Информатика и программирование (стр. 3 )

Процесс поиска ошибок в программе называется тестированием, а процесс устранения ошибок называется отладкой программы.

Перевод всего текста программы на машинный код и автоматический поиск ошибок в ней, а также ее оптимизация с целью повышения быстродействия осуществляется программой – транслятором, которая называется компилятором, они удобны при запуске отлаженных программ.

Если программа не вся переводится в машинный код, а сразу происходит пооператорное исполнение ее команд, то для осуществления такой операции служат программы – трансляторы, которые называются интерпретаторы, они удобны при отладке программы.

В реальных машинах технологии компиляции и интерпретации перемешаны или обобщены одной программой – транслятором.

Для написания программы существуют различные языки программирования, которые подразделяются на языки низкого и высокого уровня.

1.2. Алгоритмические языки

Язык программирования низкого уровня близок к машинному коду и ориентирован на конкретный тип процессора. Современным языком низкого уровня является язык АССЕМБЛЕР, созданный по принципу: «одна инструкция – одна строка», т. е. он максимально приближён к машинным кодам ЭВМ.

Пример 1. Программа ввода и сложения чисел а и b, составленная на Ассемблере:

mov a, x – переместить содержимое регистра а с числом а в регистр х

mov b, y – переместить содержимое регистра b с числом B в регистр y

add x, y - сложить содержимое регистров а и b, результат поместить в регистр. b

Язык программирования высокого уровня записывается на естественном языке (в основном, английском), он ближе и понятен человеку, особенности архитектуры конкретных вычислительных систем в нем не учитываются.

К языкам высокого уровня можно отнести следующие языки программирования:

Basiс (бэйсик) – язык, имеющий и компиляторы и интерпретаторы, занимающий первое место по популярности, предназначен для освоения приёмов программирования начинающими, не учитывает архитектуру ЭВМ.

Пример 1 на ЯП BASIC.

input a, b 'ввод а и b

Y = a + b 'сложение а и b, присвоение результата переменной У

print Y ' печать У

end ' конец программы

Программа очень проста, не объявляются типы переменных, не отмечаются заголовок, раздел объявлений, процедур, тела программы, главное внимание – приёмам программирования..

end

Pascal (паскаль) - во многом похож на BASIC, алгол, но имеет более жесткие требования к структуре программы и имеет более широкие возможности по созданию крупных проектов/

Пример 1 на ЯП паскаль.

program summa; {заголовок программы summa}

var {объявление переменных - var }

a, b,Y:Real; {a, b,y – переменные вещественного (Real) типа }

begin {начало тела программы}

Read(a, b); {ввод значений а и b}

Y:= a + b; {сложение а и b, присвоение результата переменной У}

Write Y; {печать у}

end. {конец программы}

C, C++ (Си, Си++) – создан был для замены ассемблера с целью создания программ независимо от типа используемого процессора, но развился в ЯПВУ, который описывает команды на естественном (английском).языке, но по максимуму учитывает устройство машинного процессора, что повышает скорость его работы. Самый мощный из современных ЯП, написание программы занимает больше времени, но это компенсируется временем её работы на ЭВМ.

Пример 1 на ЯП СМ++.

#include <stdio. h> //подключение заголовочного файла, отвечающего за ввод-вывод данных

#include <math. h> //подключение заголовочного файла, отвечающего за математические операции

Void main() // заголовок программы

{ // начало тела программы

float a, b,Y; // объявление переменных a, b,Y вещественными - float

scanf(\n %f%f, &a,&b); //ввод вещественных а и b

Y = a + b; // сложение а и b, присвоение результата переменной У

printf ("\n Y=, Y); // вывод У

} // конец тела программы

Fortran (фортран, сокращение от formula-translator) – это первый компилируемый язык, у которого удобство написание программ было принесено в жертву получения эффективного машинного кода. На нём написано большое количество различных библиотек программ, в основном, общего назначения - технических, математических и др..

Cobol (кобол) – это компилируемый язык, предназначенный для решения экономических задач. Его операторы имеют вид обычных английских фраз. На этом языке организованы программные средства работы с большими объемами данных, хранящихся на различных внешних носителях.

Algol (алгол, algoritmical Language) - компилируемый язык предназначался для замены фортрана, но из-за более солжной структуры не получил широкого распространения.

1.2. Языки программирования баз данных

Определение 7. Баз данных – это отдельный файл или группа файлов, представляющих собой упорядоченный набор записей , имеющий единообразную структуру и организованных по единому шаблону, как правило в табличном виде. Базы данных используются для хранения сведений из справочников, картотек, журналов бухгалтерского учета.

При работе с базами данных часто используются следующие операции:

1. Сохранение и удаление таблиц или их частей.

2. Поиск и сортировка записанной информации по различным признакам

1.  Изменение существующих записей.

Для работы с базами данных созданы следующие языки:

СУБД – система управления базами данных, предназначен для управления и эффективной обработки баз данных.

SQL - структурированный язык запросов, манипулирующий группами записей

Основные операторы:

CREATE TABLE создать таблицу БД

INSERT INTO...VALUES.... – ввести в таблицу значения

SELECT...FROM.... –выбрать из таблицы данные (создание запроса)

1.3. Языки программирования для Интернета

Эти языки имеют интерпретаторы и разработаны специально для Интернета, называются скрипт-языками.

Примеры языков Интернета:

НТМL – Язык для оформления web-документов .

Perl – язык для работы с массивами данных и системной информацией.

6 Трансляторы, компиляторы и интерпретаторы

Язык программирования – это совокупность команд и операторов (ключевых слов) и вспомогательных символов, позволяющих описывать алгоритмы решения задач.

Программа – это алгоритм решения задачи, записанный на языке программирования.

Алгоритм – последовательность действий (операций) при решении задачи.

Язык программирования С++ разработан в 1983 году на основе языка С. Программирование на С напоминает программирование в машинных кодах, т. е. программа на языке С оперирует числами и переменными. Язык С++ является языком высокого уровня, т. е. оперирует командами и специальными символами, которые приближены к естественному языку (английскому), но сохраняет преимущества машинного языка С по быстродействию получаемых программ. Само название языка "С++" связано с операцией языка "++", т. е. прибавление единицы к предыдущему значению. Тем самым подразумевается, что язык С++ является следующей версией языка С.

Текст программы можно набрать в любом редакторе, затем она с высокого уровня переводится на низкий, в машинные коды (двоичные числа), которые только и может выполнять процессор компьютера. Перевод такой программы в машинные команды (двоичный код) осуществляется специальными программами – трансляторами.

Трансляторы бывают двух видов – интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор – это программа, которая переводит исходный текст программы на языке программирования в машинные команды построчно (пооператорно) и передаёт их на выполнение. Если строка программы выполняется успешно, интерпретатор переходит к следующей строке, переводит её в машинный код и передаёт на выполнение и т. д. до конца программы. Транслятор – интерпретатор работает медленно, однако этот режим удобен при отладке программы.

Компилятор переводит весь исходный текст программы целиков и создаёт при этом новый документ – объектный код программы. При этом компилятор сначала предварительно просматривает исходную программу, выявляет повторяющиеся места (чтобы не переводить их дважды) и синтаксические ошибки – неправильно записанные слова команд и операторов (например, printe вместо print e). Логические ошибки (вроде π = 4,13, а не 3,14) может выявить только сам разработчик программы.

Процесс поиска и исправления логических ошибок довольно сложен, он называется отладкой программы и занимает, согласно статистике 60% времени создания работающей программы. Поэтому так высоко ценится мастерство опытного программиста, который может писать качественные и надёжные программы.

Язык С++ в настоящее время является самым распространённым в мире языком, большинство программ в России и и за рубежом создаётся именно на нём.

7 Основные этапы разработки программ

1 Порядок решения задач на компьютере

Язык программирования QBASIC (QB) является языком высокого уровня и предназначен для составления программ для решения вычислительных задач на ЭВМ.

Порядок решения задачи на компьютере следующий:

1 Постановка задачи.

2 Разработка схемы алгоритма.

3 Составление программы по алгоритму решения задачи

4 Ввод программы в ЭВМ и отладка её работы.

5 Решение задачи.

8 Этапы прогонки программы. Назначение препроцессора, компилятора, редактора связей

Препроцессор служит для обработки исходного текста программы до её компиляции, он выявляет ошибки синтаксиса программы, подключает необходимые блоки (#include), создавая предметный файл программы. Редактор связей объединяет служебные блоки с текстом программы в одну программу, создавая объектный файл. Компилятор переводит объектный файл программы в двоичные коды, создавая исполняемый, ехе – файл и запускает программу на выполнение.

9 Составляющие ЯПВУ

§  Идентификаторы – имена переменных и функций,

§  Константы

§  Выражения

§  Типы данных – целые, строковые, массивы, вещественные

§  Операторы (выбора, цикла, передачи управления)

§  Массивы, указатели

§  Функции, процедуры

§  Классы

§  Знаки операций, алфавит, разделители, служебные слова

10 Понятие типов данных. Переменные и константы