Теоретичний матеріал для самостійного вивчення предмету «Інформатика та компютерна техніка» для спеціальності 5. «Організація виробництва» (стр. 7 )

визначення форми видачі результатів;

опис даних (їх типів, діапазонів величин, структури і тому подібне ).

Аналіз і дослідження задачі, моделі:

аналіз існуючих аналогів;

аналіз технічних і програмних засобів;

розробка математичної моделі;

розробка структур даних.

Розробка алгоритму:

вибір методу проектування алгоритму;

вибір форми запису алгоритму (блок-схеми, псевдокод і ін.);

вибір тестів і методу тестування;

проектування алгоритму.

Програмування:

вибір мови програмування;

уточнення способів організації даних;

запис алгоритму на вибраній мові програмування.

Тестування і відладка:

синтаксична відладка;

відладка семантики і логічної структури;

тестові розрахунки і аналіз результатів тестування;

вдосконалення програми.

Аналіз результатів рішення задачі і уточнення у разі потреби математичної моделі з повторним виконанням етапів 2 — 5.

Супровід програми:

доопрацювання програми для вирішення конкретних завдань;

складання документації до вирішеного завдання, до математичної моделі, до алгоритму, до програми, до набору тестів, до використання.

5. Мови програмування та їх класифікація

Мова програмування - це штучна мова для написання команд, виконуваних обчислювальною машиною. Мова програмування складаєть­ся з фіксованого словника і сукупності правил (синтаксису) напи­сання команд

Маючи алгоритм рішення задачі, людина повинна представити його мовою «зрозумілій» машині - записати у вигляді програми.

ПК безпосередньо виконує програми машинною мовою програмування даної ЕОМ. При цьому програма являє собою набір окремих команд комп'ютера у двійкових кодах. Ці команди є досить «простими», наприклад, додавання, множення, порівняння або пересилання окремих даних. Кожна команда містить у собі відомості про те, яка операція повинна бути виконана (код операції), із якими операндами (адреси даних або безпосередньо самі дані) виконуються обчислення і куди (адреса) повинен бути поміщений результат.

Машинні мови були першими мовами програмування - нульовий рівень алгоритмічної мови. Якщо згадати, як росте у двійковому коді зображення чисел із їхнім збільшенням, то можна представити наскільки об'ємними були у минулому перші програми (одній машинній команді відповідала 1 команда мовою програмування - співвідношення 1:1) . Для програмування необхідно було знати особливості конкретної ЕОМ і велику кількість реалізованих нею операцій (команд), а пошук помилок серед моря нулів і одиниць виростав у ве­лику проблему. Тому фахівці активно займалися розробкою нових, більш зручних і могутніх алгоритмічних мов.

У своєму розвитку алгоритмічні мови пройшли цілий ряд рівнів. Рівень мови програмування визначається семантичною (значеннєвою) ємністю його конструкцій і ступенем його орієнтації на програміста. Чим більше мова орієнтована на людину, тим більше співвідношення машинних команд і команд мови програмування, тим вище її рівень.

Перший рівень - мнемокоди, мови символічного кодування (Асемблери). Перша мова асемблера, створена за принципом «одна інструкція — один рядок». Основна відмінна риса: орієнтування на конкретний комп’ютер.

Мова Асемблера дозволяє програмістові користатися мнемонічними кодами операцій, привласнювати замість двійкових кодів зручні імена чарункам і областям пам'яті, а також задавати найбільш зручні схеми адресації, хоча залишається співвідношення 1:1 або 1: до декількох.

Другий рівень - мова Макроасемблера є розширенням мови Асемблера шляхом включення в нього макрозасобів - засобів визначення й використання нових, більш могутніх команд як послідовності базових інструкцій, що трохи підвищує його рівень.

Розроблено символьний асемблер, в якому з'явилося поняття змінної. Це перша повноцінна мова програмування

Мови Асемблера й Макроасемблера застосовуються системними програмістами професіоналами з метою використання всіх можливостей устаткування ЕОМ і одержання ефективної за часом виконання і по необхідному обсязі пам'яті програми. На цих мовах звичайно розробляються відносно невеликі програми, що входять до складу системного програмного забезпечення: драйвери, утиліти й інші.

Мови нульового - другого рівня машинно-орієнтовані, тому що вимагають знань архітектури конкретних моделей комп'ютерів. Це не зручно для масового користувача, тому наступним кроком було створення проблемно-орієнтованих мов, що не вимагають детального знання ЕОМ.

Третій рівень - проблемно-орієнтовані мови, наприклад, Паскаль, Си, Бейсік, Фортран, PL/1. Мови АЛГОЛ, ФОРТРАН, ПАСКАЛЬ орієнтовані на задачі інженерного, обчислювального характе­ру, у них добре був розвинений апарат перетворення складних фор­мул, мова КОБОЛ, PL/1 - мали розвинену систему представлення складної структури даних і були орієнтовані на рішення економічних задач, мова Си - мова для системних програмістів і т.д. Співвідношення в таких мовах уже було 1: до багатьох.

Для перекладу програми, написаної мовою високого рівня, у відповідну машинну програму використовуються мовні процесори (транслятори). Розрізняють два види трансляторів: інтерпретатори й компілятори.

Інтерпретатор - це програма, що одержує вхідну програму і в міру розпізнавання конструкцій вхідної мови реалізує дії, описувані цими конструкціями.

Компілятор - це програма, що приймає вхідну програму і породжує на своєму виході програму, записувану на об'єктній (проміжній) мові програмування (об'єктну програму). В окремому випадку об'єктною може служити машинна мова, і в цьому випадку отриману на виході транслятора програму можна відразу ж виконати на ЕОМ.

Четвертий рівень - об'єктно-орієнтовані алгоритмічні мови (Visual Basic, Delphi, Java, C++Builder i Visual C++ i т.д.).

В основі об'єктно-орієнтованих мов програмування лежить поняття об'єкта, а суть його виражається формулою: «об'єкт = дані + процедури». Кожен об'єкт інтегрує в собі деяку структуру даних і доступні тільки йому процедури обробки цих даних, називані методами. Об'єднання даних і процедур в одному об'єкті називається інкапсуляцією.

Для опису об'єктів служать класи. Клас визначає властивості й методи об'єкта, що належить цьому класу. Відповідно, будь-який об'єкт можна визначити як екземпляр класу.

Програмування розглянутого стилю полягає у виборі наявних або створенні нових об'єктів і організації взаємодії між ними.

Алгоритмічні мови всіх зазначених рівнів відносяться до проце­дурних мов або мов системного рівня - усі вони в тім або іншому ступені складаються з послідовності операторів (інструкцій), що задають процедуру рішення задачі.

До непроцедурних мов програмування можна віднести функціональні або аплікативні (ЛИСП) і логічні або реляційні (ПРОЛОГ) мови.

Роль основної конструкції у функціональних мовах грає вираження, дією є виклик функції, єдиним способом розчленовування програм на частині є введення імені для функції. Це характеризує аплікативні мови як мови програмування дуже високого рівня.

Мови логічного програмування, особливо Пролог, широко використовуються в системах штучного інтелекту.