64. Ограничения вычислительных систем

При построении больших программ, возникает вопрос о ограничениях вычислительных систем. «Размера» вычислений- с количество информации и числа выполняемых операций, которое мы должны организовать счет таким способом, что­бы, маневрируя нашими ограниченными возможностями, обеспе­чить нужные результаты вычислений. Организация счета включает в себя составление программы; здесь мы сталкиваемся с новой про­блемой размера, а именно с проблемой длины текста программы. Код должен быть компактным, позволяющими сделать много минимальными средствами. Хорошо определенный интерфейс предоставляет относительно небольшое количество функций, поэтому степень логической привязки при его использовании относительно невелика.

Чем меньше методов, переменных известно функции, переменных экземпляров содержит класс тем лучше.

Повышение производительности вычислительных систем предусматривает прежде всего достижение высокой скорости исполнения программ.

Среди интеллектуальных средств, которые применяются для понимания программы (или дня доказательства ее правильноети), выделяют следующие три: перечисление; математическая индукция; абстракция.

О перечислении

мы прибегаем к перечислению, когда пытаемся проверить правильность вычислений, которые сводятся к обозри­мому множеству последовательно выполняемых операторов, вклю­чая условные операторы выбора одного из двух или более вариантов.

О математической индукции

Математическая индукция - это единственный способ рассуждения, который в конечном итоге по­зволяет нам совладать с циклами (типа тех, что описываются с по­мощью заголовков повторения) и с рекурсивными процедурами. Хочу привести один пример.

Методом перечисления убеждаемся в том, что это утверждение справедливо при n=0; мы хотим доказать (также методом перечис­ления), что если оно справедливо при n=N, то оно справед­ливо и при n=N+1. Для того чтобы доказать нам необходимо показать что это справедливо и при n=N-f1. В итоге получим что для N=N+1все верно, и таким образом обоснуем индуктивный переход

Об абстракции

Если исходить из вычислений, то алгоритм — это то, что остает­ся, если абстрагироваться от конкретных значений обрабатывае­мых данных. Понятие "переменной" представляет собой абстракцию соответствующего текущего значения. Абстракции понятия вводятся таким образом, что удается сформулировать индуктивный переход; с другой стороны, именно организация повторений требует введения понятия "пере­менной".

Можно считать желательным, чтобы структура про­граммы отражалась в структуре вычислений. Вычисления предназначаются для того, чтобы получить опре­деленный нужный результат. В простейшем случае в вычислениях производится разложение, на конечное число поддействий, которые могут быть перенумерованы.

1)Сочленение (последовательность): оно состоит в том, что команды пишутся подряд.,

2)выбор (развилка): Общее свойство всех этих блок-схем состоит в том, что у каждой из них один вход вверху и один выход внизу.

=>

3) повторение (цикл): Эти блок-схемы также характеризуются наличием одного вход вверху и одного выхода внизу. Они позволяют нам выразить мысль, что действие, представляемое пунктирным блоком, оказывается при детальном рассмотрении последовательностью из "достаточного числа" поддействий определенного вида.