Transcript Concepto de Modularizacion

Diseño de Programas
Modularización
Introducción a la Computación
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Ing. Diego Figueyra
Diseño
• Diseñar un programa se puede comparar con resolver un
problema de la vida cotidiana.
• El programador debe tener muy presente el objetivo del
programa, es recomendable que siempre se tenga en
mente:
– Propósito del programa: Qué hace? Qué tan rápido debe ser? En que
procesador se va a implementar?
– Parámetros de entrada: Cómo se pasan los parámetros (registro, por
stack, por memoria, etc)? Cuantos son? Qué tipo de datos?
– Salidas esperadas del programa: Cómo debe alterar registros o zonas
de memoria?
– Hay casos particulares o excepciones: Códigos de error frente a
entradas o salidas erróneo
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Diseño
• Es conveniente simplificar el problema original siguiendo
los siguientes lineamientos
• Paso 1:
– Evitar realizar todo de una sola vez
– Subdividir el problema en pasos simples o en tareas lógicas
independientes
• De esta manera uno programa módulos más sencillos.
• Probar módulos más simples es más rápido
• Integrar módulos lógicamente independientes es más sencillo
• Paso 2:
– Realizar diagramas de flujo (si aplica)
• Un diagrama de flujo debe ser simple de seguir
• No debe contener instrucciones específicas de un procesador
sino ideas o conceptos generales
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Diagrama de Flujo
• Un diagrama de flujo nos permite realizar un seguimiento
conceptual del programa a diseñar
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• Si un programa es suficientemente complejo un diagrama de
flujo no resuelve todo.
• En estos casos es conveniente modularizar el programa.
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Modularización
• Modularizar un problema implica dividir el mismo en
problemas más pequeños o módulos. Resolviendo
problemas más pequeños se puede resolver el problema
más complejo
• Para poder modularizar uno debe encontrar los bloques
fundamentales que constituyen el problema.
• Esta división da origen a lo que se conoce como el
paradigma de la programación modular.
• En el proceso de modularización se debe:
– Dividir el problema en segmentos simples
– Buscar que los módulos sean genéricos (que tengan flexibilidad)
– En la búsqueda de flexibilidad no debo perder el objetivo del cual
partí
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• Divido el problema en bloques fundamentales
• Resolviendo cada bloque y uniéndolo puedo resolver el
problema planteado
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Modularización
• Si diseño segmentos o módulos flexibles puedo reutilizarlos en
otro momento
Una locomotora?
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Un hombre?
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• Un problema complejo como calcular el coseno de un
número podría analizarse como varios bloques simples
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• Que bloques empleo?
• Función Potencia
• Función División
• Función Factorial
• Con que profundidad?
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• Ahora no es tan complicado resolver esto no?
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• Ventajas
– Un solo modulo es mas simple de escribir y de poner en
funcionamiento.
– Un modulo puede ser útil en diferentes partes de un programa e
inclusive formar parte de otros programas. Esto será cierto siempre
y cuando el modulo realice una tarea lo suficientemente general.
– Los errores son mas fáciles de aislar y la corrección de los mismos
se limita a la modificación de un modulo.
• Desventajas
– La integración de los módulos puede ser compleja en particular si
fueron escritos por diferentes personas.
– Los módulos requieren de documentación cuidadosa dado que
pueden afectar a otras partes del programa. Se debe prestar mucha
atención cuando se utilizan módulos que modifican estructuras de
datos compartidas con otros módulos.
– La prueba de un modulo puede ser difícil en situaciones en las que
se necesitan datos generados por otros módulos.
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Modularización
• Principios de la modularización
– Aquellos módulos que hacen referencia a datos comunes
deben ser parte de un mismo modulo.
– Dos módulos en donde el primero depende o hace uso del
segundo deben estar separados.
– Un modulo que es usado por varios módulos debe ser
separado de los demás.
– Dos módulos cuya frecuencia de uso es significativamente
diferente deben ser separados
– La organización (estructura) de datos relacionados entre si
debe estar oculta en un solo modulo
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Modularización
• Si un problema es difícil de modularizar hay que intentar
redefinir las tareas involucradas en el problema.
• Demasiados casos especiales o demasiadas variables que
requieren un tratamiento especial son signos de que la
definición del problema es inadecuado
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Modularización
• Los módulos (también llamados subrutinas o funciones)
pueden recibir valores llamados parámetros y/o devolver
resultados (valor de retorno)
Parámetro
Modulo o
Subrutina
Valor de
Retorno
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• Una subrutina puede ser invocada desde distintos lugares
del programa
Modulo o
Subrutina
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Modularización
• Ejemplo: Temporizador
– Supongamos que tenemos que escribir un programa que controle el
tiempo de encendido de una lámparita.
– Se pide que un usuario presione un pulsador, que se encienda la luz y
un minuto después se apague automáticamente.
– El procesador controlará todas las entradas y salidas del proceso
– Procedamos a plantear el diagrama de flujo…
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Ejemplo: Temporizador
Terminó
tiempo?
Inicio/Espero
SI
Se presiónó
el pulsador?
SI
NO
Apago la luz
Fin
Enciendo Luz
Inicio Temporizador
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NO
Ejemplo: Temporizador
• Utilizando los conceptos de progamación modular
podríamos pensar en dos módulos principales para este
programa:
– MODULO 1:
• Espera que se cierre el interruptor y enciende la luz como
respuesta
– MODULO 2:
• Provee el reatrdo de un minuto y luego apaga la luz
– Si bien temos modularizado el progama no lo hemos hecho de la
mejor manera:
• En ambos módulos se opera con datos que no están relacionados
entre sí: el tiempo y el estado de la luz (on/off). Modularizando de
esta manera perdemos flexbilidad y por ende portabilidad del
código.
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Ejemplo: Temporizador
• Recuerden que los criterios para modularizar nos
recomiendan mantener los datos (entradas o salidas) que
estén relacionados entre sí en el mismo módulo.
• Podríamos entonces redefinir los módulos de la siguiente
manera
– MODULO1:
• Espera que se cierre el interruptor
– MODULO 2:
Estos módulos comparten los
• Enciende la luz
mismos datos. Los podríamos
– MODULO 3:
convertir en un único módulo
• Apaga la luz
– MODULO 4:
• Retardo de 1 minuto
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Ejemplo: Temporizador
• Podríamos mejorar el diseño aun más. El primer módulo
comprende una etapa de decisión (cuando se cierra el
interruptor?) con una etapa de lectura del estado del
interruptor (abierto o cerrado)
• Separemos dejando la decisión afuera de uno de los
módulos. El proceso de decisión estará en el programa
principal.
• Redefiniendo esta condición el esquema del programa
estará dado de la siguiente manera:
– MODULO 1:
• Indicar estado del interruptor (on/off)
– MODULO 2:
• Endender o apagar la luz (on/off)
– MODULO 3:
• Retardo de 1 minuto
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Ejemplo: Temporizador
• Documentemos cada módulo:
– MODULO 1:
• Indica si el interruptor está abierto o cerrado. Este módulo no
recibe ningún parámetro de entrada. Como salida ofrece dos
valores posibles: 0 = Abierto; 1 = Cerrado
– MODULO 2:
• Enciende o apaga la luz. El módulo recibe un parámetro que le
indica si debe encender o apagar la luz: 0 = Off ; 1 = On. No
devuelve ningún parámetro.
– MODULO 3:
• Establece la constante de tiempo de 1 minuto. No recibe o
devuelve ningún parámetro. La ejecución de este módulo debería
extenderse durante 1 minuto.
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Ejemplo: Temporizador
• Cada modulo es independiente de los demás lo que los
convierte en genéricos y por lo tanto pueden ser usados en
cualquier programa. Debe notarse que los dos primeros
módulos tienen subyacente la estructura del hardware y por
lo tanto toda modificación realizada sobre dicha estructura
se vera reflejada únicamente en estos módulos y no en el
resto del programa.
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Ejemplo: Temporizador
Terminó
tiempo?
Estado Interruptor
NO
SI
OFF
Se presiónó
el pulsador?
NO
SI
LUZ
Temporizador
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ON
LUZ
Fin
Modulos: Verde
Parámetros: Negro
Programa: Celeste
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