Metodologia Top-Down⚓︎
La metodologia di sviluppo di un programma Top-Down riguarda i metodi di risoluzione di un problema, basati sulla decomposizione del problema.
Lo stepwise refinement (ovvero raffinamento per passi successivi), è una strategia di sviluppo Top-Down proposta da N. Wirth nell'ambito della programmazione strutturata, nell'articolo "Program Development by Stepwise Refinement", 1971.
Metodologia Top-Down nell'analisi del problema⚓︎
L'analisi Top-Down prevede la scomposizione del problema generale da risolvere in più sotto-problemi.
La scomposizione del problema in sotto-problemi, si ottiene attraverso la decomposizione del problema in sotto-problemi, che a loro volta possono essere decomposti in altri sotto-problemi, e così via.
Ognuno di questi sotto-problemi, va analizzato e risolto in modo indipendente dal problema principale. In questo modo, si ottiene una soluzione al problema generale risolvendo i sotto-problemi.
Così facendo, il problema generale viene decomposto in sotto-problemi più semplici del principale. Questi possono essere rappresentati come un albero, in cui il nodo radice rappresenta il problema generale, e i nodi foglia rappresentano i sotto-problemi più semplici. Quest'albero viene chiamato albero di decomposizione funzionale.
Albero di decomposizione⚓︎
L'albero di decomposizione funzionale, è un albero che rappresenta la scomposizione del problema in sotto-problemi. Ad esempio, il problema iniziale \(P\), può essere decomposto in \(P_1\), \(P_2\) e \(P_3\):
flowchart TD
P --> P1 & P2 & P3;Nel caso in cui i sotto-problemi \(P_1\), \(P_2\) e \(P_3\) siano a loro volta troppo complessi, possono essere decomposti in altri sotto-problemi.
flowchart TD
P --> P1 & P2 & P3;
P1 --> P1.1 & P1.2;
P3 --> P3.1 & P3.2;Quindi si ha che nella radice dell'albero di decomposizione, si ha il problema principale \(P\), e i nodi foglia \(P_{1.1}\), \(P_{1.2}\), \(P_2\), \(P_{3.1}\) e \(P_{3.2}\) si hanno i sotto-problemi più semplici, considerati più facilmente risolvibili.
Come comporre le soluzioni dei sotto-problemi⚓︎
Lo scopo del processo di decomposizione, è quello di scomporre la soluzione del problema principale nelle soluzioni di altri problemi, ma molto più semplici e dunque più facilmente risolvibili.
La soluzione per un problema \(P\) si ottiene combinando le soluzioni dei suoi sotto-problemi utilizzando le strutture di controllo, ovvero sequenza, selezione e iterazione.
La situazione è differente se il problema ammette una soluzione ricorsiva.
Specifica di un problema⚓︎
La specifica di un problema, è una descrizione formale del problema, che permette di definire il problema in modo univoco. La specifica di un problema, è composta da:
- il compito o funzione che il problema richiede che sia svolto;
- i dati di input e di output.
Soluzione⚓︎
La descrizione della soluzione del problema \(P\), è basata sulla descrizione delle soluzioni dei suoi sotto-problemi, ovvero:
- la specifica di ogni singolo sotto-problema (compito/funzione);
- i dati di input e output di ciascun sotto-problema.
Metodologia Bottom-Up⚓︎
La metodologia Bottom-Up, è una metodologia di progettazione e sviluppo di un programma che riguarda i metodi di risoluzione di un problema per sintesi, ovvero basandosi sull'interconnessione di componenti già disponibili.
Questo porta alla creazione di componenti standard che possono essere riutilizzati.
Programmazione in grande e in piccolo⚓︎
Il compito della programmazione in grande è quello di progettare la struttura del programma come se fosse un insieme di parti, detti moduli.
La programmazione in piccolo è la fase di sviluppo del programma, in cui si descrivono i singoli moduli, implementando e progettando i singoli algoritmi.
Pseudo-codifica⚓︎
Il linguaggio che viene utilizzato per descrivere i singoli algoritmi, è detto pseudo-codice. Questo è un linguaggio che non è un vero linguaggio di programmazione, ma che è molto simile ad esso.
Livelli di astrazione⚓︎
L'algoritmo viene inizialmente espresso in maniera molto astratta, utilizzando il linguaggio naturale (con astrazioni sui controlli, sui tipi di dato e sulle funzioni). Successivamente, si passa ad un livello di astrazione più basso, utilizzando lo pseudo-codice. Infine, si passa al linguaggio di programmazione