutines per controlar el flux i modularitat per així facilitar la lectura i poder reutilitzar el codi.

seqüència

Es pot executar una llista de sentències en ordre, de dalt a baix. En aquest cas es dóna com a exemple un programa en llenguatge natural per coure pa:

- Afegir farina.

- Afegir llevat.

- Afegir sal.

- Barrejar.

- Afegir aigua.

- Pastar.

- Deixar que s'aixequi la massa.

- Enfornar.

repetició

Es repeteix un bloc de sentències mentre una condició sigui veritable. Per exemple: rentar plats.

selecció

Es tria com a màxim una acció entre diverses condicions alternes. Per exemple: ordenar el correu.

Programació estructurada en Visual Basic

seqüència

Les línies o blocs de codi s'escriuen i s'executen en un ordre seqüencial. Per exemple, es té:

x = 6

i = 12

z = x + i

WriteLine (z)

repetició

Es repeteix un bloc de codi mentre es compleix una condició. No hi ha límit per a la quantitat de vegades que es pot executar el bloc. exemple:

x = 2

Mentre x <100

WriteLine (x)

x = x * x

fi

selecció

S'executa un bloc de codi si una condició és vertadera. El bloc de codi s'executa com a màxim una vegada. exemple:

x = ReadLine ()

Si x Mod 2 = 0

WriteLine («El nombre és parell»)

Fi de Si

avantatges

- Són programes que satisfan les necessitats dels clients.

- Tot i que inicialment es porta més temps generar el codi, resulta sovint en un codi que s'executa sense errors quan s'executa per primera vegada.

- És similar a el vocabulari de paraules i símbols en anglès.

- Resulta fàcil gestionar canvis en el programa davant de noves especificacions en el futur.

- Són més fàcils de mantenir.

- És fàcil d'usar i d'entendre. Eventualment es requereix menys temps per escriure el codi. És més fàcil d'aprendre.

- El programa escrit en un llenguatge d'alt nivell es pot traduir a molts llenguatges de màquina. Per tant, es pot executar en qualsevol ordinador per a la qual hi hagi un traductor o compilador adequat.

- Estan orientats principalment als problemes en lloc de a la màquina.

- És independent de l'ordinador en la que s'utilitza. És a dir, els programes desenvolupats en llenguatges d'alt nivell es poden executar en qualsevol ordinador.

Programes més clars

La programació estructurada redueix la possibilitat que una funció afecti a una altra. Això fa que s'escriguin programes més clars, ja que s'eliminen les variables globals per a ser reemplaçades per variables locals.

A causa d'aquest canvi, es pot estalviar l'espai d'assignació de memòria que ocupa una variable global.

fàcil comprensió

L'organització ajuda a comprendre fàcilment la lògica de programació, per així poder entendre la lògica darrere dels programes.

També ajuda als nouvinguts de qualsevol empresa de tecnologia a comprendre els programes creats per altres treballadors de la indústria, facilitant així una possible depuració de el codi.

desavantatges

- El traductor o compilador ha de traduir el llenguatge d'alt nivell a l'llenguatge de màquina. Per tant, s'ha de pagar un preu en l'ús de temps de l'ordinador.

- El codi objecte generat pel compilador pot ser ineficient si es compara amb un programa equivalent en llenguatge assemblador.

Mateix codi repetit

El codi que està escrit pot aparèixer en diferents parts de el programa. Pot ser vulnerable a diversos problemes a causa de la seva ubicació. Els programes tenen variables, el que significa que poden prendre diferents valors en diferents parts de el programa.

Resulta molest canviar tipus de dades

El tipus de les dades prové de moltes funcions. Per tant, quan es produeixin canvis en aquest tipus de dades, s'ha de realitzar el canvi corresponent en cada ubicació que actuï sobre aquest tipus de dades dins de el programa. Aquesta és una tasca que realment consumeix molt de temps si el programa és molt gran.

Es pot considerar el cas d'un desenvolupament de programari, on diversos programadors treballen en equip en una aplicació. En un programa estructurat, a cada programador se li assignarà construir un conjunt específic de funcions i tipus de dades.

Per tant, diferents programadors manejaran per separat diferents funcions que tenen tipus de dades compartides entre si.

Els altres programadors de l'equip han de reflectir els canvis en els tipus de dades realitzats per un programador, en els tipus de dades que hagin manejat. En cas contrari, s'hauran de reescriure diverses funcions.

aplicacions

La programació estructurada ha funcionat bé per a milions de programes i milers de milions de línies de codi. No hi ha cap raó per rebutjar-la.

En particular, ha funcionat extremadament bé per a programes que processen dades i per al processament de nombres, els quals s'executen un cop per produir una resposta.

Dues característiques tendeixen a definir bé els problemes que es poden abordar d'una manera purament estructurada:

- Les dades a manejar coincideixen estretament amb els tipus de dades que estan integrats en el llenguatge, sent generalment nombres i cadenes de caràcters.

- El programa segueix un flux de control ben definit per produir un únic resultat basat en alguna entrada.

Els programes d'ordinador amb aquestes característiques inclouen moltes aplicacions científiques, d'enginyeria i de processament de text, a més de molts dels exemples dels llibres de text dels cursos tradicionals d'informàtica.

No resulta sorprenent que aquests siguin exactament els tipus de programes que les primeres persones que van inventar els llenguatges de programació volien resoldre.

Maneig d'objectes

La majoria dels llenguatges de programació moderns estan estructurats d'aquesta manera: el que es té en el programa són objectes, i la majoria de el codi consisteix en diferents mètodes per utilitzar les dades emmagatzemades en aquests objectes.

Un programa estructurat generalment té control sobre el que passa i quan passa, mentre que un programa basat en esdeveniments ha de ser capaç de respondre als successos en moments impredictibles.

referències

1. MVPs (2020). Structured programming. Pres de: mvps.net.
2. Alexey (2019). Structured Programming Paradigm. Medium. Pres de: medium.com.
3. Include Help (2020). Structured Programming, its Advantages and Disadvantages. Pres de: includehelp.com.
4. Tim Trott (2019). Structured Programming Languages. Lonewolf Online. Pres de: lonewolfonline.net.
5. OO Portal (2020). Uses and Benefits of Traditional, Structured Programming. Pres de: ooportal.com.
6. Studeer Snel (2020). Final review - Summary Structured Programming Applications. Pres de: studeersnel.nl.