MODULAARINEN OHJELMOINTI: OMINAISUUDET, ESIMERKIT, EDUT, SOVELLUKSET - TEKNIIKKA - 2026

Modulaarinen ohjelmointi on tekniikka, jota käytetään ohjelmiston kehittämiseen, jossa ohjelma on jaettu useisiin pieniin lohkojen tai yksipuolisten komponentteja kutsutaan moduuleja, jotka ovat hallittavissa, loogisia ja toimiva.

Moduuli on lauseiden ryhmä, joka ratkaisee tietyn ongelman. Jokainen moduuli sisältää kaiken tarvittavan oman toiminnallisuutensa toteuttamiseksi, ja sitä voidaan muokata tai muokata vaikuttamatta muuhun projektiin.

Esimerkki ongelman ratkaisemisesta moduuleilla. Lähde: Kayau / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Tämä ohjelmointitapa saavutetaan ylläpitämällä pysyvä moduulirajapinta, jota muut ohjelmistokomponentit käyttävät kunkin moduulin toimintojen käyttämiseen.

Moduulit asettavat loogiset rajat komponenttien välillä parantaen ylläpidettävyyttä. Ne yhdistetään rajapintojen kautta, jotka on suunniteltu minimoimaan eri moduulien välinen riippuvuus.

Pää- ja apumoduulit

Päämoduuli ja useat toissijaiset moduulit muodostavat modulaarisen ohjelmoinnin. Päämoduulista soitetaan lisämoduulien toimintoihin.

Nämä laajennukset ovat erillisiä suoritettavia tiedostoja, jotka ladataan päämoduulin käydessä. Jokaisella moduulilla on yksilöivä nimi, joka on annettu PROGRAM-käskyssä.

Työryhmät voivat kehittää erilaisia ​​moduuleja erikseen tuntematta kaikkia järjestelmän moduuleja. Jokainen modulaarinen sovellus liittyy versionumeroon, jotta kehittäjät voivat joustavasti ylläpitää moduulia.

Modulaariset ohjelmointiominaisuudet

modulaarisuus

Tietokone ei tarvitse koodin räjäytettyä versiota sen suorittamiseen. Ihmisen kognitiiviset rajoitukset pakottavat sinua kirjoittamaan koodin pienemmissä palasissa.

Ohjelma voi sisältää muita toimintoja ja voi myös viitata muissa tiedostoissa oleviin toimintoihin. Nämä toiminnot tai moduulit ovat lausejoukkoja, joita käytetään suorittamaan toiminto tai laskemaan arvo.

Yksinkertaisuuden ja luettavuuden ylläpitämiseksi suurissa ja monimutkaisissa ohjelmissa käytetään lyhyttä päätoimintoa yhdessä muiden toimintojen kanssa, eikä pitkän päätoiminnon kanssa.

Jakamalla ohjelma moduuliryhmiin, jokainen moduuli on helpompi ymmärtää, noudattaen siten jäsennellyn ohjelmoinnin perusohjeita.

Funktion määritelmä

Toiminto koostuu määritelmästä, jota seuraa komennot ja käskyt. Funktion yleinen muoto on:

Toiminnon_nimi (parametrin ilmoitus) {

lauseita;

komentoja;

paluuilmaisu;

}

- Parametrien ilmoittaminen edustaa tietoja, jotka toimitetaan toiminnolle.

- Lisämuuttujat, joita funktio käyttää erityisesti, määritellään lauseissa.

- Kaikissa toiminnoissa on oltava palautuslausunto.

Muuttujien laajuus

Muuttujia, jotka on ilmoitettu päätoiminnossa tai käyttäjän määrittelemissä toiminnoissa, kutsutaan paikallisiksi muuttujiksi. Niillä on arvo, kun toiminto suoritetaan, mutta niiden arvoa ei säilytetä, kun toiminto valmistuu.

Muuttujia, jotka julistetaan pääohjelman tai käyttäjän määrittämien toimintojen ulkopuolelle, kutsutaan globaaleiksi muuttujiksi. Nämä muuttujat voidaan ottaa mistä tahansa ohjelman sisällä olevasta toiminnosta.

Se on menettelytapa

Modulaarinen ohjelmointi on melko menettelytapaa, koska se on täysin suunnattu toimintojen koodin kirjoittamiseen ottamatta huomioon tietoja.

Esimerkkejä modulaarisesta ohjelmoinnista

Modulaarisuus tosielämässä

Oletetaan, että talossa on sähköä, ja seinässä on useita pistorasioita. Tämän järjestelmän avulla voit kytkeä erilaisia ​​sähkölaitteita, kuten mikroaaltouuni, pesukone, kuivausrumpu jne.

Nämä laitteet on suunniteltu suorittamaan erityistehtävänsä kytkettäessä ja kytkettäessä päälle riippumatta siitä, missä ne sijaitsevat.

Sovelluksen moduulien on noudatettava samaa filosofiaa. Tämä tarkoittaa, että heidän on suoritettava vain erityistehtävänsä riippumatta siitä, missä sovelluksen osassa he ovat tai edes mihin sovellukseen he ovat yhteydessä.

Samoin kuin sähkölaite voidaan helposti irrottaa pistorasiasta, moduuli on suunniteltava siten, että se voidaan helposti poistaa sovelluksesta.

Aivan kuten sähkölaitteen poistaminen ei vaikuta muiden kytkettyjen laitteiden toimintoihin, moduulien poistaminen sovelluksesta ei saisi vaikuttaa sovelluksen muiden moduulien toimivuuteen.

Java-toiminnot

Java-moduulit kirjoitetaan itsenäisinä toimintoina. Esimerkiksi, sinulla voi olla toiminto tai koodilohko laskeaksesi opiskelijan GPA-arvon hänen arvosanojensa perusteella kaikilla suoritetuilla kursseilla.

Toiminnon on haettava tuloluokkien luettelo ja palautettava sitten laskettu arvosanan keskiarvo:

Tätä toimintoa kutsutaan CalculateAverageNote. Se vastaanottaa syötteenä luettelon muistiinpanoista, käyttämällä tietotyypin kaksinkertaista taulukkoa, ja palauttaa lasketun keskiarvon.

Toiminnossa paikallisen muuttujan summa alustetaan nollaksi ja sitten, käyttämällä silmukkaa, kaikki tunnistukset lisätään summaan. Lopuksi saatu summa jaetaan seteleiden lukumäärällä palauttaen tuloksena oleva arvo.

Jos syöttömatriisissa olisi huomautukset 3.5, 3.0 ja 4.0, niiden lisäämisen jälkeen sillä olisi arvo 10,5 ja sitten se jaettaisiin 3: lla, koska huomautuksia on kolme. Toiminto palauttaa arvon 3.5.

Etu

Itsenäinen projektisuunnittelu

Useat ohjelmoijat voivat työskennellä samassa projektissa, jos se on jaettu moduuleihin. Eri ohjelmoijat voivat suunnitella itsenäisesti erilaisia ​​ohjelmamoduuleja, joita tarvitaan suurelle ja monimutkaiselle ohjelmalle.

Tehokas ohjelman kehittäminen

Ohjelmia voidaan kehittää nopeammin, koska pieniä, erillisiä moduuleja on helpompi ymmärtää, suunnitella ja testata kuin suuria ohjelmia.

Ohjelmoija voi antaa tarvittavan tulon ja varmistaa, että moduuli on oikein tutkimalla sen lähtöä.

Useita moduuleja

Yhdelle ohjelmalle kirjoitettu koodi on usein hyödyllinen toisessa. Modulaarinen ohjelmointi mahdollistaa näiden osien tallentamisen tulevaa käyttöä varten. Koska koodi on siirrettävissä, tallennetut moduulit voidaan linkittää mihin tahansa muuhun ohjelmaan, joka täyttää syöttö- ja lähtövaatimukset.

Monoliittisessa ohjelmoinnissa tällaiset koodiosat upotetaan ohjelmaan, eikä niitä ole saatavana muiden ohjelmien käyttöön.

Helppo virheenkorjaus ja muokkaaminen

Moduuli on pienempi kuin koko ohjelma, joten se on helpompi testata. Jokainen moduuli voidaan kirjoittaa ja testata erikseen muusta ohjelmasta. Kun moduuli on testattu, sitä voidaan käyttää uudessa ohjelmassa tarvitsematta testata sitä uudestaan.

Kun ohjelmaa on muokattava, modulaarinen ohjelmointi yksinkertaistaa työtä. Uudet tai virheenkorjatut moduulit voidaan linkittää olemassa olevaan ohjelmaan muuttamatta loppuohjelmaa.

haitat

Liian oliokeskeinen rakenne

Tämä ohjelmointi käyttää rajapintoja, mikä on aika tehokas idea. Hyödyntääksesi tätä, joissain kehyksissä on täysi sarja vaihdettavia luokkia. Esimerkiksi pysyvyyden käsittelemiseksi voi olla useita luokkia, jotka toteuttavat pysyvyysrajapinnan.

Integroidut kehitysympäristöt (IDE) sekoittuvat kuitenkin tähän. Voit esimerkiksi yrittää löytää menetelmän lähteen, ja IDE ei tiedä mitä menetelmää haluat nähdä, jolloin näyttöön tulee pitkä luettelo tiedostoista, joissa menetelmällä on kyseinen nimi.

Liian pienet moduulit

On olemassa paljon moduuleja, jotka sisältävät vain hyvin pienen toiminnon. Jokainen moduuli vaatii ylimääräisen jäsentämisen ja käsittelyajan koodin otsikon lisäksi.

Siksi monien pienten moduulien käyttäminen lisää yleiskuvaa kokoomajärjestelmään lisäämällä paketin kokoa.

Hajoa ilman syytä

Jotkut koodit melkein koskaan muuttuvat. Näissä tapauksissa ei ehkä ole paljon järkeä yrittää saada se näyttämään puhtaammalta tai abstraktin logiikalla, jos vain sen käyttäminen toimii hyvin.

On koodeja, jotka eivät näytä liian kauniilta, mutta ne eivät ole muuttuneet paljon viime vuosina. Ei ole syytä hajottaa koodia, joka ei ole koskaan muuttunut ja joka toimii jo hyvin moduuleiksi.

Sovellukset

Modulaarinen ohjelmointi on vain käsite. Sen käytäntöä voidaan soveltaa missä tahansa ohjelmointikielessä, erityisesti niissä, jotka ovat luonteeltaan menettelytapoja, joilla on erikseen koottu ohjelma.

Erillisesti koottavista moduuleista rakennetut komponenttikirjastokokoelmat voidaan yhdistää joukkoon linkker-nimisen ohjelmointityökalun avulla.

Eri moduulien toimintojen nimien on oltava yksilöiviä niiden käytön helpottamiseksi, jos päämoduulin käyttämät toiminnot viedään.

Ohjelmointikieliä, jotka tukevat modulaarisen ohjelmoinnin käsitettä, ovat C, Ada, PL / I, Erlang, Pascal, Algol, COBOL, RPG, Haskell, Python, HyperTalk, IBM / 360 Assembler, MATLAB, Ruby, IBM RPG, SmallTalk, Morpho, Java (paketteja pidetään moduuleina), Perl jne.

C-kieli

Modulaarista ohjelmointia voidaan soveltaa C-kielellä, koska se mahdollistaa suurten vaikeuksien korjaamisen jakamalla se useisiin moduuleihin.

Jokainen näistä moduuleista ratkaisee tietyn ongelman, kun taas pääohjelma, joka on tällaisten menettelyjen sarja, ratkaisee ongelman kokonaisuutena.

Jokainen C: ssä määritelty toiminto on oletuksena käytettävissä maailmanlaajuisesti. Tämä voidaan tehdä sisällyttämällä otsikkotiedosto, jossa toiminnon toteutus määritetään.

Esimerkiksi haluamme julistaa pinotietotyypin ja myös sen, että toteutus ja tietorakenne on piilotettu käyttäjiltä.

Tämä voidaan tehdä määrittelemällä ensin julkinen tiedosto, nimeltään stack.h, joka sisältää yleisen datan pinodatatyypillä ja pinotietotyypin tukemat toiminnot.

stack.h:

ulkoinen pino_var1;

extern int stack_do_something (tyhjä);

Nyt voit luoda tiedoston stack.c, joka sisältää pinotietotyypin toteutuksen:

Viitteet

1. CIO Wiki (2019). Modulaarinen ohjelmointi. Otettu: cio-wiki.org.
2. IT-määritelmät (2020). Modulaarinen ohjelmointi. Kuvannut: defit.org.
3. New Mexico Tech (2020). Modulaarinen ohjelmointi toiminnoilla. Otettu: ee.nmt.edu.
4. Christian Maioli (2020). 3 luovaa tekniikkaa modulaarisen koodin kirjoittamiseen. Tekninen majakka. Otettu: techbeacon.com.
5. Geeks Geeksille (2020). Modulaarinen lähestymistapa ohjelmointiin. Ostettu: geeksforgeeks.org.
6. Tutkimus (2020). Modulaarinen ohjelmointi: Määritelmä ja sovellus Java-ohjelmassa. Otettu: study.com.