SPIS TREŚCI NR 3/74
TRYBUNA CZYTELNIKA
Z KRAJOWEGO BIURA INFORMATYKI I ZJEDNOCZENIA INFORMATYKI
OŚRODKI INFORMATYKI PREZENTUJĄ Z KRAJU
Problem y inform atyki na posiedzeniu Biura Poli
tycznego KC PZPR i
Inżynieria oprogramowania — pew ne zagadnienia i problem y
W ła d ysła w M. T u r s k i 2
K onwersja tablic decyzyjnych na programy kom pu
terow e
Bogdan S tefa n o w ic z 6
Problem y stosowania m etody PERT w przem yśle m aszynow ym
A n d r z e j K u r o ń 9
Technika komputerowa w geologii
In ez W iatr 11
W ielostanowiskowe system y przygotowania danych
J e r z y S u k ie n n ik 14
Inżynieria i inform atyka — J e r z y Dańda 18 Reflekcje z pierw szych zajęć konsultacyjnych TKI
— Z. J ę d r u s z e k ...19
M a teria ły do prognozy ro zw o ju sy stem ó w cyfrow ych do
1990 r. cz. I. 21
P ro g ra m iśc i o ro zw o ju Z jed n o czen ia In fo rm a ty k i. B iało
w ieża 73 26
In fo rm a ty k a w a d m in istra c ji b u d y n k ó w m ie sz k aln y c h —
B. Biłaś, R. Celler 28
O środek reg io n u zw anego ,,oknem n a ś w ia t” — K. B e r n a
to w icz ... . 29
P ierw szy w K ra ju ROBOTRON 21 w7 e k sp lo a ta c ji 32
P rz eg lą d p ra sy k ra jo w e j 34—35
K o n fe re n c ja : Sieci k o m p u te ro w e — W. M olisz 20
In fo rm a c je ró żn e 33—34
ZE ŚWIATA SYSTEM 73 — K. J a n k o w s k i
In fo rm a c je ró żn e 35
38—39 i 48 PRZEGLĄD WYDAWNICTW R ecenzja k sią żk i K azim ierza H u sarsk ieg o : K o m p u te r w b u
d o w n ictw ie. P ra k ty c z n e zasto so w an ie in fo rm a ty k i i b a
d a ń o p e ra c y jn y c h — Cz. Paczuła 40
B ib lio g rafia w y d a w n ic tw polskich z dziedziny in fo rm a ty k i
— J. Kłamborowski. 41—44
AUTOM ATYKA PRZEMYSŁOWA B udow a i ¡działanie sy stem ó w ste ro w a n ia z m aszy n am i c y f
ro w y m i — W. Łada 45—48
O głoszenia I II i IV okł.
W Y D A W N IC T W A C Z A S O P IS M T E C H N IC Z N Y C H
N O T W o r u o w f l C z a c k ie g o 3 /5
K O L E G I U M R E D A K C Y J N E
R e d a k t o r N a c z e l n y p r o f . d r h a b . L e o n Ł U K A S Z E W IC Z
p r o f . d r h a b . i n ż . K o n r a d F I A Ł K O W S K I ( z a s t. r e d a k t o r a n a c z e l n e g o ) , m g r in ż . M a r e k H O - Ł Y N S K I , W ł a d y s ł a w K L E P A C Z , d o c . d r h a b . A n t o n i M A Z U R K I E W IC Z , i n ż . D o r o t a P R A W -
D Z I C (z a s t. r e d a k t o r a n a c z e l n e g o ) , d o c . d r i n ż . A n d r z e j T A R G O W S K I
S e k r e t a r z R e d a k c j i m g r K r y s t y n a W R O Ń S K A R e d . t e c h . J ó z e l D U S Z A
R A D A P R O G R A M O W A
P r z e w o d n i c z ą c y — P r o f . d r h a b . A n d r z e j S T R A S Z A K
R e d a k c j a : 00-041 W a r s z a w a , u l . J a s n a 14/16, p o k ó j 331, te l . 27-71-40 l u b c e n t r a l a 28-82-61 w . 285, d y ż u r y r e d a k c j i 10,00— 13,00 Z a k ł a d K o l p o r t a ż u W C T N O T , W a r s z a w a , u l . M a z o w i e c k a 12
Z a k ł . G r a f . „ T a m k a ” . Z . 2. Z a m . 56. P a p i e r d r u k . s a t . IV k i . 70 g 61 X 86. O b j . 4 a r k . d r u k . N a k ł a d 4900. W -50
C e n a e g z e m p l a r z a z ł 8.— INDEKS 36707 P r e n u m e r a t a r o c z n a z ł 90.—
I I
Informatyka
d a w n i e j M a s z y n y M a t e m a t y c z n e
zastosowania w gospodarce, technice i nauce
sjestr czasop.
‘ T O —
Nr 3
M I E S I Ę C Z N I K 1 9 7 4
R O K X
M a r z e c
O R G A N K R A J O W E G O B I U R P R Z E T W A R Z A N I A
N F O R M A T Y K I I P O L S K I E G O K O M I T E T U A U T O M A T Y C Z N E G O N A C Z E L N E J O R G A N I Z A C J I T E C H N I C Z N E J
/ - i l i g i i s r r i i
li*- S U : i H "Jj
% JJ
P roblem y infor
na posiedzeniu Biura Politycznego KC PZPR
Biuro Polityczne KC PZPR na posiedzeniu w dniu 5 lutego br. rozpatrzyło i zaakcepto
w ało opracowane przez kom isję partyjno-rzą- dową d/s inform atyki „kierunki rozwoju in
form atyki w Polsce w latach 1973— 1980’', określając zadania w dziedzinie zastosowań inform atyki, rozwoju przem ysłu inform atycz
nego, kształcenia kadr oraz prac naukowo-ba
dawczych.
Podkreślono, że zastosowanie inform atyki po
winno słu żyć procesowi doskonalenia metod planowania i zarządzania gospodarką oraz wprowadzaniu elektronicznej techniki oblicze
niowej dla celów autom atyzacji produkcji i ste
rowania procesami technologicznym i. W związ
ku z tym zalecono skoncentrowanie zastoso
wań inform atyki w dziedzinie zarządzania gos
podarką narodową, ze szczególnym uw zględ
nieniem system u planowania centralnego, za
rządzania dużymi organizacjami gospodarczy
mi oraz sterowania procesami technologicznymi.
Temu celow i będą służyć m.in. znajdujące się obecnie w fazie projektowania tzw. rządowe system y inform atyczne planowania centralne
go, statystyk i państwow ej i powszechnego sy stem u ewidencji ludności oraz obiektowe sy stem y dla dużych organizacji gospodarczych.
Zwrócono uwagę na konieczność odpowiedniego rozwoju urządzeń łączności dla teletransm isji danych, warunkującego efektyw ność system ów inform atycznych.
W dziedzinie przem ysłu środków inform atyki uznano za niezbędne zw iększenie naszego udzia
łu w m iędzynarodowym podziale pracy w ra
mach RWPG, m.in. poprzez rozwijanie pro
dukcji m inikom puterów w łasnej konstrukcji oraz rozszerzanie produkcji urządzeń pomocni
czych.
W św ietle zarysowujących się tendencji postę
pu technicznego jednym z podstawowych za
dań stojących przed przem ysłem jest zapew
nienie zmniejszenia kosztów produkcji sprzętu informatycznego.
Uznano, że szczególnie istotnym zagadnieniem decydującym o realizacji programu rozwoju inform atyki jest przygotowanie kadr. W zw iąz
ku z tym zalecono opracowanie programu Kształcenia kadr w ramach studiów stacjonar
nych, zaocznych i wieczorow ych oraz rozwi
nięcie różnych form szkolenia i doszkalania.
W celu dotrzymania kroku postępowi technicz
nemu prowadzone będą intensyw ne prace nau- kowo-badawcze w dziedzinie zastosowań i prze
m ysłu środków inform atyki.
Biuro Polityczne pozytyw nie oceniło w yniki pracy kom isji partyjno-rządowej d/s inform a
tyki i zaleciło przekazanie dorobku jej prac rządowi.
Zalecając podjęcie odpowiednich decyzji przez rząd w sprawie kierunków zastosowań infor
m atyki i rozwoju krajowego przem ysłu infor
m atycznego podkreślono, że środki przeznaczo
ne na rozwój inform atyki pow inny przynosić
w ym ierne efekty gospodarce narodowej.
WŁADYSŁAW M. TURSKI 6 8 1 .3 2 2 .0 6 i n s t y t u t M a s z y n M a t e m a t y c z n y c h Z f e d n o c z e n i a M E R A
W y d z i a ł M a t e m a t y k i I M e c h a n i k i U W W a r s z a w a
In żyn ieria o p ro g ra m o w a n ia —pewne zag ad n ien ia i problem y
( A r t y k u ł te n jest d e d y k o w a n y A k a d e m i k o w i L. I lie v ’o w i w Jego 60-cio lecie Urodzin i z a m ies zczo n y w oryginalnej w e rsji angie lskiej w K s ięd ze P a m ią tk o w ej, w y d a n e j z tej okazji.)
W a r t y k u l e t y m p o d j ę t o p r ó b ę o k r e ś l e n i a k r y t e r i ó w
„ d o b r e g o ” p r o g r a m u t a k i c h j a k p o p r a w n o ś ć , p r z y - s t o s o w a l n o ś ć , m o c s t a b i l n o ś ć i o p t y m a l n o ś ć . W s k a z a n o z w i ą z k i z a c h o d z ą c e p o m i ę d z y t y m i p o j ę c i a m i a m o d u l a r n o ś c i ą p r o g r a m u , s t r u k t u r a m i d a n y c h i p o z i o m a m i a b s t r a k c j i . U ż y t o n a j p r o s t s z y c h p r z y k ł a d ó w d o z o b r a z o w a n i a n i e f o r m a l n i e p r z e d s t a w i o n y c h k o n c e p c j i i s t w i e r d z i e ń .
W y lic z o n o n i e k t ó r e z n a j w a ż n i e j s z y c h k i e r u n k ó w p r z y s z y ł y c h b a d a ń .
Inżynieria oprogram owania je s t stosunkow o now ą nazw ą, u tw o rzo n ą w celu o k reśle n ia g w ałto w n ie ro z
w ija ją c e j się gałęzi w iedzy zw iązan ej z budow ą p ro g ra m u kom puterow ego, jego k o m pozycją i p ro d u k cją . O czyw iście sz tu k a p ro g ra m o w an ia je s t o w iele sta rsz a niż in ż y n ieria o p ro g ra m o w an ia , k tó re j je s t z a sa d n i
czym sk ła d n ik ie m ; w iele zasad dobrego p ro g ra m o w an ia stw o rzy ło p o d w alin y in ż y n ie rii o p ro g ra m o w a
nia. N ie je s t to je d n a k p rz y p a d e k c a łk o w ite j im m er- sji; n ie w szy stk ie u św ięcone tra d y c ją p ra k ty k i „ s p ry t
n y c h ” ) p ro g ra m istó w m ogą być zaliczone do te c h n ik zalecan y ch in ż y n iero m opro g ram o w an ia. Ż eby zacy
tow ać ty lk o dw a p rzy k ła d y : p ro g ra m o w a n ie trickow e, w k tó ry m w y k w alifik o w a n y p ro g ra m is ta k o rz y sta ze sw ej głęb o k iej w iedzy o m aszynie, dla k tó re j p ro g ra m u je po to, by użyć p ew n e u k ła d y b itó w dla dw óch lu b w ięcej różn y ch celów (np. ja k o in stru k c ję i ja k o sta łą ) je s t a n ty te z ą całej filozofii inży n ierii o p ro g ram o w an ia. P odobnie, bardzo niegdyś m odna, g lo b a ln a o p ty m a liz a c ja p ro g ra m ó w w y p ro d u k o w a n y ch k o m p u tero w o (np. w y p ro d u k o w a n y ch przez k o m p ila tor p ro g ra m ó w w ynikow ych), u w aż an a je st w inży
n ie rii o p ro g ra m o w an ia za s tr a tę czasu. W p rzy p a d k u zaś k o m p ilato ró w i in n y c h p ro g ra m ó w g en e ru ją c y c h p ro g ra m y m aszynow e, za m ia st tego zaleca się gen e
ro w a ć n a jp ie rw p ro g ra m za d aw a la ją c y , choć n ieko
niecznie o p ty m a ln y , n a to m ia st opty m alizo w ać tylko te jego części, k tó re b ęd ą w y k o n y w an e n ajczęściej lub przez d ługie o k resy czasu (o p ty m alizacja lokalna).
In ż y n ie ria o p ro g ra m o w a n ia z a jm u je się zarów no ja kością p ro d u k tó w p ro g ra m isty , ja k i w y d ajn o ścią procesu prow adzącego do o trzy m an ia tego p ro d u k tu .
Chociaż n ie ustalo n o jeszcze ścisłego sta n d a rd u ja kości p ro g ra m u , m ożna w yliczyć co n ajm n iej k ilk a sk ła d n ik ó w tego pojęcia.
1. Dobry program pow inien być poprawny
To w y m ag a n ie nie je s t an i b a n a ln e an i ła tw e do sp ełn ien ia. P rz ed e w szystkim nie je s t ja sn e znacze
nie w y ra ż e n ia „p ro g ram p o p ra w n y ”. J a k głosi p o p u la rn e p ow iedzenie: nie m a p ro g ra m ó w błędnych, są tylk o inne p ro g ra m y . In ż y n ie r o p ro g ra m o w an ia sk ło n ny je st rozum ieć p ojęcie „popraw nego p ro g ra m u ” jako
„p ro g ram u , k tó ry d ziała ją c na d an y c h sp e łn ia jąc y ch w a ru n k i Ch w y p ro d u k u je w końcu w yniki, k tó re będą spełniać w a ru n k i C2”. In n y m i słow y, p ro g ra m em p o p raw n y m dla danego p rze k szta łc en ia danych je s t każdy p ro g ra m , o k tó ry m m ożna stw ierd zić, że rzeczyw iście d o k o n u je tego p rzek ształcen ia. P rzeto, dla każdego danego zad an ia m oże istn ieć cała klasa p o p raw n y ch p ro g ram ó w , a sa m a po p raw n o ść nie m oże być stem p lem jakości; cechy, o k tó ry ch m ow a w n a stęp n y c h p u n k ta ch , w sk a z u ją na p ew n e in n e a try b u ty tego pojęcia.
N ależy je d n ak ż e p o d k reślić, że pow yższa defin icja p o p raw n o ści je s t w w iększości p rzy p a d k ó w zbyt u proszczona i p ra w ie zaw sze zbyt ele m e n ta rn a . B a r dziej re a listy c z n a d e fin ic ja w y m ag a żeby p ro g ra m S uznać za p o p raw n y jeśli dla danego w a ru n k u Q (k tó ry je s t stw ie rd z en iem o sta n ie początkow ym ) p ro g ram S zakończy się w .s ta n ie sp e łn ia ją c y m inny w a r u n e k C7, a dla każdego sta n u p ro g ra m u podczas jego w y k o n y w an ia będzie zachodzić pew na, z g ó ry o k re ś
lona re la c ja (być m oże złożona). T ak ie re la c je są zw ykle n az y w a n e niezm ien n ik am i. O w a ru n k a c h Ci m ów i się, że są w a ru n k a m i początkow ym i, zaś o C?, że są w a ru n k a m i k ońcow ym i p ro g ra m u S.
P om inąw szy p rzy p a d k i p ro g ra m ó w n ajp ro stszy c h , nie m ożna n ie ste ty stw ie rd z ić popraw n o ści za pom ocą przykładów . R ozw ażm y n a p rzy k ła d p ro g ra m obli
czania w arto śc i fu n k c ji F , o w a rto śc ia c h całkow itych, od arg u m e n tó w , k tó re rów n ież są całk o w ite i w ża
den in n y sposób n ie ograniczone. Z ałóżm y dalej, że F p rz y jm ie w arto śc i w yłącznie niezerow e. N iezależ
nie od tego, ile p rz y p a d k ó w będzie sp raw d za n y ch , n igdy nie m ożem y być p ew ni — na p odstaw ie tylko tych te stą w — że F rzeczyw iście dla żadnego a r g u m e n tu n ie p rzy jm ie w arto śc i zero. B ardzo głębokie stw ie rd z e n ie w tym z a k resie sfo rm u ło w a ł E. W. D iik - s tr a : „testo w a n ie m oże w ykazać obecność pom yłki, n igdy zaś — nieobecność b łęd ó w ”. N ie pro w ad zi to do stw ie rd z en ia, że te sto w an ie je s t zu pełnie n ie p o trze b n e; d a je ono użyteczną in fo rm ac ję o zach o w a
niu się p ro g ra m u (np. zależności czasowe), jed n ak że p o w inniśm y szukać inn y ch m etod u sta la n ia p o p ra w ności.
M etody te m uszą z konieczności być podobne do te ch n ik dow odów m a tem aty c zn y c h , poniew aż stw ie rd z e nia, k tó ry c h się dow odzi w y ra żo n e są zw ykle ta k ja k w m atem aty c e. W ypływ a z tego szereg w ażnych w skazów ek:
• w celu u ła tw ie n ia zad an ia dow odzenia p opraw ności p ro g ra m y pow in n y być podzielone na m niejsze je d n ostk i, w ta k i sposób, żeby:
a) o d p o w iad a ją ce sobie początkow e i końcow e w a r u n ki tych je d n o ste k m ogłyby być ła tw o w y prow adzone Z C, j C;
b) zn a n e b y ły zasady w nioskow ania, um ożliw iające w y p ro w a d ze n ie tw ie rd z eń o częściach p ro g ra m ó w zło
żonych w zad an y sposób z m niejszych je d n o ste k c) rozłożenie m ogło być zastosow ane re k u re n c y jn ie aż do o trzy m an ia je d n o ste k elem e n ta rn y c h .
• P o w in ien być z b u d o w a n y ta k i ze sta w tw ierd zeń , aby:
a) cechy je d n o ste k e le m e n ta rn y c h n a k tó re ro zk ła d a się p ro g ra m y , b y ły u sta lo n e
b) zasady w nio sk o w an ia, o k tó ry c h b y ła m ow a w 1, b yły sfo rm u ło w an e
c) w y sta rc za jąc o obszerna k la sa p o p raw n y ch p ro e ra - m ów m ogła być sk o n stru o w a n a z je d n o ste k elem e n ta rn y c h za pom ocą zasad w nioskow ania.
• nasza zdolność dow odzenia popraw n o ści p ro g ra m ów w d ecy d u jący sposób' zależy od ścisłego sfo r
m u ło w a n ia w a ru n k ó w początkow ych i końcow ych, tzn.
od naszej zdolności ścisłego o k reśla n ia zad an ia p ro gram isty.
Dla in ż y n ierii o p ro g ra m o w an ia w y p ły w a z tego w aż
ny z p ra k ty c z n y c h w zględów w niosek: dow ód p o p raw n o ści p ro g ra m u w in ie n być u sta la n y jednocześ
nie z k o n stru k c ją p ro g ra m u , a nie pozostaw iany na późniejsze etap y ; okazuje się bow iem , że w łączanie ro zw ażań o popraw ności do procesu p ro g ra m o w an ia przynosi nieocenioną pom oc w osiągnięciu celu w n ajlep szy sposób. Z tego w idać, że ro zw ażania o ja kości p ro d u k tu p row adzą do u sta le n ia zaleceń o d nośnie procesu o trzy m y w a n ia tego p ro d u k tu .
M ożliwość ro zk ła d u p ro g ra m ó w — modularność, ja k je st to zw ykle nazyw ane n ie je s t w y łącznie śro d k iem dow odzenia ich p o p raw n o ści, an i sposobem p o k o n a
n ia złożoności, ale jednocześnie b ardzo pożytecznym n arzęd ziem do osiągnięcia innych cech d o brych p ro gram ów .
2. Dobry program pow inien być przystosow alny K o n stru k c ja dużego p ro g ra m u je st drogim p rze d się
w zięciem , b io rąc pod uw ag ę w y k o rz y sta n y w ysiłek lu d zk i (i inne środki). J e s t ona rów n ież d ługim p ro cesem. B ardzo często się zd arza, że w czasie k o n s tru k cji p ro g ra m u , jego założenia zm ien iają się niekiedy b ardzo istotnie. Oczywiście, p rzy b ardzo d rasty czn y ch zm ianach założeń, nie m ożem y oczekiw ać, żeby p o d ję te przedsięw zięcie p ro g ra m isty czn e zostało d o k o n an e bez isto tn y ch zm ian; ty m n ie m niej istn ie je pew na klasa zm ian 'w założeniach, k tó re m ogą b y ć w zięte pod uw agę poprzez odpow iednie zm iany w sam ym p rze d sięw zięciu. W zasadzie nie w iadom o ja k „duża” je st ta k la sa dopuszczalnych zm ian w założeniach, nie znam y rów n ież sposobu w p ro w a d ze n ia zm ian w p ro g ra m ie w łaśn ie k o n stru o w an y m ; b a d a n ia w tym k ie ru n k u należą do n a jb a rd z ie j in te re su ją c y c h i n a jw a ż niejszych dziedzin in fo rm a ty k i. N ie m niej je d n a k w iadom o już, że m o d u la rn a s tr u k tu r a program ów znacznie pom aga w osiągnięciu pew nego p rz y n a j
m niej sto p n ia przystosow alności. Z ilu stru je to bardzo p ro sty p rzykład. Załóżm y, że zad an iem do ro z w ią zania je s t k o m p ila to r języka pro g ram o w an ia. P o d e jś
cie m o d u la rn e w sk azu je, że k o m p ila to r sk ła d ać się będzie z h ie ra rc h ii do b rze określo n y ch części k tó ry ch za chow anie się m ożna z góry ok reślić w te rm in a c h użytych przez ich „ n a d rzęd n e” m odułv, i k tó re to części w v w o łu ia „pod rzed n e” m od u ły dla wv-konania podzadań, k tó re sa uściślone, to je s t rozłożone na m n iejsze je d n o stk i na niższym poziom ie. Oczywiście, k o n k re tn y zestaw m odułów uży ty ch w k o m p ilato rze bedzie zależał od w ielu decyzji p ro g ram isty czn y ch , ale .iest b ardzo p raw dopodobne, że w śró d m odułów bedzie jed en nazw an v „ L e k sy k aln y m P re p ro c e so re m ” , kt.ńrecro zadaniem iest odczy ty w an ie stru m ie n ia w e jś
ciow ych znaków i p rze k szta łc an ie ich w stru m ie ń znaków , z k tó ry ch sk ła d a ją się in s tru k c je kom pilo- w aneeo jeżyka.
Z ad a n ie „L eksykalnego P re p ro c e so ra ” może np. po
legać na w y m azy w an iu sp acji i in n v c h ..ozdobników ” z te k stu źródłow eso, k aso w a n iu k o m e n ta rz y i kom a- sow aniu tzw. słów zastrzeżonych (jak n a nrzy k ład begin. else w A LGO LU 60) w p ojedyncze znaki. In n e m oduły k o m p ila to ra m oga w y k o rz y sty w a ć ' op eracie ..nobierz n aste o n y zn a k ” , k tó ra ie st rozszerzona przez ..le k s y k a ln y P re p ro c e so r”, n a o p era cje .czy tai” i ..no- m iń ”. gdzie ..r>nmiń” je st p ę tlą złożona zależnip od d a- ne.i sy tu a cji, albo z cz y ta n ia i „z ap o m in an ia” m ieisc nustych. lu b c z y ta n ia i .,z a p o m in a n ia” zn a k ó w k o m e n ta rz a , lu b też cz y ta n ia i „z ap o m in an ia” k o le in y ch zn a
ków słow a zastrzeżonego. K o n k re tn a im p le m e n ta c ja
„L eksykalnego P re p ro c e so ra ” będzie n a tu ra ln ie za w ie
r a ć ta b e le kodów , d o p aso w a n ą do re p re z e n ta c ii z n a k ów w ejściow ych. Je śli te ra z sp e c v fik a c ia d la k o m p i
la to ra zm ieni sie w ta k i sposób, że za m ia st ..^w artej re p re z e n ta c ji b in a rn e j” na ta śm ie m ag n ety czn ej, w e j
ście będzie p rz e d sta w io n e w kodzie ISO n a ta śm ie p a p ie ro w e j, to w y sta rc z y zm ien ić ty lk o „L e k sy k aln y p re p ro c e s o r” (a n a w e t p raw d o p o d o b n ie ty lko jego część) p o zo sta w ia ją c re s z tę m o d u łó w k o m p ila to ra n ie zm ienionych.
3. Dobry program pow inien być odporny.
N ie w y sta rc zy , żeby p ro g ra m był p o p ra w n y (w z n a czeniu w y jaśn io n y m w 1). W p rz y p a d k u w a ru n k ó w początkow ych w ogóle n ie p rzew id zian y ch , pow inien zachow yw ać się w sposób p rzew id y w aln y . N ie m ożna oczekiw ać, żeby p ro g ra m p rac o w a ł zgodnie ze specy- fik a ją , je śli w a ru n k i p oczątkow e nie są spełnione, lecz d o b ry p ro g ra m pow inien rozpoznać ta k i p rzy p ad e k i sygnalizow ać go w jed n o zn aczn y sposób. Ja k o p rzy k ła d w eźm y p ro g ra m p o k az y w an ia zn ak ó w na m o n ito rze i załóżm y, w celu uproszczenia, że p o k a z u je ty lk o 26 lite r oraz sp ację — w sum ie 27 ró ż n y ch znaków . Z ałóżm y d alej, że ja k o w ejście, p ro g ra m te n o trz y m u je pięcio -b ito w y sygnał, co oznacza, że is tn ie ją 32 różne k o m b in a cje re p re z e n to w a ln e przez te n sygnał. P ro g ra m p o p ra w n y pokaże żąd an y z n a k w 27 p rzy p a d k ach . O dporny p ro g ra m nie tylk o d okona tego, a le ró w n ież p o w iadom i o p rzy p a d k u , gdy d an y zn a k je s t k o m b in a cją niedopuszczalną.
O czyw iście żad en m o d u ł k o rz y sta ją c y z naszego p ro g ra m u p o k azy w an ia nie pow in ien w ysłać n iedopusz
czalnych k o m b in acji, zaś p o praw ność tych m odułów w y m ag a tego, ab y były w y sy ła n e ty lk o dopuszczalne k o m b in acje, je d n a k ż e sp ra w d z e n ie tego przy w ejściu do p ro g ra m u p o k az y w an ia je st nie ty lk o tańsze, lecz rów n ież bezpieczniejsze. Ja k o u z u p e łn ie n ie w eźm y pod uw agę, że m oduł p ro g ra m u p okazującego może być zastosow any w in n y m otoczeniu, gdzie sygnały do p o k az an ia są o trzy m y w a n e na p rzy k ła d ‘poprzez o b cin an ie dłuższych k o m u n ik a tó w do 5 bitów , a k r y te ria popraw n o ści będą stosow ane ty lk o do tych dłuższych k o m u n ik ató w .
C zęste sp ra w d z a n ie , n a w e t n a jb a rd z ie j oczyw istych fa k tó w je st sy m p to m em dobrze za p ro jek to w a n eg o o p ro g ra m o w an ia i tw o rzy „grodzie b łędoszczelne”.
D la p ro je k ta n tó w sp rz ę tu je s t to w skazów ka, że dob
rze b y łoby m ieć ta n ią m etodę d o k o n y w an ia sp ra w dzeń, k tó re z dużym p raw d o p o d o b ie ń stw em d a ją po
zy ty w n ą odpow iedź, (podobnych np. do spraw dzani?, n a d m ia ru , co w w iększości p rzy p a d k ó w nic nie kosz
tu je i p o w o d u je p rz e ry w a n ie ty lk o w tedy, gdy n a stę p u je nad m iar).
4. Dobry program powinien być stabilny.
S tab iln o ść p ro g ra m ó w je s t pojęciem podobnym do odporności i przy sto so w aln o ści i je s t w łaściw ością p ro g ra m u , k tó ry dobrze d a je sobie ra d ę z dużym i k la sa m i danych. P o w o łu jem y się n a tę w łaściw ość głó w n ie dlatego, że p ra w ie n igdy n ie m ożna s p ra w dzić, czy d o sta rc zo n e d an e sp e łn ia ją w a ru n k i p o c z ą t
ko w e p ro g ra m u (np. duże. zbiory w a rto śc i liczbow ych) poniew aż proces tego sp ra w d z a n ia m oże być ró w n ie sk o m p lik o w an y ja k sam pro g ram . O czekuje się, że p ro g ra m będzie p rz e b ie g a ł p raw id ło w o ty lk o dla da
n y ch sp e łn ia jąc y ch w a ru n k i początkow e, lecz jeśli d a n e różnią się ty lk o tro c h ę od nich, w y k o n an ie p ro g ram u po w in n o być p ra w ie zad aw a lające . S to su n k o wo ła tw o je st spełnić to życzenie w zastosow aniach n u m e ry c zn y c h (gdzie sta b iln o ść ta re d u k u je się do sta b iln o śc i n u m e ry c zn e j alg o ry tm u ), lecz p rz y k ła d z zu p e łn ie in n e j dziedziny z ilu s tru je być może, b ard z iej ogólną kw estię. R ozw ażm y d uży p ro g ra m m o n itu ją c y złożony o b ie k t w czasie rze czy w isty m (pn. lo t załogow y na Księżyc). W n o rm a ln y c h w a ru n k a c h p ro g ra m te n o trz y m u je olbrzy m ią ilość d anych z czujn ik ó w , u rz ą dzeń te lem etry cz n y ch i p ełn i szereg różnych funkcji.
W w a ru n k a c h u tru d n io n y c h , część tych d an y c h może ulec zakłóceniom , a części z nich m oże w ogóle nie być. P ro g ra m sta b iln y pow inien m im o tego d alej fu n k cjo n o w ać, n a zasadzie se lek c ji tych m odułów , k tó re m ogą d ziałać p raw id ło w o oraz u a k ty w n ia n ia p ro g ra m ó w a w a ry jn y c h w innych m odułach.
D obrze za p ro je k to w a n y p ro d u k t p ro g ra m isty czn y w p rz y p a d k u p rostego błęd u w ejściow ego n ie pow inien n a ty c h m ia st całkow icie p rz e sta ć fu n k cjo n o w a ć; jeśli upraszcza sw oje działan ie, (a m u si up ro ścić jeśli w a ru n k i początkow e nie są spełnione) — to p o w in ie n
tego dokonać płynnie.
U staliw szy w y m ag a n ia popraw ności, p rzy sto so w a l
ności, odporności i stabilności, m ożem y p rzejść do n astęp n e g o z a g ad n ien ia—■ do opty m aln o ści pro g ram u . O czyw iście n ie m a sensu m ów ić o o p ty m a ln o śc i „w ogóle”, o g lo b a ln ej o ptym alności, głów nie dlatego, że je s t zb y t w iele as p e k tó w tego po jęcia i to bardzo często sprzecznych. D latego też w y d a je się b ard z iej ro zsąd n y m ro zw ażać ty lk o o p ty m aln o ść w a ru n k o w ą, r e la ty w n ą , tj. o p ty m a ln o ść w p o w iąz an iu z w y b r a nym a try b u te m dobrego p ro g ra m u . Bez w ątp ien ia k a n d y d a ta m i n a ta k ie a try b u ty są: oszczędność czasu, oszczędność pom ięci, szy b k a re a k c ja n a p y ta n ia za
d aw a n e bezpośrednio i k o le jk o w an ie z m in im aln y m śre d n im oczekiw aniem n a obsługę. M ożna m nożyć p rz y k ła d y ta k ic h d ru g o rz ęd n y c h w y m ag ań bez k o ń ca, je d n ak ż e sp ra w ą n ajw a ż n ie jsz ą je s t to, by tr a k to w ać je rzeczyw iście dru g o rzęd n ie, n a d a ją c wyższy p r io ry te t rozw ażaniom zary so w a n y m uprzednio. W zw iązku z ty m w y d a je się n a m iejscu zacytow ać P.
L a n d in a : „dlaczego sp ęd zam y m nóstw o czasu p ró b u ją c p ro g ra m o w ać o p ty m a ln ie , ty lk o po to żeby od
kryć, że p ro g ra m n ie działa, za m ia st n a jp ie rw do p ro w adzić go do sta n u popraw n eg o działan ia, a o u s p ra w n ien ia m a rtw ić się p ó źn iej”. (C y ta t ten, ja k w iele in n y c h w tym a rty k u le , w zięty je s t z pam ięci, d la tego też m ożliw e są p e w n e nieścisłości słowne).
T ypow ym p ro b lem em podnoszonym przez in ż y n ierię o p ro g ra m o w an ia , w zw iązku z k o n s tru k c ją m odułów , je s t p ro b lem w ielkości m odułu. U ży w ając upro szczo nego m odelu i p o ró w n a n ia do zabaw y w klocki, k tó ry m i z ta k im zapałem b aw ią się n asze dzieci, p ro b lem ten m ożna p rze d sta w ić n astę p u ją c o : p rz y m ałych m odułach, m nóstw o in fo rm a c ji trze b a rozdzielić m ię dzy m oduły, z k tó ry c h złożony będ zie p ro g ra m , przez co p o w sta je duży p rze p ły w in fo rm a c ji w system ie.
Im w iększe są m oduły, ty m w ięcej in fo rm a c ji lo k a liz u je się w b lo k a ch i p rze p ły w in fo rm a c ji w sy ste m ie okaże się m n iej zagęszczony. M ożna n a w e t ro z
w ażyć, ja k o p rzy p a d ek gran iczn y , m a k sy m a ln ą w iel
kość m odułu, tj. cały p ro g ra m ; w ty m p rzy p a d k u , w ogóle nie m a p rze p ły w u in fo rm a c ji w sy stem ie (co oczyw iście n ie w y k lu cza p rze p ły w u w ejście/w yjście).
M ożna rów n ież rozw ażyć m in im a ln ą w ielkość m odułu, p ojedynczą in s tru k c ję m aszynow ą, d la k tó re j żadna in fo rm ac ja nie je s t lo k a ln a, a w ięc cały a k tu a ln y sta n je s t „ p rz ek az y w an y ” ta k ie m u m odułow i (przez co u zy sk u jem y rzeczyw iście b ardzo g ęsty przepływ ). Z d ru g ie j stro n y , z a k ła d a ją c m ały ro zm iar, o trz y m u je m y znaczną elastyczność (patrz: dzieci b aw ią ce się w klocki), k tó ra obniża się ze w zro stem w ielkości przeciętn eg o m odułu. J e s t jeszcze trz e c i w ażn y p u n k t w id ze n ia tj. ro zw aż an ia n ad „tarcie m in te rm o d u la r- n y m ” ; m n iejsze m o d u ły dążą do sty k a n ia się ze sobą
„w iększym i p o w ierz ch n ia m i”, w y m ia n a m o d u łu z
„w iększą p o w ierzch n ią z e tk n ię c ia ” n ie sie za sobą zn aczn e „ ta rc ie ”, w y m ag a ją c p ew nych p o p ra w e k w in n y c h m odułach, s ty k a ją c y c h się z nim . K iedy to zjaw isk o o siągnie o k reślo n y poziom , zm ian a w je d n y m m o d u le m oże d oprow adzić do konieczności p rz e k o n stru o w a n ia w szy stk ich pozostałych bloków (zw ane je s t to eksplozją sy stem u , m ożna ją d o strzec np. w e w z ra sta ją c e j liczbie o p e ra c ji w y k o n y w an y ch na p o szczególnych m o d u ła ch p rzy p rze jściu od je d n e j w e rsji OS 360 do d ru g iej, czego w y n ik ie m je s t proces ro zp a d u
— dw a sy stem y o p e ra c y jn e z a m ia st jednego; słu sz
ność tej u w ag i m ożna poprzeć w y n ik a m i u z y sk a n y m i przez M. L ehm ana).
M im o że, nie o siąg n ięto ja k ic h ś ogólnych ro zw ią zań w ty m za k resie , w y d a je się, że m ożna u n ik n ą ć p a r a doksów rac zej p rzez k o n se k w e n tn e zasto so w an ie s tr u k tu r a ln e j b u d o w y h ie ra rc h ic z n e j, niż p rzez dużą liczbę p ro g ra m ó w podleg ły ch je d n e m u p ro g ra m o w i ste ru ją c e m u . P o p rzez h ie ra rc h ic z n y podział, o trz y m u
jem y to co n ajlep sze z obu podejść — rozpoczynam y ze sto su n k o w o dużym i m o dułam i i ro zk ła d am y je n a coraz m niejsze.
Z ag a d n ien ia p rze d staw io n e w o sta tn ic h k ilk u a k a pitach , w sk a z u ją w ja k i sposób podejście in ży n ierii o p ro g ra m o w an ia p ro w a d zi do b a d a ń nad p ro g ra m em ja k o p rze d m io te m fizycznym ; isto tn y ch w yników m ożna oczekiw ać w tej dziedzinie przez zasto so w a
nie pojęć i te c h n ik fizyki sta ty sty c z n e j i te o rii in form acji.
D ru g a k la s a p roblem ów , w k ie ru n k u k tó re j inżynier o p ro g ra m o w an ia zw rac a się w sposób różny od t r a dycyjnego p ro g ra m isty , zw ią za n a je s t ze strukturam i danych.
Z p u n k tu w id zen ia m a n ip u la c ji d anym i, tra d y c y jn e p ro g ra m o w a n ie m ożna sc h a ra k te ry z o w a ć tw ierdząc, że k o n stru o w a n ie s tr u k tu r d an y c h było zależne za
ró w n o od procesu, ja k i od m aszyny. R ozum iem przez to, że s tr u k tu r y d a n y c h były z a d ek laro w a n e w p ro g ram ie, a d e k la ra c je (lub, w ogólniejszym sensie, części z a w ie ra ją c e sp e cy fik ac je danych) były w d u żej m ierze zależne od u rząd zeń pam ięciow ych, d o stę p nych w system ie. P o d ejśc ie to okazało się zu pełnie n ie w y s ta rc z a ją c e w m om encie w ejścia w życie s y stem ó w o b ardzo dużych zbiorach danych. P ra k ty c z n e ro zw aż an ia zm usiły do now ego sp o jrze n ia na p rz y ję te m odele, co pozw oliło na sfo rm u ło w an ie i w p ew nych p rz y p a d k a c h — na zrealizo w an ie, dużo b ard z iej p rz e jrz y sty c h i in te le k tu a ln ie z a d aw a lający c h po
dejść.
In ż y n ie ria o p ro g ra m o w a n ia p rz y jm u je istn ien ie mor
fologii danych, tj. s tr u k tu r w zbio rach danych, n ie zależnych od ja k ieg o k o lw iek p rz e tw a rz a n ia tych d a nych. M orfologia zbiorów dan y ch m oże (i pow inna) być o k reślo n a w te rm in a c h odnoszących się tylko do d anych i re la c ji p o rzą d k o w a n ia określo n y ch na danych.
Z d ru g ie j stro n y , u rzą d zen ia p am ięciow e p o siad ają sw oje w łasn e s tr u k tu r y w y n ik a ją c e z cech sp rzę to w ych i p ro g ram o w eg o m echanizm u adreso w an ia.
Im p le m e n ta c ję lu b re p re z e n ta c ję danych o trzy m u je się poprzez o dw zorow anie s tr u k tu r d an y c h w s tru k tu ry pam ięci. O d w zorow anie to m ożna uw ażać za styk, w d w o ja k i sposób:
® J e s t to sty k pom iędzy dw om a poziom am i a b s tr a k cji. Z je d n e j stro n y tego sty k u m am y zw iązki istn ie ją c e w zbiorach d an y ch , z d ru g ie j stro n y zw iązki po
m iędzy m ie jsc am i p am ięci (i ich zgru p o w an iam i, ta kim i ja k cy lin d ry lu b ścieżki), z a ję ty m i przez re p r e ze n ta c je d an y c h w te j pam ięci.
O D ru g a in te rp re ta c ja sty k u n aw ią zu je do niezależ
ności od m aszy n y i od procesu. Id en ty c zn y opis może być u żyty przez w iele ośrodków i, co je st n aw e t w ażniejsze, przez różne p ro g ra m y (jest to głów na zasada tzw. b a n k ó w danych). P rzez odpow iednie od
w zorow anie, te n a b s tra k c y jn y opis je s t p rzek ształco n y na „ k o n k re tn y ”, b io rąc pod uw agę specyficzne cechy p ro g ra m u lu b u rząd zeń sprzętow ych.
N ajw ię k sz a korzyść, ja k ą odnosi się z opisanego p o stę p o w an ia , polega na oddzieleniu cech w łaśpiw ych sam y m d an y m od cech re p re z e n ta c ji dan y ch w p a mięci. P ro g ra m is ta m oże te ra z użyć pierw szego z e sta
wu cech w kom pozycji s tr u k tu r y sw ojego p ro g ra m u i w u sta le n iu jego popraw n o ści, p rzystosow alności i stabilności. D opiero, gdy u ściślając p ro g ra m , p rz e j
dzie do b ard z iej szczegółowego opisu obliczeń, kiedy w eźm ie pod uw agę zag ad n ien ia realizacji, k ie d y ro z
w aża odw zorow anie s tr u k tu r d a n y c h w s tr u k tu r y p a m ięci — d okona tego w podobny sposób ja k odw zo
ro w u je n a p rz y k ła d o p era cje ję zy k a zew nętrznego w o p era cje ję zy k a m aszynow ego. W te n sposób rozw ią
zyw anie problemu m oże być dokon y w an e bez z b y t
niego o b arc zan ia się n ie p o trzeb n y m i szczegółam i d o tyczącym i k o n k re tn e j re p re z e n ta c ji danych. (Jednakże C z y te ln ik zw róci n a 'pewno uw agę, że rozw ażan ia o odporności pro g ram ó w n ie zostały uw zględnione r a zem z ty m i cecham i p ro g ra m u , k tó re nie dotyczą o m aw ianego sty k u ; p ro g ra m p o k azy w an ia ro zw aż a
ny pow yżej, d aje głębokie u za sa d n ien ie tego pom i
nięcia).
O gólne po jęcie poziom ów a b s tra k c ji (lub z innego p u n k tu w id zen ia — „poziom ów szczegółow ości”) je s t tą n ieodłączną cechą podejścia in ż y n ie rii o p ra g ra m o w a n ia k tó ra je s t ta k w ażna w m a n ip u la c ji d anym i przy pom ocy system ów p rz e tw a rz a n ia info rm acji. N a ru szenie tej zasady przez p ro je k ta n tó w opro g ram o w a- w an ia, w idoczne w y ra ź n ie w n ie k tó ry ch system ach d o starczan y ch przez p ro d u ce n tó w k o m puterów , m a bolesne sk u tk i: ro zw ażan ia rea liza cy jn e u w zględniane na niew łaściw ie w ysokim poziom ie a b s tra k c ji, p ro w adzą do m ętn y ch sfo rm u ło w ań , poprzez k tó re nie w idać s tr u k tu r y p ro g ra m u , a w zięcie pod uw agę zb y t
niego bogactw a szczegółów sp raw ia , że niem ożliw e je st u sta le n ie ja k ich k o lw iek w łasności program u.
N ależy podkreślić, że cechy m orfologiczne pow inno się tra k to w a ć ro złącznie do realizacy jn y ch , nie tylko w tedy, kied y m a się do czynienia z dużym i zb io ra m i dan y ch , ale rów nież w tedy, kiedy m orfologia ich je s t złożona (co może się zdarzyć i w tedy, gdy zbio
ry d anych są z u p e łn ie skrom ne). M ieszanie jej ze szczegółam i rea liz a c y jn y m i ty lko zaciem ni problem . S tąd , in ż y n ieria o p ro g ra m o w an ia do rad za n astęp u jący sc h em a t: d an e są o pisyw ane przy pom ocy ich cech, m orfologicznych (tj. id e n ty fik a c y jn y c h i zależnościo- wych), zaś języki p ro g ra m o w an ia stw a rz a ją śro d k i odw zorow ania tych cech w k o n stru k c je synkatyczne (których cechy m orfologiczne b ęd ą in te r p re ta c ją se
m antyczną), sy n ta k ty c z n e k o n stru k c je są n a stę p n ie uszczegółow iane („dalsza sp ecy fik acją") przez im p le
m e n tac ję odw zorow ania s tr u k tu r dan y ch w s tr u k tu ry pam ięci. I tylko o sta tn ia część m odelu je st zależ
n a od sprzętu.
O czywiście je st to tru d n e zad an ie — ja k z a p ro je k to w ać sy n ta k ty c z n e k o n stru k c je dla języków p ro g ra m o w an ia w ta k i sposób, aby w y sta rc za jąc o w iele cech
m orfologicznych mogło być w y ra żo n y c h p rzez te k o n stru k c je . J e s t je d n a k ja sn e, że nie odniesiem y sukcesu, je śli nie zajm iem y się m orfologią d an y c h i o g ra n i
czym y naszą uw agę do ta k ic h p rzypadków , k tó re m ogą być o dw zorow yw ane w k o n stru k c je ju ż is tn ie ją c e w zn an y ch językach.
Podziękowania
Chociaż w a r ty k u le tym nie pow ołuję się explicite na żadną lite ra tu rę , je st m oim obow iązkiem podzię
kow ać K olegom z G ru p y Roboczej I F I P 2.3 (M etodo
logia O p rogram ow ania) za n ie u sta n n ą in sp ira c ję m yśli w yrażonych pow yżej.
z ję z y k a angielskiego przełożyła A. M. Olszewska
M g r B O G D A N S T E F A N O W IC Z s t u d i a w y ż s z e o d b y w a ł n a U n i w e r s y t e t a c h W i l e ń s k i m i W a r s z a w s k i m n a W y d z i a l e M a t e m a t y k i i F i z y k i , P o u k o ń c z e n i u s t u d i ó w (1960) p r a c o w a ł w G ł ó w n y m U r z ę d z i e S t a t y s t y c z n y m . M a n a s w o i m k o n c i e p o n a d 20 p u b l i k a c j i w z a k r e s u i n f o r m a t y k i i s t a t y s t y k i . O b e c n ie p r a c u j e w S z k o le G ł ó w n e j P l a n o w a n i a i S t a t y s t y k i n a s t a n o w i s k u k i e r o w n i k a d z i a ł u p r o j e k t o w a n i a s y s t e m ó w i p r o g r a m o w a n i a w O ś r o d k u P r z e t w a r z a n i a D a n y c h i O b l i c z e ń N u m e r y c z n y c h .
BOGDAN STEFANOWICZ
S z k o ł a G ł ó w n a P l a n o w a n i a i S t a t y s t y k i W a r s z a w a 6 8 1 , 3 2 2 , 0 6
K onw ersja tablic decyzyjnych na p rogram y kom puterow e
P r z e d s t a w i o n o p e w n ą m e t o d ą b u d o w a n i a p r o g r a m ó w , k o m p u t e r o w y c h w . o p a r c i u o n i e r o z w l n i ę t e ( o g r a n i c z o n e ) t a b l i c e d e c y z y j n e
O p ra co w y w an ie p ro g ra m ó w k o m p u te ro w y c h je s t p ra c ą żm u d n ą i czasochłonną. S zczególnie tru d n o je s t o p ra cow ać ta k ie p ro g ra m y w p rz y p a d k u konieczności z a p ro g ra m o w a n ia różnych o p eracji, k tó re m aszy n a e lek tro n ic z n a będzie w y k o n y w ać w zależności od sp e łn ie n ia szereg u ro zm a ity c h w a ru n k ó w . O kazuje się, że efe k ty w n o ść p ro g ra m o w a n ia w dużym sto p n iu zależy od o p racow anego a lg o ry tm u stan o w iąceg o p odstaw ę p ro g ra m u ko m p u tero w eg o . D ośw iadczenia w sk azu ją, że isto tn e znaczenie m a m .in. sposób opisu alg o ry tm u . Ze w szy stk ich fo rm takiego o p isu w śró d p ro g ra m i
stó w u z n a n ie zy sk ały p rze d e w szy stk im sc h em a ty blo
kow e. T e n sposób o p isy w a n ia a lg o ry tm ó w m a szereg p ow ażnych zalet. W śród nich należy w ym ienić przede w szy stk im to, że n a sch em a cie m ożna w sposób p ro sty p rze d staw ić k o lejność o p eracji. Po u p o rz ą d k o w a n iu o p e ra c ji i p rz e d sta w ie n iu k o n ce p cji rozw iązan ia, p isa n ie p ro g ra m u (a w łaściw ie kodow anie) je st s p r a w ą w zględ n ie p ro stą.
S c h e m a ty b lo k o w e ja k o fo rm a (,,ję z y k ”) o p isu algo
ry tm ó w m a ją je d n a k p ew n e w ady. Do nich zaliczyć trz e b a p rze d e w szy stk im to, że p rz y pró b ie ich za
sto so w an ia do p re z e n ta c ji ro zw ią zan ia jakiegoś p ro b le m u w p ro cesie p o sz u k iw an ia tego ro zw ią zan ia n a leży jednocześnie zarów no w yznaczyć k o lejność o p e
ra c ji, ja k i ich rodzaj. P o n a d to ja k a k o lw ie k zm iana k o le jn o śc i ro z p a try w a n y c h w p ro b lem ie w a ru n k ó w lu b d o d an ie w a ru n k u now ego, alb o też sk re śle n ie k tó reg o k o lw ie k z pop rzed n io ro z p a try w a n y c h , zw ykle p o w o d u je konieczność p rz e p isa n ia dużych fra g m e n tów sc h e m a tu blokow ego p rez en tu ją ce g o już sk o n stru o w a n e rozw iązanie.
T ych w ad n ie posiada in n a fo rm a opisu alg o ry tm u — fo rm a zw a n a ta b lic a m i decyzyjnym i.
Tablice decyzyjne
T ab lice d ecyzyjne nie zn a la zły jeszcze szerokiego z a sto so w a n ia a n i w Polsce, a n i też w w ielu in n y c h k r a jach. T ym n ie m n ie j z n a n e są ju ż te ra z dość szeroko ja k o ce n n a m eto d a o p isy w a n ia ro zw ią zań n a w e t b a r dzo złożonych p roblem ów . W alo ry te j m eto d y są ty m b a rd z ie j w idoczne, im b ard z iej złożone zag ad n ien ia są ro zp a try w a n e.
W a rto zauw ażyć, że czynione były p ew n e p ró b y po
ró w n y w a n ia ta b lic d ec y zy jn y ch z in n y m i sposobam i o p isy w an ia problem ów . T a k n a p rz y k ła d H. S tru n z o p isu je efe k ty sto so w an ia ta b lic decy zy jn y ch za m ia st sc h em a tó w b lokow ych w p ro je k to w a n iu sy stem ó w i p ro g ra m o w an iu . O kazało się, że sto so w an ie tych ta
blic pozw oliło znacznie sk ró cić czas zaró w n o p ro g ra m ow ania, ja k i o p rac o w y w a n ia o dpow iedniej d o k u m e n tac ji. T ab lice decy zy jn e o k azały się ta k że w ielce pom ocne p rz y u k ła d a n iu alg o ry tm ó w , a n a stę p n ie p rzy o p rac o w y w a n iu n ie k tó ry c h p ro g ra m ó w k o n tro li p o p raw n o ści dan y ch p rz e tw a rz a n y c h w O środku E le k tro n ic z n y m G łów nego U rzęd u S taty sty cz n eg o w W arszaw ie.
W a rto dodać, że ta b lic e d ecyzyjne m ogą znaleźć z a sto so w a n ie nie ty lk o w p rocesach p ro je k to w a n ia sy stem ó w i p ro g ra m o w an ia , lecz w szędzie tam , gdzie w zależności od p ew nych w a ru n k ó w należy za p la n o w ać w y k o n a n ie o k reślo n y ch czynności, po d jęcia o k re ślonych decyzji itp. M ożna je w y k o rz y sta ć np. przy o p rac o w y w a n iu ro zm a ity c h in s tru k c ji p o stę p o w an ia , p rzy fo rm u ło w a n iu d e fin ic ji pojęć, d la w y ra ż e n ia tez tw ie rd z e ń itd. T ab lice decyzyjne, ich b u d o w a oraz sposoby p o słu g iw a n ia się n im i zostały zw ięźle, lecz d o stateczn ie o b sz ern ie opisane p rzez J. N iedżw iec-
■kiego ¡[2]. P oza ogólną c h a ra k te ry s ty k ą ta b lic d e c y zy jn y ch J. N iedżw iecki opisu je też p ew n e sposoby ich k o n w e rsji n a p ro g ra m y m aszynow e. C zyni to je d n a k w skró.cie, a p oniew aż k w e stia ta m a d u że z n a czenie dla 'szerokich rzesz p ro g ra m istó w w k ra ju , w y d a je się w ięc celow e p onow ne je j p o ru sze n ie przez z a p reze n to w an ie p e w n e j m eto d y k o n w ersji. M etoda ta dotyczy b u d o w an ia p ro g ra m ó w w o p arc iu o nie- ro zw in ię te (ograniczone) ta b lic e decyzyjne, zre d u k o w an e pod w zględem liczby re g u ł przez ' w p ro w a d ze
nie do re g u ł szym bolu N IC (tzn. przez w p ro w a d ze n ie odpow iedzi „obojętne, czy w a ru n e k je s t czy nie je st sp e łn io n y ”). G łów ne fra g m e n ty n ie ro z w in ięty ch ta b lic decy zy jn y ch ilu s tru je ta b e la I.
M etoda, o k tó rą tu ta j chodzi, z a k ła d a b udow ę p ro g ra m u w dw óch etap ach . E ta p p ierw szy — to za k o d o w an ie ta b lic y decyzyjnej i p rz e d sta w ie n ie poszcze
gólnych jej r e g u ł w p ostaci sp e cja ln y ch w ektorów . D ru g i e ta p sp ro w ad za się do o p rac o w a n ia w łaściw ego p ro g ra m u czy tająceg o w sp o m n ia n e w e k to ry ja k o p a r a m e tr y w ejściow e i o rg an iz u jąc eg o w y k o n y w an ie
TABELA I. - OGÓLNA POSTAĆ N IE JtO Z W IN IĘT EJ TABLICY DECY
ZY JN EJ
R e g u ł y
1 2 2 n
część w aru n k o wa
L isto w a ru n ków
U k ład y odpow ie
dzi, czy w arunki są spełnione część pro ced u
ra ln a
L ista operacji W skaźniki czyn
ności
o p era cji zgodnie z ro zw ią zan iam i u sta lo n y m i w ta beli I.
Opracowanie wektorów
W o p arc iu o poszczególne reguły, dla k aż d ej z nich o p rac o w u je się po trzy w ek to ry : d w a na p odstaw ie części w a ru n k o w e j oraz jed en na p o d sta w ie części p ro ce d u ra ln e j. W ek to ry te m ożna oznaczyć sy m b o la
mi B li( B 2j, B 3j odpow iednio, gdzie ) je st num erem an a liz o w an e j reg u ły i p rz y jm u je w arto śc i 1, 2, 3, ....
D ługość w e k to ró w B u- i B 2j zależy od liczby w y stę p u jący ch w ta b lic y w a ru n k ó w , m ianow icie w ek to ry te sk ła d a ją się z ty lu pozycji, ile w a ru n k ó w w pisano do tablicy. K ażda pozycja z a w iera liczbę 0 lu b 1. P rzy tym w Bjj liczbę 0 w p is u je 's ię w tych m iejscach, w k tó ry c h w re g u le p o ja w ia się odpow iedź „ ta k ” (ew en
tu a ln ie sym bol T) lu b „o b o jętn e” (sym bol ,.—” lub blank), zaś liczba 1 je s t w sta w ia n a do pozycji odpo
w ia d a ją c y c h zapisom „ n ie” (sym bol N). N ato m ia ts w w ek to rz e B 2J- liczba 0 p o ja w ia się w m iejscach, gdzie z n a jd u je się odpow iedź „o b o jętn e”, zaś liczba 1 — w pozycjach o d p o w iad ający ch zapisom „ ta k ” lub
„n ie”. D ługość w ek to ró w B 3i w yznacza część p ro c e d u ra ln a ta b lic y decyzyjnej. W e k to ry te s k ła d a ją się z ty lu pozycji, ile różnych o p e ra c ji p rz e w id u je ta b li
ca. W każdej pozycji m oże pojaw ić się 1 lu b 0, przy tym 1 o d p o w iad a sym bolom X, zaś 0 je s t u m ie sz cza
ne na pozostałych pozycjach. O pisaną tu ta j zasadę o p rac o w y w a n ia w ek to ró w B,j, B2i oraz B3j m ożna ła tw o p rześledzić na p rzy k ła d zie ta b el II i III.
TABELA II
Z asad y k o n tro li d a n y ch d o ty czą R eguły cych poszczególnych osób
1 2 3 4
0 ^ w iek osoby ^ 99 T X
0 ^ sym bol g ru p y w ykształcenia
T X
0 ^ sym bol źródła u trz y m a n ia ^ 4 T .V
Z apis d a n y ch na taśm ę m agnetycz
na X
Sygnalizow anie b łęd u n r 1 X
Sygnalizow anie b łędu n r 2 X
Sygnalizow anie b łędu n r 3 X
W czytanie następ n ej p a ry d a n y ch X X X X
TABELA III
R eg u la 1 R eg u la 2 R eg u la 3 R egula 4
*21 *12 *22 *13 *23 *14 *24
0 1 1 1 0 0 0 0
0 1 0 0 1 1 0 0
0 1 0 0 0 0 1 1
*31 *32 *33 *34
0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
c 0 0 0
1 1 1
Opracowanie programu
Po o p rac o w a n iu o pisanych w e k to ró w dla w szystkich re g u ł m ożna rozpocząć o p rac o w a n ie sam ego p ro g ra mu. S k ła d a się on z szeregu m odułów . M oduł p ie rw szy m a za zad an ie w cz y tan ie p a ra m e tró w , tzn. w czy
ta n ie z e sta w u w e k to ró w B y , B 2}> B 3j. K ażdy z ta k ich w ek to ró w zap isy w a n y je s t w in n y m obszarze: w e k to ry B ^ z a p isu je się w obszarze B u w e k to ry B 2j — w obszarze B 2 oraz w e k to ry B Zj za p isy w a n e są w ob
sz arze B3. Je ż e li długość w e k to ra nie p rz e k ra c z a d łu gości słow a m aszynow ego, w ów czas k ażdy ta k i w e k to r d a się za p am iętać w jed n y m słowie. O czyw iście o p isy w a n a tu ta j m etoda m oże być sto so w a n a ró w n ież w p rzy p a d k u , gdy długość co n a jm n ie j k tó reg o ś z w e k to ró w B ^ , B2j, B Sj je s t w ięk sza od ro z m ia ru słow a m aszynow ego. Je d n a k ż e d la uproszczenia m ożna za ło żyć, że k ażdy z nich d a się zapisać w je d n y m słowie.
N astęp n y m oduł to sek w en cja rozkazów p o w o d u ją cych w p ro w ad zen ie do pam ięci k o m p u te ra ok reślo n ej p o rcji o p racow yw anych danych. M oduł te n pow inien spow odow ać w czytanie- ta k ie j ilości danych, dla k tó ry ch w ta b lic y decyzyjnej przew idziano jednoczesne sp raw d za n ie w szystkich w ym ienionych ta m w a ru n ków. Może w ięc to być je d en cały re k o rd (zapis), jego fra g m e n t lu b k ilk a rek o rd ó w na raz.
M oduł trzeci m a za zad an ie spraw d zen ie, k tó re w a r u n k i spośród w ym ien io n y ch w ta b lic y d ecy zy jn ej są spełnione przez a k tu a ln ie w czy tan ą p o rcję danych, a k tó re n ie są spełnione.
Po zb a d an iu każdego i-tego w a ru n k u w specjalnym słow ie T na i-te j pozycji w sta w ia się liczbę 0 lu b 1:
0 p o ja w ia się w ted y , gdy w a ru n e k je st spełniony, zaś liczba 1 — gdy spełniony on nie będzie. Z apełnione w ten sposób słow o T posłuży m odułow i następ n em u za p o d staw ę do u sta le n ia sy tu a c ji o k reślonej w c z y ta ną p o rc ją danych.
M oduł ten p o ró w n u je słow o T z w e k to re m B ij (j =
— 1. 2...) z o bszaru Bj. W w y n ik u p o ró w n a n ia p o w sta je now e słow o T l za w ie ra ją c e 1 w tych pozy
cjach, w k tó ry c h B y i T się ró żn ią , o raz 0 w p ozy
cjach pozostałych. Je że li po o p rac o w a n iu całego sło w a T, okaże się, że zo stała w nim z a p isa n a liczba 0, to m ożna tw ierdzić, iż u sta lo n y in d ek s j w sk az u je re g u łę jed n o zn aczn ie w y zn a cz ają cą o p eracje, k tó re n ależy w yk o n ać w zw iązku z a k tu a ln ie w c z y ta n ą p o r cją danych.
W p rz y p a d k u gdy liczba p o ja w ia ją c a się w słow ie T 1;
nie je s t ró w n a 0, należy p o rów nać ją z j-ty m w e k to rem z o b sz aru B 2, tzn. z w ek to re m B 2j. „ P o ró w n a n ia ” tego d o k o n u je się na p o d sta w ie m nożenia logicznego i T,. Jeżeli w y n ik m nożenia w y n iesie 0, to i w sk a zu je odpow iedni w e k to r w B 3. G dy zaś w y n ik m noże
nia b y ł ró żn y od zera, T należy p o rów nać z w ek to rem B 1j +1 jtd. P o n iew aż p raw id ło w o o p rac o w a n e t a blice d ecyzyjne w y cz e rp u ją w szystkie teo rety czn ie m ożliw e u k ła d y odpow iedzi na p y ta n ie „czy w a ru n e k i-ty je s t sp e łn io n y ”, zatem w obszarze Bj lu b B 2 za
w sze zn ajd zie się pew ien w e k to r j z a w ierając y zap i
sy zgodne z zap isam i w T lu b T (. W o p isy w an y m t u taj m odule m ożna w ięc pom inąć o p era cje s p ra w d z a jące, czy p rze jrz an o w szystkie w ek to ry w Bj (B2) oraz o p era cje o rg an iz u jąc e sy gnalizow anie p rzy p ad k u n ie znalezienia w B j lu b B 2 odpow iedniego w ek to ra.
O sta tn i m o d u ł — p ią ty z kolei — o rg a n iz u je re a liz a cję poszczególnych o p e ra c ji p rze w id zia n y ch w tablicy.
Otóż w szystkie o p e ra c je w y m ien io n e w boczku części p ro c e d u ra ln e j ta b lic y decyzyjnej m ożna w yobrazić ja ko zbiór (bibliotekę) p ro ce d u r p o n u m ero w an y ch a n a logicznie do n u m e ro w a n ia b itó w w w e k to ra c h w o b szarze B 3. W tedy je d y n k a p o ja w ia ją c a się w ¿-tej p o zycji w e k to ra B 3j w sk az u je n a konieczność w y k o n an ia i-tej o p e ra c ji w ym ien io n ej w części p ro c e d u ra ln e j t a blicy, tzn. i-te j p ro c e d u ry z n a jd u ją c e j się w b ib lio tece.
D latego też p ra c a tego m odułu polega n a p rz e g lą d a n iu k olejnych pozycji w j-ty m w ek to rz e z o b szaru B3 (j zostało u sta lo n e w m o d u le czw artym ) i w y k o n y w an iu o p era cji o n u m e rz e o d p o w iad a ją cy m n u m e ro w i pozycji w B 3j z a w ie ra ją c e j liczbę 1.
R ysunek 1 ilu s tru je ogólną b udow ę p ro g ra m u o p rac o w anego na p o d staw ie o pisanej m etody.
Procesory tablic decyzyjnych
W a rto zw rócić uw agę na k ilk a in te re su ją c y c h cech c h a ra k te ry z u ją c y c h op isan ą m etodę. P ierw sza — to m ożliw ość zb u d o w an ia p ro g ra m u ogólnego (zw anego n iek ied y procesorem ta b lic decyzyjnych) u m o ż liw ia
jącego ro zw ią zy w an ie ro zm a ity c h p ro b lem ó w o p isa nych za pom ocą rozw ażan y ch tu tablic. P ro g ra m ta k i byłby zb udow any w oparciu o b ib lio tek ę p o d p ro g ra m ów sp raw d z a ją c y c h ro zm a ite w a ru n k i oraz w o p a r
ciu o b ib lio tek ę po d p ro g ram ó w rea liz u ją c y c h o p e ra cje w ym ienione w części p ro c e d u ra ln e j ta b lic decy
zyjnych.
P ew n e p ró b y zb u d o w a n ia tak ieg o p ro ceso ra czynione b yły w C e n tra ln y m U rzędzie S ta ty sty c z n y m w N o r
wegii. P o d ję to ta m p ró b ę o p rac o w a n ia p ro ce so ra t a blic decy zy jn y ch do p ro w a d ze n ia k o n tro li i k o re k ty je d n o stk o w y ch dan y ch sta ty sty c zn y c h . J e s t rzeczą oczyw istą, że zm ian a treśc i w sp o m n ian y ch w yżej b i
b lio tek p ro ce d u r um ożliw ia zm ian ę sfery zastosow ań całego p ro ce so ra bez konieczności ponow nego p ro g ra m ow ania o pisanych m odułów .
D użą z a le tą ta k ic h p ro ceso ró w je s t ta k ż e to, że u m o żliw iają one szerokie sto so w an ie tzw. p ro g ra m o w an ia
m o d u la rn eg o (m odułow ego). J a k w iadom o znakom icie p rzyczynia się to do zm n iejszen ia kosztów zw iązanych z p ro g ra m o w an ie m oraz pozw ala przyspieszyć proces p ro g ra m o w an ia .
Z ap re z e n to w a n y sposób b u d o w an ia i p rze szu k iw a n ia o b szaró w B u B 2, B3 um o żliw ia w k o m p o n o w an ie do p ro c e so ra ta b lic decy zy jn y ch p ro c e d u ry p rz y sp ie sz a ją c e j o d sz u k an ie w łaściw ego w e k to ra . R e o rg an izację
ta k ą p rz e p ro w a d z a się w o p a rc iu o zliczone p rz y p a d ki sięg an ia do w e k to ra B3j n a p o d sta w ie w c z y ty w a n ych dan y ch . Po o p rac o w a n iu p e w n e j 'porcji m a te r ia łu w szy stk ie w e k to ry w B u B 2 i Bs są so rto w a n e ta k , b y na p ierw szy m m iejscu zn alazł się w e k to r, d la k tó reg o zaobserw ow ano n ajczęstsze o d w o ły w an ie się, na d ru g im m ie jsc u p o ja w i się w e k to r — do k tó reg o s ię gano rza d zie j niż do w e k to ra uplaso w an eg o n a m ie j
scu pierw szym , lecz częściej niż do w szy stk ich pozo
sta ły c h itd. M ożna w ięc pow iedzieć, że ta k ie p o stę p o w an ie ściśle w iąże się z p ro b le m a ty k ą „sam oucze- n ia s ię ” p ro g ra m u , a to z kolei łączy się z h e u r y stycznym i m e to d am i ro zw ią zy w an ia p ro b lem ó w — m e to d am i ro k u ją c y m i duże p e rsp e k ty w y e fe k ty w n ie j
szego niż doty ch czas w y k o rz y sta n ia „ in te lig e n c ji” m a szyn elek tro n iczn y ch .
* * *
O pisana w yżej m etoda k o n w e rsji ta b lic decyzyjnych n a p ro g ra m y m aszynow e ró żn i się od m eto d y C. G.
V einotta, o k tó re j w spom ina J. N iedźw iecki. M etoda V ein o tta po pew n ej m o d y fik acji poleg ającej na tr a k to w an iu zapisów w części w a ru n k o w e j poszczególnych reg u ł ja k o liczb d w ójkow ych o k reśla ją cy c h a d re sy w ek to ró w w B 3 um ożliw ia niezw łoczne d o ta rc ie do tych w ektorów . J e s t to w ięc m etoda k o rzy stn iejsza od opisy w an ej w n in ie jsz y m a rty k u le z p u n k tu w i
dzenia czasu p rac y k o m p u te ra , lecz m oże być m n ie j k o rz y stn a od tej o sta tn ie j z p u n k tu w idzenia m iejsca zajm ow anego w pam ięci o p era cy jn e j niezbędnego do z a p a m ię ta n ia w szy stk ich w ek to ró w . P od tym w zglę
dem będzie ona ty m gorsza, im w iększą ta b lic ę d ec y zy jn ą da się zre d u k o w a ć ze w zględu na liczbę w y stę p u jąc y ch w n ie j reguł. O k o n w e rsji ta b lic d e
cyzyjnych na p ro g ra m y i o efek ty w n o ści ta k ich p ro g ram ó w C zy teln ik m oże znaleźć sporo in fo rm a c ji w p ra c a c h [2]—[5] podanego w y k azu lite r a tu r y .
L I T E R A T U R A
[1] A w e n O .j ., D u s z s k i W . A .: O p t i m i z a c j a m a s z i n - n y c h p r o g r a m m p r i p o m o s z c z i t a b l i c r e s z i e n i j . E k o n o m i k a i M a t e m a t i c z e s k i j e M e t o d y , 1969, to m 5.
[2] N i e d ź w i e c k i J . : T a b l i c e d e c y z j i — s t r u k t u r a i z a s t o s o w a n i e I N F O R M A T Y K A 1972, n r 1.
[3] N o r d b o t t e n S .: D e s i s j o n s t a b e l l e r o g g e n e r e r i n g a v m a s k i n p r o g r a m m e r f o r g r a n s k i n i n g a v s t a t i s t i k p r i m a e r m a - t e r i a l e . S t a t i s t i k T i d s k r i f t , 1965, n r 4.
[4] P o 11 a c k S . L .: C o r v e r s i o n o f l i m i t e d - e n t r y d e c i s i o n t a b b i e s t o c o m p u t e r p r o g r a m s , C o m m u n i c a t i o n s o f t h e A C M , s. 677—682, v o l. 8, 1965.
[5] S h w a y d e r K .: C o n v e r s i o n o f l i m i t e d e n t r y d e c i s i o n t a b l e s t o c o m p u t e r p r o g r a m s — a p r o p o s e d m o d i f i c a t i o n to P o l l a c k 's a l g o r i t h m . C o m m u n i c a t i o n s o f t h e A C M , 1971, v o l. 14, s. 69—73.
[6] S t e f a n o w i c z B .: P r o g r a m o w a n i e E M C — m e t o d v o p r a c o w a n i a i o p i s u a l g o r y t m ó w . G U S — Z M iA O S , 1973, s.
56—113.
17] S t r u n z H .: E n t s c h e i d u n g s t a b e l l e n u n d i h r e A n w e n d u n g b e i S y s t e m s p l a n u n g , — i m p l e m e n t i e r u n g — u n d d o - k u m e n t a t i o n . E l e k t r o n i s c h e D a t e n v e r a r b e i t u n g 1970, n r 2, s. 56—65.
[8] V e r b a l s t M .: D e c is io n t a b l e s a n d t h e i r u s e . W o r k i n g p a p e r s o f t h e I F I P S e m i n a r i n A D P , A m s t e r d a m , 19G9 v o l. 2.
