Bài giảng Kỹ Thuật lập trình - Chương 1: Tổng quan kỹ thuật lập trình - Lương Mạnh Bá

Tổng quan về KTLT (3t) Programming technique SE Dept Lương Mạnh Bá balm@soict.hut.edu.vn 1 Programming Languages – classifications and Program Development 2 Nội dung Next Develop Web pages : HTML, scripting languages, DHTML, XML, WML, và các phần mềm tạo trang web NNLT và phân loại NNLT NNLT thủ tục  NNLT trực quan (Visual programming languages)  NNLT hướng đối tượng (Object-oriented programming languages) NNLT phi thủ tục và công cụ (Nonprocedural languages and tools) Multimedia authoring programs 6 bước của chu trình phát triển phần mềm Six steps in the program development cycle Sự khác biệt giữa LT cấu trúc và  LT hướng đối tượng Những cấu trúc cơ sở dùng thiết kế chương trình Last update 8-2010 3 SE-SoICT Chương trình máy tính và ngôn ngữ lập trình Computer Programs and Programming Languages Computer program ? Next Tập hợp các lệnh chỉ dẫn cho máy tính thực hiện nhiệm vụ Programming language — Dùng để viết các lệnh , chỉ thị Last update 8-2010 4 SE-SoICT programming language - NNLT Một NNLT là 1 hệ thống các ký hiệu dùng để liên lạc, trao đổi 1 nhiệm vụ / thuật toán với máy tính , làm cho nhiệm vụ được thực thi . Nhiệm vụ được thực thi gọi là một computation , tuân thủ một độ chính xác và những quy tắc nhất quán . Với mỗi ngôn ngữ lập trình , ta cần nắm bắt , thấu hiểu những gì ?: Có 3 thành phần căn bản của bất cứ 1 NNLT nào . Mô thức ngôn ngữ -Language paradigm là những nguyên tắc chung cơ bản , dùng bởi LTV để xây dựng chương trình . Cú pháp - Syntax là cách để xác định những gì là hợp lệ trong cấu trúc các câu của ngôn ngữ ; Nắm được cú pháp là cách để đọc và tạo ra các câu trong các ngôn ngữ tự nhiên , như tiếng Việt , tiếng Anh và LT. Tuy nhiên điều đó không có nghĩa là nó giúp chúng ta hiểu hết ý nghĩa của câu văn . Ngữ nghĩa – semantic s của 1 CT trong ngôn ngữ ấy . Rõ ràng , nếu không có ngữ nghĩa, 1 NNLT sẽ chỉ là 1 mớ các câu văn vô nghĩa ; như vậy ngữ nghĩa là 1 thành phần không thể thiếu của 1 ngôn ngữ . Có rất nhiều NNLT, khoảng 1000 ngôn ngữ ( 60’s đã có hơn 700) – phần lớn là các ngôn ngữ hàn lâm , có mục đích riêng hay phát triển bởi 1 tổ chức để phục vụ cho bản thân họ . Last update 8-2010 5 SE-SoICT Cont Về cơ bản , chỉ có 4 mô thức chính : Imperative (Procedural) Paradigm (Fortran, Pascal, C, Ada, ....) Object-Oriented Paradigm ( SmallTalk , Java, C++) Logic Paradigm (Prolog) Functional Paradigm (Lisp, ML, Haskell) Những tính chất cần có với các chương trình phần mềm là : • Tính mềm dẻo scalability / Khả năng chỉnh sửa modifiability • Khả năng tích hợp integrability / Khả năng tái sử dụng reusability • Tính chuyển đổi , linh hoạt , độc lập phần cứng -portability • Hiệu năng cao -performance • Độ tin cậy - reliability • Dễ xây dựng • Rõ ràng , dễ hiểu • Ngắn gọn , xúc tích Last update 8-2010 6 SE-SoICT HOẠT ĐỘNG CỦA 1 CHƯƠNG TRÌNH Computer program được nạp vào BN chính như là 1 tập các lệnh bằng ngôn ngữ máy , tức là một dãy tuần tự các số nhị phân - binary digits . Tại bất cứ một thời điểm nào , computer sẽ ở một trạng thái - state nào đó . Đặc điểm cơ bản của trạng thái là con trỏ lệnh instruction pointer trỏ tới lệnh tiếp theo để thực hiện . Thứ tự thực hiện các nhóm lệnh mã máy được gọi là luồng điều khiển flow of control . Last update 8-2010 7 SE-SoICT MACHINE CODE Máy tính chỉ nhận các tín hiệu điện tử - có , không có - tương ứng với các dòng bits. 1 CT ở dạng đó gọi là machine code. Ban đầu chúng ta phải dùng machine code để viết CT: Quá phức tạp , giải quyết các bài toán lớn là không tưởng 23fc 0000 0001 0000 0040 0cb9 0000 000a 0000 0040 6e0c 06b9 0000 0001 0000 0040 60e8 Last update 8-2010 8 SE-SoICT ASSEMBLY LANGUAGE NN Assembly là bước đầu tiên của việc xây dựng cơ chế viết chương trình tiện lợi hơn – thông qua các ký hiệu , từ khóa và cả mã máy . Tất nhiên , để ch ạ y được các chương trình này thì phải dịch (assembled) thành machine code. Vẫn còn phức tạp , cải thiện không đáng kể movl #0x1,n compare: cmpl # oxa,n cgt end_of_loop acddl #0x1,n bra compare end_of_loop: Last update 8-2010 9 SE-SoICT HIGH LEVEL LANGUAGE Thay vì dựa trên phần cứng (machine-oriented) cần tìm cơ chế dựa trên vấn đề (problem-oriented) để tạo chương trình . Chính vì thế high(er ) level languages – là các ngôn ngữ lập trình gần với ngôn ngữ tự nhiên hơn – dùng các từ khóa giống tiếng anh – đã được xây dựng như : Algol , Fortran, Pascal, Basic, Ada , C, Last update 8-2010 10 SE-SoICT PHÂN LOẠI THEO THỜI GIAN 1940s : Machine code 1950s Khai thác sức mạnh của MT: Assembler code, Autocodes , first version of Fortran 1960s Tăng khả năng tính toán : Cobol, Lisp, Algol 60, Basic, PL/1 --- nhưng vẫn dùng phong cách lập trình cơ bản của assembly language. 1970s Bắt đầu cuộc khủng hoảng phần mềm “software crisis”: Giảm sự phụ thuộc vào máy – Tính chuyển đổi . Tăng sự đúng đắn của CT -Structured Programming, modular programming và information hiding. Ví dụ : Pascal, Algol 68 and C. Last update 8-2010 11 SE-SoICT Continue 1980s Giảm sự phức tạp – object orientation, functional programming. 1990s Khai thác phần cứng song song và phân tán (parallel và distributed) làm cho chương trình chạy nhanh hơn , kết quả là hàng loạt ngôn ngữ mở rộng khả năng lập trình parallel cũng như các NNLT chuyên parallel như occam được xây dựng. 2000s Genetic programming languages, DNA computing, bio-computing? Trong tương lai : Ngôn ngữ LT lượng tử : Quantium ? Last update 8-2010 12 SE-SoICT SOFTWARE CRISIS Khái niệm software crisis bao gồm hàng loạt vấn đề nảy sinh trong việc phát triển phần mềm trong những năm 1960s khi muốn xây dựng những hệ thống phần mềm lớn trên cơ sở các kỹ thuật phát triễn thời đó . Kết quả : 1. Thời gian và giá thành tăng vọt tới mức không thể chấp nhận nổi . 2. Năng suất của các LTV không đáp ứng yêu cầu . 3. Thiếu các LTV 4. Chất lượng phần mềm bị giảm , thấp . Để giải quyết các vấn đề kể trên, chuyên ngành software engineering (SE) ra đời . Last update 8-2010 13 SE-SoICT CÁC THẾ HỆ NNLT LANGUAGE GENERATIONS Generation Classification 1st Machine languages 2nd Assembly languages 3rd Procedural languages 4th Application languages (4GLs) 5th AI techniques, inference languages 6th Neural networks (?), others. Last update 8-2010 14 SE-SoICT Computer Programs and Programming Languages L ow-level languages và high-level languages? p. 664 Next High-level language Low-levellanguage Machine-dependent  Phụ thuộc phần cứng , chỉ chạy trên một loại máy tính M achine-independent Thường không phụ thuộc phần cứng , có thể chạy trên nhiều loại máy tính khác nhau Machine và assembly languages là ngôn ngữ bậc thấp low-level Last update 8-2010 15 SE-SoICT PHÂN LOẠI THEO MỨC ĐỘ TRỪU TƯỢNG Next Level Instructions Low level languages Dạng bits – giống các lệnh machine Truy cập và cấp phát trực tiếp bộ nhớ Memory handling High level languages Dùng các biểu thức và các dòng điều khiển xác định Truy cập và cấp phát bộ nhớ qua các lệnh , toán tử - operators Very high level languages Che dấu hoàn toàn việc truy cập và tự động cấp phát bộ nhớ Hoàn toàn trừu tượng , độc lập phần cứng Last update 8-2010 16 SE-SoICT DECLARATIVE và NON-DECLARATIVE PROGRAMMING p. 666 Fig. 13-3 Next Các ngôn ngữ có thể chia thành 2 nhóm : Nhóm 1 gọi là Declarative ( tường thuật - chính là functional và logic languages). Nhóm 2 gọi là Non-declarative hay procedural ( tức là các ngôn ngữ thủ tục, mệnh lệnh ). Last update 8-2010 17 SE-SoICT Procedural Languages – Ngôn ngữ thủ tục Procedural language ? p. 666 Next Các ngôn ngữ thông dụng: BASIC, COBOL, PASCAL, C,C++ và JAVA Sử dụng hàng loạt các từ giống tiếng Anh để viết các chỉ thị - instructions Còn gọi là third-generation language (3GL) Lập trình viên viết các chỉ thị hướng dẫn cho máy tính cái gì cần làm và làm như thế nào? Click to view animation Last update 8-2010 18 SE-SoICT Procedural Languages Trình dịch - C ompiler ? Next Là chương trình thực hiện biên dịch toàn bộ các lệnh của chương trình nguồn thành mã máy trước khi thực hiện Last update 8-2010 19 SE-SoICT Procedural Languages Thông dịch - I nterpreter ? p. 667 Fig. 13-5 Next Là chương trình dịch và thực hiện từng dòng lệnh của chương trình. Không tạo ra object program Last update 8-2010 20 SE-SoICT Procedural Languages BASIC ? p. 668 Fig. 13-6 Next Được thiết kế để cho những người mới học tiếp cận một cách đơn giản NNLT B eginner’s A ll-purpose S ymbolic I nstruction C ode Last update 8-2010 21 SE-SoICT Procedural Languages COBOL ? Next Dùng cho các ứng dụng trong kinh tế Các lệnh giống tiếng anh làm cho code dễ đọc , viết và chỉnh sửa CO mmon  B usiness- O riented  L anguage Last update 8-2010 22 SE-SoICT Procedural Languages C ? Next Là NNLT rất mạnh , ban đầu được thiết kế để lập trình hệ thống - write system software Yêu cầu những kỹ năng lập trình chuyên nghiệp Last update 8-2010 23 SE-SoICT Object-Oriented Programming Languages Object-oriented programming (OOP) language ? Next Dùng để hỗ trợ thiết kế HĐT object-oriented design Lợi ích cơ bản là khả năng tái sử dụng -reuse existing objects Event-driven — Hướng sự kiện Kiểm tra để trả lời một tập các sự kiện C++ và Java  là các NN hoàn toàn HĐT object-oriented languages Object là phần tử chứa đựng cả dữ liệu và các thủ tục xử lý dữ liệu Event là hành động mà chương trình cần đáp ứng Last update 8-2010 24 SE-SoICT Object-Oriented Programming Languages C++ ? Next Chứa đựng các thành phần của C, loại bỏ những nhược điểm và thêm vào những tính năng mới để làm việc với object-oriented concepts Được dùng để phát triển các Database và  các ứng dụng Web Last update 8-2010 25 SE-SoICT Object-Oriented Programming Languages Java ? Next Phát triển bởi Sun Microsystems Giống C++ nhưng dùng trình dịch just-in-time (JIT) để chuyển source code thành machine code Last update 8-2010 26 SE-SoICT Object-Oriented Programming Languages Visual programming language ? Next LTV viết và phát triển chương trình trong các segments Visual programming environment (VPE) Cho phép developers kéo và thả các objects để xd programs Thường được dùng trong môi trường RAD (rapid application development) Đôi khi được gọi là  fifth-generation language Cung cấp giao diện trực quan hoặc đồ họa để tạo source code Last update 8-2010 27 SE-SoICT Object-Oriented Programming Languages Visual Studio .NET 2003, 2005 ? Next Bước phát triển của visual programming languages và RAD tools .NET là tập hợp các công nghệ cho phép program chạy trên Internet Visual Basic .NET 2003-5 dùng để xd các ct hướng đối tượng phức tạp Step 1. LTV thiết kế giao diện người dùng - user interface. Step 2. LTV gán các thuộc tính cho mỗi object trên form. Step 4. LTV kiểm tra application. Step 3. LTV viết code để xác định các action cần thực hiện đối với các sự kiện cần thiết . Last update 8-2010 28 SE-SoICT Object-Oriented Programming Languages Delphi ? Next Là 1 công cụ lập trình trực qua mạnh Hợp với những ứng dụng chuyên nghiệp và Web lớn Last update 8-2010 29 SE-SoICT Object-Oriented Programming Languages PowerBuilder ? Next Một công cụ lập trình trực quan mạnh khác Phù hợp với các ứng dụng Web-based hay các ứng dụng lớn HĐT - object-oriented applications Last update 8-2010 30 SE-SoICT Nonprocedural Languages and Program Development Tools nonprocedural languages và program development tools ? p. 674 Next Nonprocedural Language  LTV viết các lệnh giống tiếng anh hoặc tương tác với môi trường trực quan để nhận được các dữ liệu từ files hay database Program Development Tools  Các chương trình thân thiện với người sử dụng được thiết kế để trợ giúp cả LTV lẫn người sử dụng trong việc tạo chương trình Last update 8-2010 31 SE-SoICT Nonprocedural Languages and Program Development Tools RPG (Report Program Generator)? p. 674 Fig. 13-14 Next Các ngôn ngữ LT phi thủ tục dùng để tạo các báo cáo , thiết lập các thao tác tính toán và cập nhật files Last update 8-2010 32 SE-SoICT Nonprocedural Languages and Program Development Tools NN thế hệ IV - fourth generation language ( 4GL ) ? p. 675 Fig. 13-15 Next Là các ngôn ngữ phi thủ tục cho phép truy cập dữ liệu trong CSDL. NNLT 4GL thông dụng là SQL, Access , là các ngôn ngữ truy vấn Cho phép ND quản trị dữ liệu trong CSDL quan hệ. Last update 8-2010 33 SE-SoICT Nonprocedural Languages and Program Development Tools Application generator ? Next Là chương trình tạo mã nguồn hoặc mã máy từ các đặc tả. Bao gồm các chương trình tạo Report , form, và tạo menu Form cung cấp các vùng để vào dữ liệu Last update 8-2010 34 SE-SoICT Nonprocedural Languages and Program Development Tools Visual Basic for Applications (VBA)? Next Macro programming language Macro — Dãy các lệnh dùng để tự động hóa các công việc Last update 8-2010 35 SE-SoICT Web Page Development HTML (Hypertext Markup Language)? Next Dùng để tạo các trang Web Last update 8-2010 36 SE-SoICT Web Page Development Các hiệu ứng đặc biệt và các phần tử tương tác được thêm vào trang Web như thế nào ? p. 679 Next Counter  duyệt số người thăm Web site Image map Hình ảnh đồ họa trỏ tới URL Script  Thông dịch chương trình chạy trên client Applet  thường chạy trên client, nhưng được biên dịch Processing form Thu thập số liệu từ visitors Servlet applet chạy trên server ActiveX control Là chương trình nhỏ chạy trên client Last update 8-2010 37 SE-SoICT Web Page Development Common gateway interface (CGI)? p. 680 Fig. 3-19 Next Chuẩn giao tiếp xác định cách thức Web server giao tiếp với các nguồn tài nguyên bên ngoài Step 3. Khi user khẳng định submits 1 yêu cầu , nó sẽ được gửi cho CGI program. CGI program kết nối với database và lấy các ttin cho user. Ví dụ user yêu cầu xem phim The Wizard of Oz. Step 1. LTV lưu các CGI program trong 1 thư mục đặc biệt trên Web server ví dụ / cgi -bin. Database CGI script —program quản trị việc gửi và nhân dữ liệu qua CGI Step 2. Webmaster tạo 1 liên kết giữa CGI program và Web page. Khi 1 user hiện trang Web , CGI program sẽ automatically starts. Step 4. CGI program nhận thông tin từ database, két hợp chúng dưới dạng HTML , và gửi cho trình duyệt Web của User. Last update 8-2010 38 SE-SoICT Web Page Development Scripting language ? Next Rất dễ học và dễ sử dụng JavaScript — thêm các nội dung động và các phần tử tương tác vào Web page VBScript (Visual Basic, Scripting Edition)— Thêm tính thông minh và tương tác vào Web page Perl (Practical Extraction and Report Language)— Có khả năng xử lý văn bản rất mạnh Last update 8-2010 39 SE-SoICT Web Page Development Dynamic HTML (DHTML) ? p. 682 Fig. 13-21 Next Cho phép nhà phát triển thêm nhiều phần tử đồ họa và tương tác vào Web page Last update 8-2010 40 SE-SoICT Web Page Development XHTML , XML , và WML ? p. 682 Next XHTML  (E x tensible HTML )  tạo khả năng Web sites có thể hiện dễ ràng hơn trên các trình duyệt XML  (E x tensible M arkup L anguage)  Cho phép developers có thể tạo các  thẻ - tags – riêng của mình WML  ( W ireless M arkup L anguage)  Cho phép developers có thể thiết kế những trang cho các trình duyệt chuyên dụng – mobil , Chứa các tính năng của HTML và XML Sử dụng chuẩn wireless application protocol (WAP) , để xác định cách thức các thiết bị không dây liên lạc với Web Server gửi toàn bộ bản ghi cho client, tạo khả năng cho client có thể thực hiện việc xử lý mà không phải quay lại server Last update 8-2010 41 SE-SoICT FrontPage2003 FlashMX Web Page Development Web page authoring software ? p. 683 Next Tạo các trang Web hoàn hảo mà không cần dùng HTML Tự tạo các trang HTML Dreamweaver MX Last update 8-2010 42 SE-SoICT Multimedia Program Development Multimedia authoring software ? p. 684 Fig. 13-22 Next Kết hợp văn bản , đồ họa , hoạt hình , âm thanh và video trong 1 bài trình diễn có tương tác Sử dụng cho computer-based training (CBT) và Web-based training (WBT) Software includes Toolbook , Authorware , và Director Last update 8-2010 43 SE-SoICT Các Programming Languages khác p. 685 Next ALGOL ADA APL FORTH LISP HYPERTALK FORTRAN LOGO PASCAL MODULA-2 PILOT SMALLTALK PROLOG PL/I Last update 8-2010 44 SE-SoICT Chu trình phát triển chương trình (PM) Program development cycle ? p. 686 Fig. 13-24 Next Là các bước mà LTV dùng để xây dựng CT Programming team — Nhóm LTV cùng xây dựng chương trình Last update 8-2010 45 SE-SoICT Step 1 — Analyze Requirements Các việc cần làm khi phân tích yêu cầu ? p. 687 Fig. 13-25 Next Khảo sát và Thiết lập các yêu cầu XD các mô hình phân tích Xác định đầu vào, đầu ra và các xử lý cùng các thành phần dữ liệu. IPO chart— Xác định đầu vào , đầu ra và các bước xử lý Last update 8-2010 46 SE-SoICT LTV bắt đầu với thiết kế Tổng thể  rồi đi đến  thiết kế chi tiết Step 2 — Design Solution Những việc cần làm trong bước thiết kế giải pháp ? p. 688 Next Object-oriented design Structured design , còn gọi là  top-down design Hai hướng  tiếp cận Phân chia hệ thống từng bước thành các thủ tục để giải quyết vấn đề Last update 8-2010 47 SE-SoICT Step 2 — Design Solution Sơ đồ phân cấp chức năng - hierarchy chart ? p. 688 Fig. 13-26 Next Trực quan hóa các modules chương trình Còn gọi là sơ đồ cấu trúc Last update 8-2010 48 SE-SoICT Step 2 — Design Solution Object-oriented (OO) design là gì ? p. 689 Fig. 13-27 Next LTV đóng gói dữ liệu và các thủ tục xử lý dữ liệu trong 1 object Các objects được nhóm lại thành các classes Biểu đồ lớp thể hiện trực quan các quan hệ phân cấp quan hệ của các classes Last update 8-2010 49 SE-SoICT Step 2 — Design Solution Cấu trúc tuyển chọn p. 690 Fig. 13-29 Next Chỉ ra hành động tương ứng điều kiện 2 kiểu Case control structure If-then-else control structure — dựa theo 2 khả năng : true or false Last update 8-2010 50 SE-SoICT Step 2 — Design Solution Case control structure p. 690 Fig. 13-30 Next Dựa theo 3 hoặc nhiều hơn các khả năng Last update 8-2010 51 SE-SoICT Step 2 — Design Solution Cấu trúc lặp p. 691 Figs. 13-31–13-32 Next Cho phép CT thực hiện 1 hay nhiều hành động lặp đi lặp lại. Do-while control structure — lặp khi điều kiện còn đúng Do-until control structure — Lặp cho đến khi điều kiện đúng Do-While Control Structure Do-Until Control Structure Last update 8-2010 52 SE-SoICT Step 3 — Validate Design Những điều cần làm trong giai đoạn này ? p. 694 Next Kiểm tra độ chính xác của program  Logic error  các sai sót khi thiết kế  gây ra những kết quả  không chính xác Test data  các dữ liệu thử nghiệm  giống như số liệu thực mà CT sẽ thực hiện LTV kiểm tra logic cho tính đúng đắn  và thử tìm các lỗi logic Desk check LTV dùng các dữ liệu  thử nghiệm để kiểm tra chương trình Structured walkthrough LTV mô tả logic  của thuật toán trong khi programming team duyệt theo logic chương trình Last update 8-2010 53 SE-SoICT Step 4 — Implement Design implementation ? p. 695 Fig. 13-37 Next Viết code : dịch từ thiết kế thành program Syntax — Quy tắc xác định cách viết các lệnh Comments —program documentation Extreme programming (XP)— coding và testing ngay sau khi các yêu cầu được xác định Last update 8-2010 54 SE-SoICT Step 5 — Test Solution Những việc cần làm ? p. 696 Next Đảm bảo CT chạy thông và cho kết qủa chính xác Debugging — Tìm và sửa các lỗi syntax và logic errors Kiểm tra phiên bản beta , giao cho Users dùng thử và thu thập phản hồi Last update 8-2010 55 SE-SoICT Step 6 — Document Solution Là bước không kém quan trọng p. 698 Next 2 hoạt động Rà soát lại program code— loại bỏ các dead code , tức các lệnh mà CT không bao giờ gọi đến Rà soát , hoàn thiện  Tài liệu Last update 8-2010 56 SE-SoICT Tóm lại Có hàng loạt các NNLT dùng để viết computer programs Chu trình phát triển chương trình  và các công cụ được dùng để  làm cho quá trình này hiệu quả hơn 4 Mô thức lập trình cơ bản Last update 8-2010 57 SE-SoICT Bàn thêm về các Mô thức lập trình · Programming paradigm (Mô thức lập trình) · Là 1 khuôn mẫu - pattern dùng như một Mô thức lập trình máy tính . Là 1 Mô thức cho 1 lớp các NNLT có cùng những đặc trưng cơ bản · Programming technique (Kỹ thuật lập trình) · Liên quan đến các ý tưởng thuật toán để giải quyết một lớp vấn đề tương ứng · Ví dụ : 'Divide and conquer' và 'program development by stepwise refinement ' · Programming style (Phong cách lập trình) . Là cách chúng ta trình bày trong 1 computer program · Phong cách tốt giúp cho chương trình dễ hiểu , dễ đọc , dễ kiểm tra -> dễ bảo trì , cập nhật , gỡ rối , tránh bị lỗi · Programming culture (Văn hóa lập trình) · Tổng hợp các hành vi lập trình , thường liên quan đến các dòng ngôn ngữ lập trình · Là tổng thể của Mô thức chính , phong cách và kỹ thuật lập trình . Là nhân cách đạo đức trong lập trình cũng như khai thác các CT Last update 8-2010 58 SE-SoICT Bốn Mô thức lập trình cơ bản Bốn Mô thức lập trình cơ bản là : · Imperative paradigm · Functional paradigm · Logical paradigm · Object-oriented paradigm Ngoài ra : · Visual paradigm · Parallel paradigms Một vài Mô thức mới khác : Concurrent programming Distributed programming Extreme programming Tuy nhiên chúng ta chỉ tập trung vào Mô thức 1 và sơ qua về 3 Mô thức cơ bản còn lại Last update 8-2010 59 SE-SoICT Imperative paradigm Với Mô thức này ý tưởng cơ bản là các lệnh gây ảnh hưởng đáng kể đến trạng thái chương trình . Mỗi imperative program bao gồm: Declarative statements – các lệnh khai báonhằm định nghĩa các biến: tên và kiểu dữ liệu của biến. Các biến này có thể thay đổi giá trị trong quá trình thực hiện Chương trình . Assigment statements – Lệnh gán : gán giá trị mới cho biến Program flow control statements – Các lệnh điều khiển cấu trúc chương trình : Xác định trình tự thực hiện các lệnh trong chương trình . Module: chia chương trình thành các chương trình con : Functions & Procedures Last update 8-2010 60 SE-SoICT Imperative paradigm Các đặc trưng chính của Mô thức này: Về mặt nguyên lý và ý tưởng : Công nghệ phần cứng và ý tưởng của Von Neumann Các bước tính toán , thực hiện với mục đích kiểm soát cấu trúc điều khiển· Chúng ta gọi các bước là các mệnh lệnh - commands Tương ứng với cách mô tả các công việc hàng ngày như là trình tự nấu ăn hay sửa chữa xe cộ Những lệnh đặc trưng của imperative languages là : Assignment, IO, procedure calls Các ngôn ngữ đại diện : Fortran, Algol , Pascal, Basic, C Các thủ tục và hàm chính là hình ảnh về sự trừu tượng : che dấu các lệnh trong CT con, có thể coi CT con là 1 lệnh Còn gọi là "Procedural programming" Last update 8-2010 61 SE-SoICT Functional paradigm Functional programming trên nhiều khía cạnh là đơn giản và rõ ràng hơn imperative. Vì nguồn gốc của nó là toán học thuần túy : Lý thuyết hàm . Trong khi imperative paradigm bắt nguồn từ ý tưởng công nghệ cơ bản là digital computer, phức tạp hơn , kém rõ ràng hơn lý thuyết toán học về hàm . Functional programming dựa trên nền tảng khái niệm toán học về hàm và 1 NNLT hàm bao gồm ít nhất những thành phần sau : Tập hợp các cấu trúc dữ liệu và các hàm liên quan Tập hợp các hàm cơ sở - Primitive Functions. Tập hợp các toán tử . Last update 8-2010 62 SE-SoICT Functional paradigm Các đặc trưng cơ bản : Về mặt nguyên lý và ý tưởng : Toán học và lý thuyết hàm Các giá trị tạo được là không thể biến đổi non-mutable Không thể thay đổi các yếu tố của giá trị hợp thành Giống như phương thuốc , có thể tạo một phiên bản của các giá trị hợp thành : một giá trị trung gian Trừu tượng 1 biểu thức đơn thành 1 hàm và hàm có thể tính toán như là 1 biểu thức Các hàm là những giá trị đầu tiên Hàm là dữ liệu hoàn chỉnh , giống như số , danh sách , ... Thích hợp với xu hướng tính toán theo yêu cầu Mở ra những khả năng mới Last update 8-2010 63 SE-SoICT Ví dụ về Functional programming function GT(n : longint ) : longint ; var x : longint ; Begin x:=1; while (n > 0) do begin x := x * n; n := n ­ 1; end; GT := x; End; Function GT(n : longint ) : Longint ; Begin if n=1 then GT :=1 else GT := n* GT(n-1); End; Với functional paradigm, ta có thể viết GT n = if n = 1 then 1 else n * GT(n ­ 1); Last update 8-2010 64 SE-SoICT Logic paradigm Mô thức lập trình logic hoàn toàn khác với các Mô thức còn lại . Mô thức này đặc biệt phù hợp với những lĩnh vực liên quan đến việc rút ra những kiến thức từ những sự kiện và quan hệ cơ bản – lĩnh vực trí tuệ nhân tạo . Có vẻ như Mô thức này không gắn với những lĩnh vực tính toán nói chung . Trả lời 1 câu hỏi thông qua việc tìm các giải pháp Các đặc trưng : Về nguyên tắc và ý tưởng : Tự động kiểm chứng trong trí tuệ nhân tạo Dựa trên các tiên đề - axioms,các quy luật suy diễn - inference rules, và các truy vấn - queries. Chương trình thực hiện từ việc tìm kiếm có hệ thống trong 1 tập các sự kiện , sử dụng 1 tập các luật để đưa ra kết luận. Last update 8-2010 65 SE-SoICT object-oriented paradigm Mô thức hướng đối tượng thu hút được sự quan tâm và nổi tiếng từ khoảng 20 năm nay. Lý do là khả năng hỗ trợ mạnh của tính bao gói và gộp nhóm logic của các khía cạnh lập trình . Những thuộc tính này rất quan trọng khi mà kích cỡ các chương trình ngày càng lớn . Nguyên nhân cơ bản và sâu sắc dẫn đến thành công của Mô thức này là : Cơ sở lý thuyết đỉnh cao của Mô thức. Một CT HĐT được xây dựng với những khái niệm , tư tưởng làm cơ sở , điều đó rất quan trọng và theo cách đó tất cả các kỹ thuật cần thiết cho lập trình trở thành thứ yếu . Gủi thông điệp giữa các objects để mô phỏng sự tiến triển theo thời gian của hàng loạt các hiện tượng trong thế giới thực. Last update 8-2010 66 SE-SoICT object-oriented paradigm Các đặc trưng Nguyên lý và ý tưởng : Lý thuyết về khái niệm - concepts , và các Mô thức tương tác trong thế giới thực Dữ liệu cũng như các thao tác trên dữ liệu được đóng gói trong bjects Cơ chế che dấu thông tin được sử dụng để tránh những tác động từ bên ngoài object Các Objects tương tác với nhau qua việc truyền thông điệp , đó là phép ẩn dụ cho việc thực hiện các thao tác trên 1 object Trong phần lớn các NNLT HĐT, objects được nhóm lại trong classes Objects trong classes có chung các thuộc tính , cho phép lập trình trên lớp , thay vì lập trình trên từng đối tượng riêng lẻ Classes đại diện cho concepts còn objects đại diện cho hiện tượng Classes được tổ chức trong cây phả hệ có kế thừa Tính kế thừa cho phép mở rộng hay chuyên biệt hóa lớp Last update 8-2010 67 SE-SoICT