Информатика и программирование (стр. 2 )

Начало и конец программы

Ввод данных и вывод результатов

Вычислительный блок

да нет Блок сравнения

с.5 Ссылка (переход) на другой блок или страницу

Рисунок 1 Основные элементы блок-схемы алгоритма

они могут быть написаны по общим правилам математики (с индексами, показателями степени, дробями, знаками ∑ , ∫ и т. п.). В тексте программы те же формулы должны быть записаны только по правилам языка программирования, т. е. в одну строку. В любом языке программирования допускается только линейная запись выражений, без индексов, показателей степени, много этажных дробей, пределов интегрирования и т. п.

Блок сравнения предназначен для проверки какого-либо условия, имеет два выхода – да и нет (или 1 и 0). Если условие выполняется, управление передаётся другому блоку, если нет, то следующему.

Блок Ссылка указывает номер блока, которому передаётся управление. Если он расположен на другой странице, то и номер страницы.

Алгоритм составляется обязательно для сложных вычислительных процессов, имеющих разветвлённую схему, с многочисленными переходами,

циклами, подпрограммами, модулями и т. д. Для таких процессов сразу составить работающую программу очень трудно, поэтому этап разработки

блок-схемы алгоритма становится необходимым, а затем каждый блок записывается в программе одним (своим) оператором.

Составим блок-схему алгоритма

Начало программы указывается первым

блоком - Начало.

В следующем блоке вводятся значения

неизвестных а, b и х.

В третьем блоке вычисляется функция

у = ax2 - bcos(x+340).

В четвёртом блоке значение у

выводится на экран.

Пятый блок указывает на завершение

программы.

Рисунок 2 Блок-схема алгоритма

3 Структурное, модульное и процедурное программирование

Программирование – это написание, корректирование и тестирование программ.

Базовые понятия программирования – операции ВВЕСТИ (input, read, scanf), Вывести (print, write, printf), ПЕРЕЙТИ К (GOTO), Если...тогда...иначе... (IF... THEN... ELSE...) операторы Циклов FOR...NEXT, DO...LOOP UNTIL..., While..., Присвоить...(a=3.14, у=a+b), функции (методы) – sin(), log(), exp(), Типы данных integer - целый, real - вещественный, float, array - массив и др.

Структурное программирование (СП) – это проектирование, написание, тестирование программы в соответствии с заранее определённой дисциплиной (порядком, структурой).

Главное в СП:

v  Нисходящая разработка,

v  Разработка отдельных структур (блоков) программы,

v  Сквозной структурный контроль.

Существует три способа проектирования алгоритмов и программ.

1. Восходящее проектирование, снизу вверх, синтетическое (объединяющее).

§  В задаче выделяются достаточно крупные подзадачи (подалгоритмы, блоки, модули, каждый из которых реализует определённые функции. Каждый модуль алгоритма или программы разрабатывается и проверяется автономно.

§  Затем отдельные блоки соединяются в подсистемы, которые также проверяются,

§  затем они объединяются в общий алгоритм или программную систему и она проверяется в комплексе.

2. Нисходящее проектирование (сверху вниз, аналитическое). Ставится задача, затем разбивается на подзадачи, они тоже разбиваются на подзадачи и т. д.до уровня элементарных задач – элементарных шагов – базовых конструкций (input, read, goto, a+b, if a>0 then...., print) на каждом этапе разбиения работа алгоритма или программы проверяется, при этом вместо программ нижнего уровня ставятся программные заглушки. Заглушки содержат входные и выходные операторы и выдаёт сообщения о своём выполнении, они позволяют модулю верхнего уровня проверить взаимодействие с модулем нижнего уровня.

На практике стратегия разработки алгоритма является сочетанием восходящего и нисходящего способов.

3. Сквозной структурный контроль – это средство анализа программы для обнаружения ошибок на всех этапах проектирования. В него входят ручное просчитываение программы, отладка её отдельных модулей и др.

Программа на языке Turbo Pascal 7..0 имеет следующие разделы:

РАЗДЕЛ ОБЪЯВЛЕНИЙ
program	Заголовок программы
{$…}	Глобальные директивы компилятора
uses	Подключаемые библиотеки (модули)
label	Раздел объявления глобальных меток
const	Раздел объявления глобальных констант
type	Раздел объявления глобальных типов
var	Раздел объявления глобальных переменных
РАЗДЕЛ ПРОЦЕДУР И ФУНКЦИЙ
Procedure (function)	Заголовок процедуры (функции) {тело процедуры}
РАЗДЕЛ ОСНОВНОГО БЛОКА ПРОГРАММЫ
begin end.	Основной блок программы

Пример Вычислить площадь круга S и длину окружности L по заданному радиусу R.

Программа

program KRUG;

const P=3.14159

var

R, S,L:Real;

begin

Read(R);{ввод значения радиуса}

L:=2*P*R;

S:=P*SQR(R);

Writeln(Длина окружности = ',L,'см');

Write('Площадь круга = ',S,'кв. см');

end.

Модульное программирование – программа разбивается на несколько блоков – модулей. Один из модулей является основным, другие подключаются к нему в виде отдельных блоков – функций и подпрограмм. Например, факториал вычисляется в отдельном модуле, а из основной программы оформляется вызов этого модуля при необходимости вычисления в ней факториала какого-либо числа.

процедурное программирование – основная программа состоит из нескольких подпрограмм-процедур, которые являются самостоятельными и используются для работы основной программы. Например, процедура построения осей для графика, который строит основная программа, или процедура рисования таблицы, данные для которой рассчитывает основная программа.

Модульное и процедурное программирование позволяют разрабатывать сложную программу по частям – различными группами программистов.

Разница между модульным и процедурным программированием заключается в том, что при модульном программировании программа разбивается на самостоятельные блоки, которые программируются отдельно.

При процедурном программировании узловыми программы являются отдельные процедуры (подпрограммы), из которых собирается вся программа. Процедуры могут быть небольшими, такими, что один блок модульного программирования состоит из нескольких процедур, или крупными, когда процедура состоит из нескольких модулей - блоков модульного программирования

4 Объектно-ориентированное программирование (ООП)

Основано на представлении объектов реального мира в виде моделей и изображений и описания их базовыми понятиями программирования. Суть – в создании программистом собственных типов данных. затем эти данные и функции (методы) для работы с этими данными объединяются в новое базовое понятие – класс. Класс – это совокупность типа данных пользователя и функций для его обработки.

Свойства ООП

1. Класс обеспечивает доступ к данным, принадлежащим ему только методам этого класса. Это первое свойство ООП, называется инкапсуляцией.

2. Второе свойство – наследование, т. е. возможность класса использовать характеристики других классов.

Например, класс, разработанный для программы составления графика движения поездов GRAFIC может быть унаследован новым классом, который используется в программе продажи билетов BILET на разные маршруты. Программы у этих классов разные, но есть общий элемент – расписание движения поездов, точнее типы данных, которые в нём используются. Если создать новый класс (тип данных) poezd типа "структура"

На С:

Typedef struct {

Int Nomer [1000];

Char marshrut [20];

Data Data otpravleniya; // тип data имеет свой формат гггг. мм. дд

Time Vremya otpravleniya// тип time имеет свой формат чч:мм

}; // имя типа структурированных данных

Тип данных POEZD использовался в программе GRAFIC и был унаследован программой BILET при её создании.

3. Полиморфизм – использование одного и того же имени для обозначения различных методов во всей иерархии классов

5 Языки программирования высокого уровня (ЯПВУ). Их отличия от низкоуровневых языков. Универсальные и специализированные ЯП. Наиболее популярные современные ЯП

Основные понятия и определения.

ПРОГРАММА – это логически упорядоченная последовательность команд, необходимых для управления компьютером при решении определенной задачи или комплекса задач.

Команды, поступающие в компьютер, являются электрическими сигналами, которые представляются как совокупность двух цифр : 0 и 1. Разным командам соответствует разная совокупность чисел, например, команда СЛОЖИТЬ может иметь код 0000, команда УМНОЖИТЬ – код 0101 и т. д.. Поэтому в компьютере программа представляет собой последовательность чисел, называемую машинным кодом.

Управление компьютером происходит по определенному алгоритму.

АЛГОРИТМ – это последовательность операций конкретного способа решения задачи.

Для представления алгоритма в виде , понятном компьютеру служат языки программирования .

В начале всегда разрабатывается способ решения задачи и по нем определяется алгоритм действия, а затем этот алгоритм записывается на одном из языков программирования, высокого или низкого уровня, понятном человеку(Assembler, BASIC, Pascal и др.). Затем текст этой программы специальными служебными программами, которые называются ТРАНСЛЯТОРАМИ, переводится в машинный код и исполняется.

Язык программирования – это искусственный язык с ограниченным числом слов, значения которых строго и однозначно фиксированы транслятором и подчинены строгим правилам записи команд.

Совокупность таких требований по языку программирования составляет синтаксис языка, а смысл каждой команды представляет семантику языка. Любое нарушение формы записи программы приводит к тому, что транслятор не понимает назначение команды и выдает сообщение об ошибке.