Слайд 1ВВЕДЕНИЕ.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ
Парамонов А.И.
2015
Слайд 2Введение в информатику
Термин "информатика" происходит от французского слова Informatique и образован
из двух слов: информация и автоматика.
Информация – это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.
Информация – это сведения, которые можно собирать, хранить, передавать, обрабатывать, использовать.
Информатика – наука об информации, или
– это наука о структуре и свойствах информации, способах сбора, обработки и передачи информации.
Слайд 3Свойства информации
1. ПОЛНОТА
свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект
или процесс;
2. АКТУАЛЬНОСТЬ
способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;
3. ДОСТОВЕРНОСТЬ
свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, если устареет и перестанет отражать истинное положение дел;
4. ДОСТУПНОСТЬ
свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем;
5. РЕЛЕВАНТНОСТЬ
способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;
6. ЗАЩИЩЕННОСТЬ
свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения информации;
7. ЭРГОНОМИЧНОСТЬ
свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.
Слайд 4
Информатика и программирование
Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы
создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними.
Основные направления в информатике:
кибернетика, программирование, вычислительная техника, искусственный интеллект, теоретическая информатика, информационные системы.
Программа – последовательность команд, реализующих заданную последовательность действий (описание алгоритма решения задачи на языке ЭВМ).
Слайд 5Принцип программного управления
Сущность программного управления:
сигналы управления работой отдельных частей компьютера вырабатываются
внутри компьютера в процессе вычислений.
Источник информации о требуемых типах сигналов на каждом шаге вычислений ⎯ код команды, считываемый из памяти компьютера.
Команда указывает, какую операцию и над какими данными необходимо выполнить.
Слайд 6
Принцип программного управления
Система команд компьютера: совокупность всех команд, которые может выполнить компьютер.
Система
команд исполнителя (СКИ)
совокупность действий, которые может делать исполнитель.
В системе команд обычно содержится более 200 команд.
Команда изображается в виде двоичного кода и имеет структуру:
КОП – код операции.
А1, А2 – адрес первого и второго операнда.
Слайд 7Принцип программного управления
Операнды – данные, которые участвуют в операции.
В системе команд можно
выделить следующие основные типы команд:
1) арифметические (сложение, вычитание, умножение, деление);
2) логические (логические сложение и умножение, отрицание, сравнение и др.);
3) передачи управления;
4) обработки адресов (специальные);
5) ввода/вывода.
Слайд 8Автоматическое выполнение команд программы
Автоматическое выполнение команд программы - обработка исходных данных, поступивших
на вход компьютера, без участия человека.
Ее суть:
Программа работы компьютера и исходные данные заносятся в память машины.
Процесс вычислений начинается после запуска программы на выполнение.
В устройство управления (УУ) компьютера передается адрес памяти первой команды программы.
УУ вырабатывает сигналы, по которым в памяти находится следующая команда и из нее извлекается код операции (КОП).
Он определяет, что должен сделать компьютер над кодами чисел, адреса которых в памяти определены командой; …
По мере переработки информации промежуточные и окончательные результаты хранятся в памяти компьютера.
Слайд 9Этапы постановки и решения задачи на компьютере
1) четкая формулировка задачи,
выделение исходных данных и формы представления результатов;
2) формальная (математическая) постановка задачи – представление ее в виде уравнений, соотношений, ограничений;
3) выбор метода решения; метод решения определяется решаемой задачей;
4) разработка алгоритма решения задачи;
5) выбор структуры данных; от выбора способа представления данных зависит способ их обработки; поэтому этапы 4) и 5) взаимосвязаны;
6) собственно программирование (запись разработанного алгоритма на языке программирования);
7) тестирование и отладка программы (проверка правильности работы программы и исправление обнаруженных ошибок);
8) выполнение программы на компьютере.
Слайд 10Автоматизация программирования
Чтобы программа была понятна компьютеру, она должна быть составлена из
последовательности элементарных операций, представленных на машинном языке – в виде совокупности нулей и единиц, т.е. в машинных кодах.
Методы автоматизации программирования:
1) Использование языков высокого уровня, близких к естественному человеческому языку.
2) Создание и использование библиотек стандартных программ и подпрограмм, предназначенных для реализации часто используемых задач.
3) Использование современных технологий программирования.
4) Использование CASE-средств, предназначенных для автоматизации процесса разработки программ.
Слайд 11Классификация языков программирования
Программа пишется на некотором входном языке.
Входные языки делятся на
следующие группы:
1) машинно-ориентированные языки;
2) процедурно-ориентированные языки;
3) объектно-ориентированные языки;
4) проблемно-ориентированные языки;
5) языки четвертого поколения (4GL).
Слайд 12Структура ПО
Система программного обеспечения (СПО) : совокупность специальных программ, облегчающих процесс разработки программ и
обеспечивающих процесс их выполнения на компьютере, а также связанная с ними документация.
ПО по функциям и задачам, выполняемым его программами, можно разделить на две группы:
1) стандартное ПО (системные программы)
системы программирования и операционные системы
2) специализированное ПО
прикладные программы, предназначенные для решения некоторых самостоятельных задач
Слайд 13Состав системы программирования
1) входной язык системы;
2) транслятор с входного
языка на машинный язык;
3) редактор связей;
4) библиотеки программ;
5) средства отладки;
6) обслуживающие (сервисные) программы;
7) документация.
Слайд 14Операционные системы
Операционная система (ОС) - набор программ, которые организуют и контролируют выполнение
программы на компьютере без вмешательства оператора.
ОС обеспечивает выполнение двух главных задач:
1) поддержку работы всех программ и обеспечение их взаимодействия с аппаратурой;
2) предоставление пользователям возможностей общего управления компьютером.
Слайд 16ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ
Парамонов А.И.
2015
Слайд 17
Алгоритм
АЛГОРИТМ – четкое предписание выполнить какие-либо действия.
Исполнитель алгоритма — это некоторая
абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.
СКИ - та совокупность действий, которые может делать исполнитель.
Название алгоритм происходит от имени восточного математика Мухаммеда Аль Хорезми (9 век).
любая инструкция является алгоритмом ?
Слайд 18Алгоритм
Определение 1 (Колмогоров):
Алгоритм – это всякая система вычислений, выполняемых по
строго определенным правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомо приводит к решению поставленной задачи.
Определение 2 (Марков):
Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, идущий от варьируемых исходных данных к искомому результату.
Определение 3 (Эмиль Пост):
Алгоритм – это точное предписание, определяющее процесс перехода от исходных данных к искомому результату. Предписание считается алгоритмом, если оно обладает определенными свойствами …
Слайд 19Свойства алгоритма
Дискретность (прерывность, раздельность) —
алгоритм разбивается на последовательность отдельных простых (или
ранее определенных) шагов, четко отделенных друг от друга.
Определенность (однозначность, точность) —
каждое правило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола.
Результативность (конечность) –
исполнение алгоритма должно закончиться за конечное число шагов.
Массовость (универсальность) –
алгоритм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными.
Слайд 20Алгоритм
Алгоpитм — заранее заданное понятное и точное предписание возможному исполнителю совершить
определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.
Алгоритм должен быть представлен в виде однозначно понимаемом и разработчиком и исполнителем алгоритма.
Выделяют три крупных класса алгоритмов:
Вычислительные
Информационные
Управляющие
Слайд 21Способы записи алгоритма
Существует четыре способа записи алгоритма:
Словесный
(запись на естественном языке)
Псевдокод
(формульно-словесный, полуформализованные описания алгоритмов)
Графический
(символьная схема – Блок-схема)
Программный
(тексты на языках программирования)
Слайд 22Словесная запись алгоритма
Используется чаще всего для СКИ - человека.
Проста и
понятна.
Команды могут быть пронумерованы, для возможной ссылки на них.
Пример:
Кулинарный рецепт, инструкция.
Слайд 23Псевдокод
Система обозначений и правил для единообразной записи алгоритма.
Существуют специальные слова,
смысл которых определен раз и навсегда.
Пример:
Начало
Ввод(а, с);
Если а<>0 и c<>0
То y:=а+с;
Вывод(‘у=’,у);
Конец.
Слайд 24Схема алгоритма
Команды алгоритма помещаются внутрь графических блоков, которые соединяются линиями, указывающими
порядок выполнения действий.
Для стандартизации и унификации языка схем алгоритмов принят международный стандарт: ISO 5807-85
ГОСТ 19.701-90 – Единая система программной документации – Схемы алгоритмов, программ, данных и систем – Условные обозначения и правила выполнения.
Слайд 25Схема алгоритма
Виды схем:
1) Схема данных;
2) Схема программы;
3)
Схема работы системы;
4) Схема взаимодействия программ;
5) Схема ресурсов системы.
Группы символов:
1) символы данных;
2) символы процесса;
3) символы линий;
4) специальные символы.
Слайд 26Блок-схема
Основные графические блоки:
Слайд 29Программная запись алгоритма
Язык программирования – совокупность символов, правил, обозначений для описания
алгоритма.
Пример: Pascal, Си, Java и т.д.
Язык для записи алгоритмов должен быть формализован.
Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке — программой для компьютера.
Слайд 30Алгоритмический язык
Алгоритмический язык образуют три его составляющие:
алфавит, синтаксис и семантика.
Основные
понятия алгоритмического языка:
Имена (идентификаторы)
Операции
Данные
Выpажения
Операторы (команды).