پارامترهای مهم در برنامه نویسی

همانطور كه می دانید سیستم عامل برنامه ای است كه امكان ارتباط كاربر را با كامپیوتر فراهم می سازد و زبان های برنامه نویسی امكاناتی را برای برنامه نویس فراهم می كنند كه او برنامه نویس بتواند با كمك سیستم عامل از سخت افزار در جهت مقاصد خود استفاده كند

● استفاده بهینه از منابع سیستم

همانطور كه می‌دانید سیستم‌عامل برنامه‌ای است كه امكان ارتباط كاربر را با كامپیوتر فراهم می‌سازد و زبان‌های برنامه‌نویسی امكاناتی را برای برنامه‌نویس فراهم می‌كنند كه او (برنامه‌نویس) بتواند با كمك سیستم‌‌عامل از سخت‌افزار در جهت مقاصد خود استفاده كند. اما هر قدر هم سیستم كامپیوتر شما قوی باشد؛ باز هم از جهاتی نظیر حافظه، سرعت پردازش و... محدود است. بنابراین استفادهٔ برنامه‌نویس از امكانات دستگاه كامپیوتر به بهترین وجه، یك عامل بسیار مهم در برنامه‌نویسی كامپیوتر است. این موضوع به خصوص در برنامه‌های بزرگ كه از حجم زیادی حافظه و منابع دیگر سیستم استفاده می‌كنند اهمیت ویژه پیدا می‌كند كه علاقمندان به برنامه‌نویسی حرفه‌ای باید از همان ابتدا این موضوع مهم را در نظر داشته و رعایت كنند.

● بهینه بودن تعداد خطوط برنامه

هر چقدر تعدادخطوط برنامه كمتر باشد می‌توان مطمئن بود كه سریعتر اجرا شده و پایان می‌یابد و به علاوه فضای اشغال شده توسط برنامه بر روی دیسك كمتر خواهد بود. بدیهی است كه هر چقدر ماهیت حل یك مسأله وسیعتر و برنامه‌ی كامپیوتری آن بزرگتر باشد، اهمیت این مسأله نیز بیشتر خواهد بود. البته باید اضافه كنیم كه منظور از تعداد خطوط برنامه ، در واقع تعداد خط‌هایی از برنامه است كه اجرا می‌شوند. مثلاً به قطعه برنامه‌ی زیر توجه كنید:

ـ ۱۰ INPUT N

ـ ۲۰ "IF N >O THEN PRINT “N>O

ـ ۳۰ "IF N<O THEN PRINT “N<O

ـ ۴۰ " IF N=O THEN PRINT “N=O

ـ ۵۰ ---

با كمی دقت در برنامه بالا،‌متوجه خواهید شد كه از ۴ خط برنامه در هر بار فقط ۲ خط اجرا می‌شوند و بقیه به دلیل این كه شرط IF صادق نیست، اجرا نمی‌شوند. بنابراین تعداد خطوط برنامه‌كه اجرا می‌شوند در اینجا ۲ است و نه ۴ و یا این مثال را ملاحظه كنید:

ـ ۱۰ FOR i=I TO ۱۰۰

ـ ۲۰ PRINT i

ـ ۳۰ NEXT i

در این برنامهٔ كوچك هم، سطر۲۰ در عمل ۱۰۰ بار (به تعداد تكرار حلقه) اجرا می‌شود، پس نمی‌توان گفت كه این برنامه فقط ۳ خط است، بلكه بیش از ۱۰۰ خط برنامه محسوب می‌شود. البته فضای اشغال شده توسط آن بر روی دیسك معادل همان ۳ خط خواهد بود. یكی از معیارهایی كه به طور معمول جهت تخمین سرعت اجرای برنامه استفاده می‌شود، تعداد خطوطی از برنامه است كه اجرا می‌شوند.

● بهینه‌بودن تعداد متغیرهای به كار رفته

زمانیكه شما اقدام به برنامه‌نویسی می‌كنید به ازاء هر متغیری كه در برنامه‌به كار ببرید، سیستم‌عامل بخشی از حافظه‌ی RAM كامپیوتر را برای همان متغیر رزرو می‌كند و به هیچ برنامه‌ی دیگری اجازهٔ استفاده از آن ناحیه‌ی RAMرا نمی‌دهد. بنابراین هر قدر تعداد متغیرهای بیشتری استفاده كنید، حافظه‌ی بیشتری را هم اشغال خواهید كرد. در برنامه‌های بزرگ این مسأله جدّی‌تر است تا حدی كه ممكن است گاهی اجرای برنامه به دلیل كمبود حافظه قطع شده و با یك Run Time Error مواجه گردد. لذا همواره سعی كنید فقط زمانی یك متغیر جدید را معرفی كنید و یا به كار ببرید كه واقعاً مجبور به استفاده از آن باشید. به عنوان نمونه به دو طریق می‌توان مقدار محتوای دومتغیر A و B را جابجا كرد.

▪ روش اول:

ـ ۱۰ C=A

ـ ۲۰ A=B

ـ ۳۰ B=C

كه در این روش از یك متغیر واسطه به نام C استفاده شده است. ولی بدون استفاده از یك متغیر جدید، می‌توان این جابجایی را انجام داد.

▪ روش دوم:

ـ ۱۰ A=A+B

ـ ۲۰ B=A-B

ـ ۳۰ A=A-B

اگر چند مثال عددی برای خود حل كنید، چگونگی جابجا شدن مقادیر A و B را كاملاً متوجه خواهید شد. برنامه‌نویسان با تجربه در بسیاری موارد مشابه، از الگوهای ساده ریاضی بهره می‌برند تا حتی‌المقدور تعداد متغیرهای مورد استفاده در برنامه را كمتر كنند.

● بهینه بودن ومتناسب بودن نوع متغیرهای به كار رفته

اگر به راهنمای زبان برنامه‌نویسی مورد علاقه‌ی خود مراجعه كنید انواع مختلفی از متغیرها را پیدا می‌كنید كه زبان برنامه‌نویسی در اختیار شما قرار می‌دهد. بعضی از رایجترین انواع متغیرهای موجود كه به طور گسترده هم استفاده می‌شوند، عبارتند از: نوع صحیح كوتاه، نوع صحیح بلند، نوع كاراكتری، نوع اعشاری و ... كه هر یك طول مشخص و به خصوصی دارند. به عنوان نمونه نوع صحیح كوتاه در اكثر زبان‌های برنامه‌سازی، طولی معادل ۱۶ بیت دارد و این یعنی اعداد در مبنای ۲ را می‌توان با ۱۶ بیت در محدودهٔ عددی ۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰ تا ۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱ ذخیره كرد (با توجه به این كه همه چیز در كامپیوتر به صورت عددی در مبنای ۲ ذخیره می‌شود.) به عبارت ساده‌تر هر گاه متغیری از این نوع معرفی كنید سیستم‌عامل ۱۶ بیت از حافظه را برای آن رزرو می‌كند. بنابراین با شمارش تعداد متغیرهای استفاده شده و ضرب آن در طول متغیرها دقیقاً می‌توان حجم حافظه‌ای كه برنامه اشغال می‌كند را محاسبه كرد. متناسب بودن متغیرهای كاربردی در برنامه به معنی آن است كه نوع استفاده شده كمترین طول ممكن برای ذخیرهٔ بزرگترین مقدار احتمالی متغیر را داشته باشد. به عنوان مثال اگر متغیری را برای ذخیرهٔ سال تولد یك فرد استفاده می‌كنید؛ چون سال تولد نهایتاً یك عدد ۴ رقمی است، پس استفاده از نوع صحیح كوتاه بهتر از نوع صحیح بلند است چرا كه بزرگترین عدد ۴ رقمی ۹۹۹۹ را می‌توانید با نوع صحیح كوتاه ذخیره كنید ولی نوع صحیح بلند برای اعدادی بسیار بزرگتر از این مقدار مناسب است.

● تهیه مستندات

یكی از عوامل بسیار مهم در برنامه‌نویسی حرفه‌ای وجود مستندات برنامه است تا آنجا كه بدون وجود مستندات كامل و دقیق، كار برنامه‌سازی یك نرم‌افزار كامل نخواهد بود. مستندسازی به معنی معرفی تمام جزییات برنامه و عملكرد و روش استفاده از آن به زبان محاوره‌ای و با كمك فلوچارت‌ها و دیاگرام‌ها می‌باشد. وجود مستندات، برنامه را بیشتر قابل فهم كرده و به خصوص در برنامه‌های بزرگ این امكان را فراهم می‌آورد كه اگر تیم طراحی برنامه نتواند به هر دلیلی به كار ادامه دهد، تیم دیگری بتواند به سرعت ادامه كار را به دست گیرد. به علاوه به تیم طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزار این امكان را می‌دهد كه پس از گذشت مدتها از كار برنامه‌نویسی به سهولت بتوانند برنامه‌ی قبلی را كامل‌تر كرده و یا در صورت لزوم تغییر دهند. مستندات از جهات متفاوتی برای یك برنامه تهیه می‌شوند، لیكن ما در این مقاله فقط آن جنبه‌هایی كه برای خوانندگان مجله بیشتر كاربرد دارد را می‌آوریم.

●ارائه مستندات

امروزه مستندات به قدری مهم هستند كه یك برنامه بدون وجود مستندات تقریباً بی‌ارزش است. پس از همین حالا خود را عادت دهید كه در هنگام برنامه‌نویسی مستندات لازم را تهیه كنید.

●معرفی متغیرها و علت كاربرد هر كدام

استفاده از متغیرهای متنوع در برنامه‌نویسی كامپیوتری امری بسیار معمول و اجتناب ناپذیر است. حال اگر ندانید یا فراموش كنید كه یك متغیر را به چه منظوری به كاربرده‌اید به احتمال بسیار زیاد در فهم عملكرد برنامه (حتی اگر خود شما آن را نوشته باشید) دچار مشكل جدی خواهید شد، چرا كه یكی از عوامل كلیدی در فهم عملكرد یك برنامه متغیرهای به كار رفته در آن است. این نوع از مستندات به طور معمول در همان سطر معرفی متغیر در داخل برنامه نوشته می‌شوند. اكثر زبانهای برنامه‌نویسی كلمات كلیدی خاصی برای معرفی متغیرها دارند. در Basic كه چنین كلماتی وجود ندارند می‌‌توانید از روش مستندات همراه با مقدار اولیه‌دهی متغیر استفاده كنید. به دو نمونه از این نوع مستندات توجه كنید:

BACIC LANGUAGE

ـ ۱۰ A=۰ :REM A is free integer variable

ـ ۲۰ i =۰

ـ ۳۰ j=۰ :REM i,j use for loop

ـ ۴۰ ! Factoriel =۱:REM for save N

PASCAL LANGUAGE

{A :integer; {A is free integes variable

{i,j:Byte; {i,j use for loop

{!Factoriel: long integer;{for save N

● معرفی عملكرد هر سطر از برنامه

درست همانند روشی كه برای معرفی متغیرها به كار می‌رود، می‌توان در هر سطر از برنامه در پایان همان سطر و با یك عبارت توضیحی كوتاه عملی را كه در آن سطر انجام می‌گیرد، شرح داد. البته لازم به تذكر است كه معمولاً سطرهایی از برنامه را توضیح می‌دهیم كه عملكرد آنها كمی مبهم باشد و یا در كل برنامه نقش كلیدی و مهم داشته باشند و در غیر این صورت ضرورتی ندارد كه تمام سطرهای برنامه را مستند كنیم. البته میزان واضح بودن هر سطر برنامه بستگی به افراد هم دارد. به عنوان نمونه یك برنامه‌نویس با تجربه ممكن است بدون هر عبارت توضیحی بتواند عملكرد برنامه‌های نوشته شده توسط دیگران را به سرعت كشف كند. ولی به طور قطع این امر برای یك برنامه‌نویس مبتدی دشوار خواهد بود. بنابراین همیشه عادت كنید سطرهایی از برنامه را كه از نظر خودتان عملكردی پیچیده دارند و یا ممكن است در آینده عملكرد آنها را فراموش كنید حتماً مستند كنید.

● معرفی عملكرد كلی چند سطر مكمل هم و توابع

گاهی در یك برنامه یك سطر به تنهایی عمل خاصی را انجام نمی‌دهد ولی در كنار چند سطر دیگر برنامه و با هم یك عملیات خاص را كامل می‌كند. در این حالت لازم نیست هر سطر را مستند كنید بلكه با نوشتن یك عبارت توضیح كوتاه در ابتدای سطرهای مكمل می‌توان عملكرد كلی آنها را یكجا شرح داد. به مثال زیر توجه كنید.

ـ ۱۰ (DIM K(۱۰

ـ ۲۰ ( REM LOOP FOR INPUT K(i

ـ ۳۰ FOR i=۰ To ۱۰

ـ ۴۰ ( INPUT K(i

ـ ۵۰ NEXT i

در این مثال در سطر ۳۰ یك حلقه برای ورود اطلاعات و مقدار دهی به آرایه‌ی K استفاده شده است كه عملكرد آن توسط عبارت توضیحی سطر۲۰ مستند شده است. این نكته به خصوص درمورد توابع بسیار مهم است و باید در ابتدای هر تابعی در چند سطر عملكرد دقیق آن را شرح دهید. مستندسازی توابع از آن جهت مهم است كه گاهی ممكن است از یك تابع در برنامه‌های دیگر هم بتوان استفاده كرد. اكثر قریب به اتفاق برنامه‌نویسان حرفه‌ای بر روی كامپیوتر شخصی خود تعداد زیادی (گاهی صدها یا هزاران) تابع مختلف آماده دارند كه در برنامه‌های متفاوت از آنها استفاده می‌كنند و این بدون وجود مستندات قوی در این توابع و تشریح عملكرد آنها بسیار دشوار و شاید غیر ممكن است.

● راهنمای استفاده از برنامه

از جمله مستنداتی كه در خارج از متن برنامه تدوین می‌گردد، راهنمای استفاده از برنامه است. این نوع مستندات گر چه ممكن است در برنامه‌های كوچك بسیار كوتاه و در حد چند سطر باشد ولی در عین حال یك ضرورت انكارناپذیر است. امروزه شركت‌های نرم‌افزاری علاوه بر كتابچه‌ی راهنمای برنامه حتما" یك نرم‌افزار راهنما (HELP) هم تهیه كرده و همراه با نرم‌افزار به استفاده كننده ارایه می‌كنند.

در پایان لازم به ذكر است كه اگر كار برنامه‌نویسی را به طور جدی و حرفه‌ای دنبال می‌كنید، خود را به تهیه‌ی مستندات ملزم كنید چرا كه بدون آن موفقیت شما بسیار بعید است.