Características de programação modular, exemplos, vantagens, aplicativos

O Programação modular É uma técnica usada para o desenvolvimento de software, onde o programa é dividido em muitos componentes ou pequenos blocos autônomos chamados módulos, que são gerenciáveis, lógicos e funcionais.

O módulo é um bloco de frases que resolve um problema particular. Cada módulo contém tudo o necessário para cumprir sua própria funcionalidade e pode ser editado ou modificado sem que o restante do projeto seja afetado.

Exemplo de resolver um problema usando módulos. Fonte: Kayau/CC por (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0)

Essa maneira de programar é alcançada mantendo uma interface de módulo permanente usada pelos outros componentes de software para acessar as funções de cada módulo.

Os módulos impõem limites lógicos entre os componentes, melhorando a capacidade de manutenção. Eles são incorporados através de interfaces, que são projetadas de tal maneira que a dependência entre os diferentes módulos é minimizada.

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Módulo principal e auxiliar

Um módulo principal e vários módulos secundários são aqueles que compõem a programação modular. Do módulo principal, as chamadas para as funções dos módulos auxiliares são feitas.

Esses módulos auxiliares existem como arquivos executáveis ​​separados, que são carregados quando o módulo principal é executado. Cada módulo tem um nome exclusivo atribuído na instrução do programa.

As equipes de trabalho podem desenvolver diferentes módulos separadamente sem saber todos os módulos do sistema. Cada um dos aplicativos modulares tem um número de versão associado para fornecer flexibilidade aos desenvolvedores na manutenção do módulo.

Características de programação modular

Modularidade

Um computador não precisa de uma versão de detalhamento do código para poder executá -lo. São as limitações cognitivas humanas que forçam o código a escrever em fragmentos menores.

Um programa pode conter outras funções e também pode se referir a funções que estão em outros arquivos. Essas funções ou módulos são conjuntos de frases que servem para executar uma operação ou calcular um valor.

Para manter a simplicidade e a legibilidade em programas grandes e complexos, uma função principal curta é usada em conjunto com outras funções, em vez de usar uma função principal longa.

Ao separar um programa em grupos de módulos, cada módulo será mais fácil de entender, cumprindo assim os padrões básicos de programação estruturada.

Definição de função

Uma função consiste em uma declaração de sua definição seguida de comandos e frases. A forma geral de uma função é:

Name_function (declaração de parâmetros)

frases;

comandos;

expressão de retorno;

- A declaração dos parâmetros representa as informações que estão sendo passadas para a função.

- As variáveis ​​adicionais usadas especificamente pela função são definidas nas frases.

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- Todas as funções devem incluir uma frase de retorno.

Escopo

As variáveis ​​declaradas na função principal ou nas funções definidas pelo usuário são chamadas de variáveis ​​locais. Eles têm um valor quando a função é executada, mas seu valor não é retido quando a função é concluída.

As variáveis ​​declaradas externamente para o programa principal ou as funções definidas pelo usuário são chamadas de variáveis ​​globais. Essas variáveis ​​podem ser retiradas de qualquer função que esteja dentro do programa.

É processual

A programação modular é bastante processual, pois é completamente orientada para a redação do código para funções, sem levar em consideração os dados.

Exemplos de programação modular

Modularidade na vida real

Suponha que uma casa que tenha eletricidade, com vários pontos de venda nas paredes. Este sistema permite que você conecte vários dispositivos elétricos, por exemplo, microondas, máquina de lavar, secador, etc.

Esses dispositivos são projetados para executar sua tarefa específica ao conectar e iluminados, independentemente da casa onde estão.

Os módulos de um aplicativo devem seguir essa mesma filosofia. Isso significa que eles devem executar apenas sua tarefa específica, independentemente da parte do aplicativo onde estão, ou mesmo qual aplicação eles estão conectados.

Além disso, como um dispositivo elétrico pode facilmente desconectar da tomada, um módulo deve ser projetado de tal maneira que um aplicativo possa ser facilmente eliminado de um aplicativo.

Além de eliminar um dispositivo elétrico, não afeta a funcionalidade dos outros dispositivos conectados, eliminar os módulos de um aplicativo não deve afetar a funcionalidade dos outros módulos dessa aplicação.

Funções em Java

Em Java, os módulos são escritos como funções independentes. Por exemplo, você pode ter uma função ou bloqueio de código para calcular a média geral de um aluno de acordo com suas qualificações em todos os cursos que você fez.

A função precisa obter como entrada a lista de notas e depois retornar a média das notas calculadas:

Esta função é chamada de cálculo médio. Receba uma lista de notas, usando uma matriz de tipo de dados duplo e retorna a média calculada.

Na função, a variável local da soma é inicializada para zero e, em seguida, por meio de um ciclo, todas as qualificações são adicionadas à soma. Finalmente, a soma obtida entre o número de notas é dividida, retornando o valor resultante.

Se a matriz de entrada tivesse as notas 3.5, 3,0 e 4.0, depois de adicioná -las, o valor de 10,5 seria adicionado e depois seria dividido por 3, porque existem três notas. A função retornaria o valor 3.5.

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Vantagens

Programação independente de projeto

Vários programadores podem funcionar no mesmo projeto se você for dividido em módulos. Diferentes programadores podem projetar independentemente diferentes módulos de programa, o que é necessário para um programa grande e complexo.

Programas eficientes

Os programas podem ser desenvolvidos mais rapidamente, uma vez que módulos pequenos e independentes são mais fáceis de entender, projetar e provar que grandes programas.

O programador pode fornecer a entrada necessária e verificar se o módulo está correto examinando.

Uso múltiplo de módulos

O código escrito para um programa geralmente é útil em outros. A programação modular permite que essas seções sejam salvas para uso futuro. Como o código é realocado, os módulos salvos podem ser vinculados a qualquer outro programa que atenda aos requisitos de entrada e saída.

Com a programação monolítica, essas seções de código são incorporadas no programa e não estão disponíveis para serem usadas por outros programas.

Facilidade de purificação e modificação

Um módulo é menor que um programa completo, por isso é mais fácil experimentá -lo. Cada módulo pode ser escrito e testado separadamente do restante do programa. Depois que um módulo foi testado, ele pode ser usado em um novo programa sem ter que tentar novamente.

Quando um programa deve ser modificado, a programação modular simplifica o trabalho. Módulos novos ou refinados podem estar vinculados a um programa existente sem o resto do programa Cambie.

Desvantagens

Estrutura excessivamente orientada ao objeto

Esta programação usa interfaces, o que é uma ideia bastante eficaz. Para aproveitar isso, alguns quadros de trabalho trazem consigo um conjunto completo de classes intercambiáveis. Por exemplo, para lidar com persistência, pode haver várias classes que implementam uma interface de persistência.

No entanto, ambientes de desenvolvimento integrado (IDE) são confundidos com isso. Por exemplo, pode -se tentar encontrar a fonte de um método, e o IDE não saberá qual método você deseja ver, mostrando assim uma longa lista de arquivos onde há um método com esse nome.

Módulos muito pequenos

Existem muitos módulos que contêm apenas uma função muito pequena. Cada módulo requer tempo adicional de análise e processamento, além de seu cabeçalho no código.

Portanto, o uso de muitos módulos pequenos adicionará uma sobrecarga ao sistema de compilação, aumentando o tamanho do pacote.

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Quebrar sem razão

Alguns códigos quase nunca mudam. Nesses casos.

Existem códigos que não parecem muito bonitos e, no entanto, eles não mudaram muito nos últimos anos. Não há razão para quebrar um código que nunca mudou e que já funciona bem.

Formulários

A programação modular é apenas um conceito. Sua prática pode ser aplicada em qualquer linguagem de programação, especialmente na natureza processual, que possuem um programa compilado separado.

Bibliotecas de componentes construídas a partir de módulos compilados separados podem ser combinados em um conjunto por uma ferramenta de programação chamada Linking.

Os nomes das funções nos diferentes módulos devem ser únicos para facilitar seu acesso, caso as funções usadas pelo módulo principal devem ser exportadas.

Entre as linguagens de programação que admitem que o conceito de programação modular estão C, ADA, PL/I, Erlang, Pascal, Algol, COBOL, RPG, Haskell, Python, HyperTalk, Matlab IBM/360, Matlab, Ruby, IBM RPG, Smalltalk, Morpho, Java (os pacotes são considerados módulos), Perl, etc.

C Linguagem

Na linguagem C, a programação modular pode ser aplicada porque permite remediar uma dificuldade de grande magnitude, separando -a em vários módulos.

Cada um desses módulos resolve um problema particular, enquanto o programa principal, que é o conjunto de tais procedimentos, resolve o problema como um todo.

Cada função definida em C é por padrão acessível globalmente. Isso pode ser feito incluindo um arquivo de título, onde a implementação da função é definida.

Como exemplo, ele procura declarar um tipo de dados de pilha e também que a implementação e a estrutura de dados estão ocultas para os usuários.

Isso pode ser feito primeiro definindo um arquivo público chamado pilha.H, que conterá os dados genéricos com o tipo de dados da pilha e as funções suportadas pelo tipo de dados da pilha.

Pilha.H:

STACK_VAR1 EXTERNAL;

extern int stack_do_something (void);

Agora você pode criar um arquivo chamado pilha.C que contém a implementação do tipo de dados da pilha:

Referências

1. CIO Wiki (2019). Programação modular. Retirado de: CIO-wiki.org.
2. Definições de TI (2020). Programação modular. Retirado de: Defit.org.
3. Novo México Tech (2020). Programação modular com funções. Retirado de: EE.Nmt.Edu.
4. Christian Maioli (2020). 3 técnicas criativas para escrever código modular. Tech Beacon. Retirado de: TechBeacon.com.
5. Geeks para geeks (2020). Abordagem modular na programação. Retirado de: geeksforgeeks.org.
6. Estudo (2020). Programação modular: definição e aplicação em java. Retirado de: Estudo.com.