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Structured Programming

Structured Programming को Modular Programming के रूप में जाना जाता है| यह एक Programming Paradigm है, जो Readable Code और Reusable Component के साथ Program लिखने की Facility Provide करता है। सभी Modern Programming Language, Structured Programming का Support करती हैं| Different Programming Language के Syntax की तरह Support के Mechanism Different होते हैं।

Structured Programming में Library से Module अथवा Code के Element को Reuse किया जा सकता है| विभिन्न Language में लिखे गए Module का use करके Structured Code बनाना भी Possible हो` सकता है| जब कि वे एक Common Module Interface अथवा Application Program Interface (API) Specification को Support करते हैं। जब Module को Reuse किया जाता है, तो Data Security और Governance से Compromise करना Possible है| इसलिए उन Module के Use को Control करने वाली Privacy Policy को Define करना और Apply करना महत्वपूर्ण है, जो उनके साथ Implicit Data Access Right को Implement करती है।

Structured Programming एक Application Program को Module अथवा Autonomous Element के Hierarchy में Divide करने के लिए Encourage करती है, जो कि ऐसे अन्य Element Include कर सकते हैं। प्रत्येक Element में Readability और Maintainability में सुधार के लिए Design किए गए Related Logic के Block का use करके Code को और Structured किया जा सकता है।

Types of Structured Programming

Procedural Programming

Procedural Programming एक प्रकार की Structured Programming है, जो किसी Problem को Solve करने के लिए Procedure अथवा Routine के Sequence का Follow करती है। इसमें एक Program को छोटे Manageable Part में Break करना और इनमें से प्रत्येक Part को Handle के लिए Procedure अथवा Function को लिखना Include है।

Data को Organize, Manipulate, Algorithm को Implement करने के लिए Procedural Programming का use किया जाता है। Procedural Program में Procedure को Data Structure के साथ काम करने के लिए लिखा जाता है, जैसे Arrays, Linkedlists, Stacks, and Trees।

Procedure इन Data Structure पर Operation करती हैं, जैसे Data को Insert करना, Delete अथवा Search, Short करना और Data को Different Form में Change करना| Data Structure में Procedural Programming के Advantages में Modularity, Reusability, और Readability Include हैं। Procedural Approach Code को Debug और Maintenance को आसान बनाता है, क्योंकि प्रत्येक Procedure का अलग-अलग Testing और Modification किया जा सकता है।

Service Oriented Programming

Service Oriented Programming (SOP) एक Software Design Paradigm है, जो Modular और Reusable Component को बनाने पर Focused है, जिन्हें Service के रूप में जाना जाता है| Servies को Complex Application को Build करने के लिए जोड़ा जा सकता है। SOP में, Service को एक Provider द्वारा Define और Publish किया जाता है, और Client Specific Works को Complete करने के लिए इन Service को Consume कर सकते हैं।

Service का उपयोग Different Data Structure और उनके Operation तक Access Provide करने के लिए किया जा सकता है। Example– Services को Binary Search Tree पर General (Insert, Delete, Search) Operation करने के लिए Define किया जा सकता है|

Object Oriented Programming

Object Oriented Programming (OOP) एक Programming Paradigm है, जो Objects के Concept पर Based है| जिसमें Data और Function Include हो सकते हैं, जो उस Data पर काम करते हैं। OOP में Object, Class के उदाहरण हैं, जो किसी Special Object के Properties और Behavior को Define करते हैं।

Object Oriented Programming का उपयोग Data Structure को Object के रूप में Model करने के लिए किया जा सकता है। Example– Linkedlist Data Structure को एक Class के रूप में Implement किया जा सकता है| List में प्रत्येक Node को उस Class के Object के रूप में Represent किया जाता है। Linkedlist Class में Data Insert, Delete तथा Search के तरीकों को Define किया जा सकता है| और Linkedlist Data Structure में Manipulate करने के लिए Class की Object का use किया जा सकता है।

Advantages of Structured Programming

• Modularity: Structured Programming, Small, Well-Defined Procedure अथवा Specific Task को करने वाले Function के uses को Promote करती है। इससे Code को समझना, Maintain रखना और Debug करना आसान हो जाता है, क्योंकि Program के प्रत्येक Part को अलग-अलग Study और Modify किया जा सकता है।
• Reusability: Code को Smaller Procedure अथवा Function में Break करके Program के अन्य Parts में इन Parts को Reuse करना Possible है|
• Readability: Structured Programming, Code को समझना आसान बनाता है, क्योंकि प्रत्येक Procedure अथवा Function का एक Clear Purpose होता है| और Program के Control Flow को Follow करना आसान होता है। इससे अन्य Programmer के लिए Code के साथ काम करना आसान हो जाता है|
• Debugging: Code को Smaller Procedure अथवा Function में Break करके Bug को Identify और Fix करना आसान होता है। यदि कोई Bug पाया जाता है, तो Program को एक Specific Procedure अथवा Function से अलग करना और Test करना और बड़ी मात्रा में Code के बिना इसे Fix करना आसान होता है।

Definition of Problem-Solving

Problem-Solving किसी Specific Problem या Problems के Set को Solve करने के लिए एक Process है, जिसमे Problem को Solve करने के लिए किसी भी Programming Language में Set of Instruction को लिखा जाता है|Problem-Solving की Process में Problem को Identify करना, Algorithm Design करना, किसी भी Programming Language में Program Code Write करना, Program का Testing और Debuging करना तथा Better Performance के लिए Program को Optimize करना शामिल है।

किसी Problem को Solve करने के लिए एक Programmer को किसी भी Programming Language की Solid understanding होनी चाहिए, जिसमें Syntax, Constructs और Library Included हैं। तथा Programmers को Efficient Algorithm Design करने और Clear Code लिखने के लिए Problem-Solving Techniques को Apply करने भी आना चाहिए। Problem-Solving की Process में अक्सर Data Structure के साथ Work करना भी Included होता है| जैसे कि Arrays, Linked lists, Tree और Graph साथ ही Algorithm जैसे कि Sorting, Searching और Graph Traversal का use करना।

Data Structure Language में Problem-Solving के लिए Top-down और Bottom-up दो Popular Approach हैं।

Top-down Design Approach

• High-level view: Problem का Analyze और High Level पर समझा जाता है| और Overall Solution को Small Sub-Problem में Divide किया जाता है।
• Recursive Decomposition: प्रत्येक Sub-Problem को Recursive रूप से Solve किया जाता है| Problems को और भी Small Sub-Problem में Break किया जाता है, जब तक कि Problem पूरी तरह से Solve नहीं हो जाती।
• Abstraction: Solution Abstract Data Structure का Use करके बनाया गया है| जैसे Arrays, Linkedlist, या Tree जिनका उपयोग Sub-problem के बीच Relationship को Represent करने के लिए किया जाता है।
• Modularity: Solution को Modular होने के लिए Design किया गया है, ताकि प्रत्येक Sub-problem को Independent रूप से Solve किया जा सके| जिससे Solution Maximum Flexible और Maintain रखने में आसान हो।

Advantages of Top-down Design Approach

• Clarity and Simplicity: यह Problem और उसके Solution की Clear Understanding की Permission देता है, जिससे Complex System को Small और अधिक Manageable Component में Break करना आसान हो जाता है।
• Modularity: Modular Code का Top-down DesignApproach का Result होता है, जो Test, Debug और Maintainance को आसान बनाता है।
• Reusability: Complex System को Small Component में Break करने के कारण Future में Project Component में Reuse करना आसान हो जाता है।
• Abstraction: Top-down Design Approach Abstraction को Implement करता है, जिससे Developer Low-Level Implementation Details के बजाय System के High-Level Design पर Focus कर सकते हैं।
• Flexibility: Top-down Design Approach अधिक Flexibility Provide करता है, जिससे Requirement Change होने की स्थिति में System को Modify करना आसान हो जाता है।

Disadvantages of Top-down Design Approach

• Over-Engineering: Top-down Approach के कारण Over-Engineered Solution Generate हो सकते हैं| जिससे Implementation Process Complex हो जाता है।
• Incomplete understanding: यदि Problem अच्छी तरह से समझ में नहीं आती है, तो Top-down Design Approach का Result Incomplete Solution हो सकता है।
• Inflexibility: एक बार High-level design Establish हो जाने के बाद System में Changes करना मुश्किल हो सकता है, क्योंकिChanges का पूरे Code में Cascading Effect हो सकता है।
• Time-consuming: Top-down Approach Time Consuming होता है, क्योंकि Implementation शुरू होने से पहले Careful Planning और Design की आवश्यकता होती है।

Bottom-up Design Approach

• Component creation: Problem को उसके सबसे Smallest Component में Divide किया जाता है| और प्रत्येक Component को अलग-अलग Solve किया जाता है।
• Component combination: अलग-अलग Component को तब एक Complete Solution बनाने के लिए Combine किया जाता है, जब तक की Complete Problem solve नहीं हो जाता है|
• Incremental development: अलग-अलग Component से Start करके और Complete Solution तक Process करते हुए Solution को Incremental way में बनाया जाता है।
• Reusability: Solution को Reusability के लिए Design किया गया है|

Advantages of Bottom-up Design Approach

• Incremental development: Bottom-up Design Incremental Development को Permisssion देता है, क्योंकि Large System में Integrate होने से पहले Individual Component को Build और Test किया जा सकता है।
• Early Testing: Bottom-up Design Early Testing को Implement करता है, क्योंकि Large System में Integrate होने से पहले Individual Component को Test किया जा सकता है। यह Development Process की शुरुआत में Bug को Identify और Fix करने में मदद करता है।
• Simplified debugging: Bottom-up Design, Debugging को आसान बनाता है, क्योंकि Bug को अलग-अलग Component में Divide किया जा सकता है ,और अधिक आसानी से Fix किया जा सकता है।
• Reduced Complexity: Bottom-up design के Use के कारण Complexity का Level कम होता है, क्योंकि Complex System Simple Component से Built होते हैं।

Disadvantages of Bottom-up Design Approach

• Difficult to plan: bottom-up Approach की Plan Create करना कठिन हो सकता है, क्योंकि इसके लिए Large System को Design करने से पहले अलग-अलग Component की Clear Understanding की Requirement होती है।
• Limited understanding: Bottom-up Design के Use के कारण Overall System की Limited Understanding हो सकती है, क्योंकि Overall System के बजाय Individual Component पर Focus किया जाता है।
• Integration challenges: Individual Component को एक Large System में Integrate करना Challenging हो सकता है।
• Time-consuming: bottom-up Approach Time Consuming हो सकता है, क्योंकि Large Sytem में Integrate करने से पहले Individual Component को Build और Test किया जाता है।