बच्चों को मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग समझाया गया

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एक कंप्यूटर प्रोग्राम किसी विशेष कार्य को करने के लिए कंप्यूटर को दिए गए निर्देशों का एक समूह है। कंप्यूटर प्रोग्राम लिखने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली भाषा प्रोग्रामिंग भाषा कहलाती है। कंप्यूटर प्रोग्राम लिखने की विभिन्न शैलियाँ हैं और मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग एक ऐसी शैली है।

मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग क्या है?

मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग एक कंप्यूटर प्रोग्राम को अलग-अलग उप-प्रोग्रामों में उप-विभाजित करने की प्रक्रिया है। इन उप-कार्यक्रमों को आम तौर पर फंक्शन्स, मॉड्यूल, प्रोसीजर, सबरूटीन आदि के रूप में संदर्भित किया जाता है। मॉड्यूल एक अलग सॉफ्टवेयर घटक है। यह अक्सर सिस्टम के अन्य घटकों के साथ विभिन्न प्रकार के ऍप्लिकेशन्स और फंक्शन्स में उपयोग किया जा सकता है।

प्रत्येक मॉड्यूलर एप्लिकेशन के साथ एक संस्करण संख्या जुड़ी होती है। यह मॉड्यूल रखरखाव में डेवलपर्स को लचीलापन प्रदान करता है। यदि किसी मॉड्यूल में कोई परिवर्तन लागू किया जाना है, तो केवल प्रभावित सबरूटीन्स को बदलना होगा। इससे प्रोग्राम को पढ़ने और समझने में आसानी होती है।

मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग में एक मुख्य मॉड्यूल और कई सहायक मॉड्यूल होते हैं। मुख्य मॉड्यूल को एक निष्पादन योग्य (EXE) के रूप में संकलित किया गया है, जो सहायक मॉड्यूल फ़ंक्शन को कॉल करता है। सहायक मॉड्यूल अलग निष्पादन योग्य फ़ाइलों के रूप में मौजूद होते हैं, जो मुख्य EXE के चलने पर लोड होते हैं। प्रत्येक मॉड्यूल का प्रोग्राम स्टेटमेंट में एक विशिष्ट नाम होता है। मॉड्यूल में फ़ंक्शन नाम आसान पहुंच के लिए अद्वितीय होना चाहिए यदि मुख्य मॉड्यूल द्वारा उपयोग किए जाने वाले कार्यों को निर्यात किया जाना चाहिए।

मॉड्यूल अवधारणा का समर्थन करने वाली भाषाएं आईबीएम असेंबलर, कोबोल, आरपीजी, फोरट्रान, मॉर्फो, ज़ोनॉन और एरलांग, अन्य हैं।

• कुछ प्रोग्राम्स में हजारों या लाखों लाइनें हो सकती हैं और ऐसे प्रोग्राम्स का प्रबंधन करना काफी कठिन हो जाता है क्योंकि प्रोग्राम में बहुत अधिक वाक्यविन्यास त्रुटियां (सिंटेक्स एरर) या तार्किक त्रुटियां (लॉजिकल एरर) मौजूद हो सकती हैं, इसलिए इस प्रकार के प्रोग्राम्स को प्रबंधित करने के लिए मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग की अवधारणा का प्रयोग किया जाता है।
• प्रत्येक उप-मॉड्यूल में वांछित कार्यक्षमता के केवल एक पहलू को निष्पादित करने के लिए आवश्यक कुछ होता है।
• मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग कोड की रखरखाव, पठनीयता बढ़ाने और भविष्य में कोई भी बदलाव करने या त्रुटियों को ठीक करने के लिए प्रोग्राम को आसान बनाने के लिए बड़े प्रोग्राम्स को छोटी समस्याओं में तोड़ने पर जोर देती है।

मॉड्यूलरिटी क्यों मौजूद है?

विकास के मानवीय पक्ष की वजह से मॉड्यूलरिटी पूरी तरह से मौजूद है। कंप्यूटर को चलाने में सक्षम होने के लिए कोड के टूटे-फूटे और अलंकृत संस्करण की आवश्यकता नहीं होती है। यह हमारी अपनी संज्ञानात्मक सीमाएं हैं जो हमें छोटे टुकड़ों में कोड लिखने के लिए मजबूर करती हैं।

एक विशेष क्षेत्र जहां यह स्पष्ट हो जाता है, अस्थायी संदर्भों से निपटने में है। उदाहरण के लिए, मान लें कि आप किसी फ़ाइल को लिख रहे हैं, लेकिन एक ऐसी स्थिति उत्पन्न होती है जहाँ आपको किसी अन्य फ़ाइल को लिखने की आवश्यकता होती है। दूसरी फ़ाइल से निपटने के लिए आपको अस्थायी रूप से पहली फ़ाइल और उसके सभी संबंधित डेटा को भूल जाना होगा।

इस तरह की स्थिति भ्रामक और भारी थी, इसलिए फंक्शन्स का आविष्कार किया गया। इसे संभालने का एक विशिष्ट तरीका अब एक ऐसा फ़ंक्शन बनाना है जो किसी भी फ़ाइल में अस्थायी संदर्भ को अलग करने के लिए मनमाना डेटा लिखता है।

मॉड्यूलर प्रोग्राम डेवलपमेंट के लिए विचार करने योग्य बिंदु

मॉड्यूलर प्रोग्राम लिखते समय निम्नलिखित बिंदुओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए:

• प्रत्येक मॉड्यूल की सीमाएं तय की जानी चाहिए।
• किस प्रकार एक प्रोग्राम को विभिन्न मॉड्यूल में विभाजित किया जाना है।
• पूरे प्रोग्राम के उचित निष्पादन के लिए कोड के विभिन्न मॉड्यूल के बीच संचार।

मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग दृष्टिकोण का उपयोग करने के लाभ

मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग दृष्टिकोण का उपयोग करने के कुछ महत्वपूर्ण लाभ निम्नलिखित हैं:

• कम कोड लिखना होगा।
• पुन: उपयोग के लिए एक एकल प्रोसीजर विकसित की जा सकती है, जिससे कोड को कई बार फिर से टाइप करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
• प्रोग्राम को और अधिक आसानी से डिज़ाइन किया जा सकता है क्योंकि एक छोटी टीम पूरे कोड के केवल एक छोटे से हिस्से से संबंधित है।
• मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग कई प्रोग्रामर को एक ही एप्लिकेशन पर सहयोग करने की अनुमति देता है।
• कोड कई फाइलों में संग्रहीत होता है।
• कोड छोटा, सरल और समझने में आसान होता है।
• त्रुटियों को आसानी से पहचाना जा सकता है, क्योंकि वे एक सबरूटीन या फ़ंक्शन के लिए स्थानीयकृत हैं।
• एक ही कोड का उपयोग कई ऍप्लिकेशन्स में किया जा सकता है।
• चरों के दायरे को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।

मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग दृष्टिकोण का उपयोग करने के नुकसान

हालांकि मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग के फायदे होने के बावजूद कुछ नुकसान भी हैं जैसे:

• मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग में किसी उत्पाद के लिए अतिरिक्त समय और बजट की आवश्यकता होती है।
• सभी मॉड्यूल को संयोजित करना एक चुनौतीपूर्ण कार्य है।
• अन्य प्रोग्राम मॉड्यूल प्रभावित न हों, इसके लिए सावधानीपूर्वक दस्तावेज़ीकरण की आवश्यकता है।
• कुछ मॉड्यूल अन्य मॉड्यूल द्वारा किए गए कार्य को आंशिक रूप से दोहरा सकते हैं। इसलिए, मॉड्यूलर प्रोग्रामों को निष्पादन के लिए अधिक मेमोरी स्पेस और अतिरिक्त समय की आवश्यकता होती है।
• विभिन्न मॉड्यूल को एक ही प्रोग्राम में एकीकृत करना एक कार्य नहीं हो सकता है क्योंकि अलग-अलग मॉड्यूल के डिजाइन पर काम करने वाले अलग-अलग लोगों की शैली समान नहीं हो सकती है।
• यह प्रोग्राम की दक्षता को कम करता है क्योंकि परीक्षण और डिबगिंग में समय लगता है, जहां प्रत्येक फ़ंक्शन में कोड की एक हजार लाइनें होती हैं।

मॉड्यूलर प्रोग्राम लिखने के टिप्स

निम्नलिखित महत्वपूर्ण सुझाव दिए गए हैं जिनका उपयोग मॉड्यूलर प्रोग्रामिंग दृष्टिकोण का सर्वोत्तम प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है:

1. चर का उपयोग करके सभी लॉजिकल एक्सप्रेशंस को अलग करें

आप प्रत्येक अस्थायी संदर्भ को चरों में तर्क सम्मिलित करके संभाल सकते हैं। एक डेवलपर को इस तथ्य का लाभ उठाना चाहिए कि लॉजिकल एक्सप्रेशंस बूलियन मान को कम कर देती है। लगभग हर प्रोग्रामिंग भाषा आपको ऐसा करने की अनुमति देती है। मॉडुलरिज़शन के ऐसे छोटे विचार महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे आपको यह समझने में मदद करते हैं कि कोड में एक कहानी की तरह निरंतर प्रवाह होता है। यह उन सूत्रों के पैटर्न की तरह नहीं दिखाई देगा जो जुड़े नहीं हैं। आपके द्वारा अपने कोड में किए जाने वाले प्रत्येक परिवर्तन के लिए, यह समझने का प्रयास करें कि क्या परिवर्तन तर्क को सुधारने में मदद करता है। आपको कोड को केवल कम सुसंगत बनाने के लिए उसमें परिवर्तन नहीं करना चाहिए।

2. किसी भी कोड ब्लॉक को सारांशित करने के लिए नेस्टेड फ़ंक्शन का उपयोग करें

जब आप कोड लिख रहे होते हैं तो आपको कुछ दोहराव का एहसास हो सकता है, और वह दोहराव आपको एक और स्वतंत्र फ़ंक्शन बनाने के लिए प्रेरित करता है। अधिकांश भाषाएं डेवलपर्स को समान नामस्थान का उपयोग करके एक नया फ़ंक्शन विकसित करने की अनुमति देती हैं, और यहीं से नेस्टेड फ़ंक्शन का महत्व खेल में आता है। एक डेवलपर एक फ़ंक्शन को दूसरे में रख सकता है, इसलिए मूल विधि आंतरिक फ़ंक्शन तक पहुंचने में मदद कर सकती है। यदि आप कोड फोल्डिंग के साथ IDE का उपयोग करते हैं, तो यह तकनीक दिलचस्प हो जाती है। आईडीई आपको, उपयोगकर्ता को, आंतरिक और बाहरी कार्यों को एक साथ मोड़ने की अनुमति देता है। यह प्रत्येक फ़ंक्शन को एक बार में मोड़ने से तेज़ है।

3. डेटा एक्सेस को प्रतिबंधित करने के लिए ब्लॉक-स्कोप्ड वैरिएबल का उपयोग करें

कुछ प्रोग्रामिंग भाषाएं जैसे सी++, जावास्क्रिप्ट (ईएस 6), और सी उपयोगकर्ता को उन चरों को परिभाषित करने की अनुमति देती हैं जिन्हें ब्लॉक में एक्सेस किया जा सकता है। यह इंगित करता है कि कोई भी गलती से बाद में, या उसी लूप के किसी अन्य पुनरावृत्ति में एक चर का उपयोग नहीं कर सकता है। यह तब काम आता है जब कोई उपयोगकर्ता कोड के छोटे से हिस्से में डेटा की पहुंच को इनकैप्सुलेट करना चाहता है। कोड में कोई भी मामूली बदलाव पूरे कार्यक्रम में लहर पैदा करता है। यदि कोई उपयोगकर्ता किसी प्रोग्राम में बहुत अधिक कोड को संशोधित करता है, तो इस तरह के संशोधन का कोडबेस पर भारी प्रभाव पड़ेगा।

यदि किसी उपयोगकर्ता के पास एक बड़ा कोडबेस है, तो थोड़े से बदलाव का बड़ा प्रभाव पड़ेगा। ब्लॉक-स्कोप्ड वेरिएबल डेवलपर्स को डेटा पर आकस्मिक संशोधनों के परिणामस्वरूप आने वाले बग से बचने की अनुमति देता है। ब्लॉक-स्कोप्ड वेरिएबल परिवर्तनों का जो भी प्रभाव हो सकता है उसे स्थानीयकृत करते हैं। हालांकि ब्लॉक स्कोप एक डेवलपर को वेरिएबल नामों का पुन: उपयोग करने की अनुमति देता है, यह उनका प्राथमिक कार्य नहीं है। वास्तविक लाभ तब होता है जब वे आंतरिक डेटा तक किसी भी पहुंच को अवरुद्ध करते हैं। वे आपको एक सुरक्षा जाल विकसित करने में मदद करते हैं जो बग के बाहरी चर को प्रभावित करने की स्थिति में सभी आंतरिक चर को अनदेखा करने में आपकी मदद करता है।

4. कोड करने से पहले योजना बनाएं

आपने पिछली बार कब बैठकर योजना बनाई थी कि आप एक निश्चित परियोजना को कैसे प्राप्त करेंगे? आप किस ढांचे का उपयोग करना चाहते हैं? आपका प्रोग्राम कितने ब्राउज़रों का समर्थन करेगा? आप आसानी से एक परियोजना में शामिल हो सकते हैं और उस पर काम करना शुरू कर सकते हैं, केवल यह महसूस करने के लिए कि जब आप लगभग समाप्त कर लेंगे तो आपको कोड के एक हिस्से को फिर से लिखना होगा। उन लाइब्रेरीज की योजना बनाएं जिनका आपको उपयोग करने की आवश्यकता है ताकि आप अनुचित देरी और बग से बच सकें।

5. संस्करण नियंत्रण का उपयोग करें

संस्करण नियंत्रण किसी फ़ाइल, या फ़ाइलों के समूह में किए गए किसी भी परिवर्तन को कुछ समय के लिए रिकॉर्ड करता है। यह कई उपयोगकर्ताओं को संपत्तियों को होस्ट करने, परिवर्तनों को ट्रैक करने और कोड को संपादित करने की अनुमति देता है। संस्करण नियंत्रण को सक्षम करने वाली कुछ सेवाएँ GitHub, Assembla और Bitbucket हैं। यदि आपको सर्वश्रेष्ठ मॉड्यूलर कोड विकसित करने की आवश्यकता है, तो गिटहब का उपयोग करें क्योंकि यह सामाजिक कोडिंग का समर्थन करता है, जिसका अर्थ है कि उपयोगकर्ता गिटहब पर एक-दूसरे के कोड को देख सकते हैं क्योंकि वे सीखते हैं कि उनके काम को कैसे सुधारना है।

6. कोडिंग चुनौतियों का सामना करें

ऑनलाइन कई संसाधन हैं जिनका उद्देश्य डेवलपर्स को उन भाषाओं पर चुनौतियां देना है जिनका वे दैनिक उपयोग करते हैं। अधिकांश साइटों में एक बड़ा समुदाय है जो मदद के लिए तैयार है। आपको अटकने और काम करने में असमर्थ होने की चिंता नहीं करनी चाहिए।