Методы спецификации семантики функций

Метод таблиц решений.

Метод таблиц решений базируется на использовании таблиц следующего вида (см. табл. 12.1).

Верхняя часть этой таблицы определяет различные ситуации, в которых требуется выполнять некоторые действия (операции). Каждая строка этой части задает ряд значений некоторой переменной или некоторого условия, указанной (указанного) в первом поле (столбце) этой строки. Таким образом, первый столбец этой части   представляет собой список переменных или условий, от значений которых зависит выбор определяемых ситуаций. В каждом следующем столбце указывается комбинация значений этих переменных (условий), определяющая конкретную ситуацию. При этом последний столбец определяет ситуацию, отличную от предыдущих, т.е.для любых других комбинаций значений (будем обозначать их звездочкой *), отличных от первых, определяется одна и та же, (m+1)-ая, ситуация. Впрочем в некоторых таблицах решений этот столбец может отсутствовать. Эта часть таблицы решений аналогична соответствующей части таблицы, определяющей какую-либо функцию обычным способом – в ней задаются комбинации значений аргументов функции, которым ставится в соответствие значения этой функции.

Табл. 12.1. Общая схема таблиц решений.

Нижняя часть таблицы решений определяет действия, которые требуется выполнить в той или иной ситуации, определяемой в верхней части таблицы решений. Она также состоит из нескольких (k) строк, каждая из которых связана с каким-либо одним конкретным действием, указанным в первом поле (столбце) этой строки. В остальных полях (столбцах) этой строки (т.е. для u[i, j], i=1, … m+1, j=1, … k) указывается, следует ли выполнять (u[i, j]= ‘+’) это действие в данной ситуации или не следует (u[i, j]= ‘-’). Таким образом, первый столбец нижней части этой таблицы представляет собой список обозначений действий, которые могут выполняться в той или иной ситуации, определяемой этой таблицей. В каждом следующем столбце этой части указывается комбинация действий, которые следует выполнить в ситуации, определяемой в том же столбце верхней части таблицы решений. Для ряда таблиц решений эти действия могут выполняться в произвольном порядке, но для некоторых таблиц решений этот порядок может быть предопределен, например, в порядке следования соответствующих строк в нижней части этой таблицы.

Рис. 12.2. Таблица решений “Светофор у пешеходной дорожки”.

Рассмотрим в качестве примера описание работы светофора у пешеходной дорожки. Переключение светофора в нормальных ситуациях должно производиться через фиксированное для каждого цвета число единиц времени (Tкр – для красного цвета, Tжел – для желтого, Tзел – для зеленого). У светофора имеется счетчик таких единиц. При переключении светофора в счетчике устанавливается 0. Работа светофора усложняется необходимостью пропускать привилегированные машины (на светофор о их появлении поступает специальный сигнал) с минимальной задержкой, но при обеспечении безопасности пешеходов. Приведенная на рис. 11.2 таблица решений описывает работу такого светофора и порядок движения у него в каждую единицу времени . Звездочка (*) в этой таблице означает произвольное значение соответствующего условия.

Поясним сказанное на примере спецификации процесса выбора символов из входного потока по следующим правилам:

а) если очередной символ является управляющим, то подать звуковой сигнал и вернуть код ошибки;

б) если буфер формируемой строки заполнен, то подать звуковой сигнал и вернуть код ошибки;

в) если очередной символ не находится в заданном диапазоне, (положим, от ‘а’ до ‘я’), то подать звуковой сигнал и вернуть код ошибки;

г) иначе поместить символ в буфер, увеличить значение счетчика выбранных символов и вернуть новое значение счетчика.

Таблица решений для данного примера приведена ниже ( таблица 1.1).

Здесь ‘Д’ означает  ‘да’, ‘Н’ – ‘нет’, 1,2 – помеченные действия выполняются в указанном порядке.

Таблица 12.3 – ТР для функции выбора символов из входного потока

Заметим, что если выполняется условие С1, то нет необходимости в проверке условий С2 и С3. Поэтому комбинации условий 1,2,3,4 могут быть заменены обобщающей комбинацией (Д, -,  -), где ‘-’ означает любую из возможных альтернатив (в данном случае Д или Н).

Аналогично комбинации условий 5 и 6 могут быть заменены обобщающей комбинацией  (Н, Д, -). Редуцированная таким образом ТР будет иметь вид таблицы 12.4.

Таблица 12.4 Редуцированная ТР