Ein komplizierter Algorithmus wird in kleine Teile aufgeteilt, die als Module bezeichnet werden, und das Aufteilen wird als Modularisierung bezeichnet . Durch die Modularisierung werden die Komplikationen beim Entwerfen eines Algorithmus erheblich verringert und der Prozess lässt sich einfacher entwerfen und implementieren. Modulare Programmierung ist die Technik des Entwerfens und Schreibens eines Programms in Form von Funktionen, wobei sich jede Funktion voneinander unterscheidet und unabhängig arbeitet. Der Inhalt der Funktionen ist zusammenhängend und es besteht eine geringe Kopplung zwischen den Modulen.
Vergleichstabelle
| Basis zum Vergleich | Top-down-Ansatz | Bottom-up-Ansatz |
|---|---|---|
| Basic | Bricht das massive Problem in kleinere Teilprobleme auf. | Löst das grundlegende Problem auf niedriger Ebene und integriert es in ein größeres. |
| Verarbeiten | Submodule werden allein analysiert. | Untersuchen Sie, welche Daten einzukapseln sind, und impliziert, dass Informationen versteckt werden. |
| Kommunikation | Im Top-Down-Ansatz nicht erforderlich. | Benötigt eine bestimmte Menge an Kommunikation. |
| Redundanz | Enthalten Sie redundante Informationen. | Redundanz kann eliminiert werden. |
| Programmiersprachen | Struktur- / prozedurale Programmiersprachen (dh C) folgen dem Top-Down-Ansatz. | Objektorientierte Programmiersprachen (wie C ++, Java usw.) folgen dem Bottom-Up-Ansatz. |
| Hauptsächlich verwendet in | Moduldokumentation, Testfallerstellung, Codeimplementierung und Debugging. | Testen |
Definition des Top-down-Ansatzes
Der Top-Down- Ansatz unterteilt grundsätzlich ein komplexes Problem oder einen komplexen Algorithmus in mehrere kleinere Teile (Module). Diese Module werden weiter zerlegt, bis das resultierende Modul das Grundprogramm im wesentlichen verstanden hat und nicht weiter zerlegt werden kann. Nach Erreichen einer bestimmten Modularität wird die Zerlegung der Module eingestellt. Der Top-Down-Ansatz ist das schrittweise Aufteilen des großen Programmmoduls in einfachere und kleinere Module, um das Programm auf effiziente Weise zu organisieren und zu codieren. Der Steuerungsfluss in diesem Ansatz verläuft immer nach unten. Der Top-Down-Ansatz wird in der Programmiersprache „C“ mithilfe von Funktionen implementiert.
Daher beginnt die Top-Down-Methode mit abstraktem Design. Anschließend wird dieses Design verfeinert, um konkretere Ebenen zu erstellen, bis keine weitere Verfeinerung erforderlich ist.
Definition des Bottom-up-Ansatzes
Der Bottom-Up- Ansatz funktioniert genau entgegengesetzt zum Top-Down-Ansatz. Zunächst werden die grundlegendsten Teile entworfen, die dann zu einem übergeordneten Modul zusammengefasst werden. Diese Integration von Submodulen und Modulen in das übergeordnete Modul wird wiederholt ausgeführt, bis der erforderliche vollständige Algorithmus erhalten ist.
Bottom-up-Ansatz mit Abstraktionsebenen. Die Hauptanwendung des Bottom-Up-Ansatzes ist das Testen, da jedes grundlegende Modul zuerst getestet wird, bevor es mit dem größeren Modul zusammengeführt wird. Das Testen wird mit bestimmten Low-Level-Funktionen durchgeführt.
Hauptunterschiede zwischen Top-Down- und Bottom-Up-Ansatz
- Der Top-Down-Ansatz zerlegt die große Aufgabe in kleinere Unteraufgaben, während der Bottom-Up-Ansatz zunächst die verschiedenen grundlegenden Teile der Aufgabe direkt löst und diese Teile dann zu einem ganzen Programm zusammenfasst.
- Jedes Submodul wird separat in einem Top-Down-Ansatz verarbeitet. Der Bottom-Up-Ansatz implementiert dagegen das Konzept des Verdeckens von Informationen, indem er die einzukapselnden Daten untersucht.
- Die verschiedenen Module im Top-Down-Ansatz erfordern nicht viel Kommunikation. Im Gegenteil, der Bottom-up-Ansatz erfordert eine Interaktion zwischen den einzelnen Grundmodulen, um sie später zu kombinieren.
- Ein Top-Down-Ansatz kann zu Redundanz führen, während der Bottom-Up-Ansatz keine redundanten Informationen enthält.
- Die prozeduralen Programmiersprachen wie Fortran, COBOL und C folgen einem Top-Down-Ansatz. Im Gegensatz dazu halten objektorientierte Programmiersprachen wie C ++, Java, C #, Perl und Python den Bottom-Up-Ansatz ein.
- Bottom-up-Ansatz wird vorab beim Testen verwendet. Umgekehrt wird der Top-Down-Ansatz in der Moduldokumentation, Testfallerstellung, Debugging usw. verwendet.
Fazit
Der Top-Down-Ansatz und der Bottom-Up-Ansatz sind die Algorithmusentwurfsmethoden, bei denen Top-Down ein herkömmlicher Ansatz ist, bei dem das System von der Spezifikation auf hoher Ebene in die Spezifikation auf niedriger Ebene zerlegt wird. Auf der anderen Seite ist der Bottom-Up-Ansatz effizienter und arbeitet umgekehrt, wobei die primitiven Komponenten zuerst entworfen werden und dann auf die höhere Ebene übergehen.
Der Top-Down-Ansatz betont die Isolation der Submodule (deutet auf eine geringe Kopplung zwischen den Modulen hin), ignoriert jedoch die Identifikation des Kommunikations- und Wiederverwendbarkeitskonzepts. Im Bottom-up-Ansatz sind das Ausblenden von Informationen und die Wiederverwendbarkeit die ausschlaggebenden Faktoren.
