Шпаргалка по "Программированию"

Эти языки машинно–независимы, т.к. они ориентированы не на систему  команд той или иной ЭВМ, а на систему  операндов, характерных для записи определенного класса алгоритмов. Однако программы, написанные на языках высокого уровня, занимают больше памяти и медленнее выполняются, чем программы на машинных языках.

Программу, написанную на языке программирования высокого уровня, ЭВМ не понимает, поскольку ей доступен только машинный язык. Поэтому для перевода программы с языка программирования на язык машинных кодов используют специальные программы – трансляторы.

 

21.2 Структура  программы.

Программа, написанная на языке паскаль состоит из четырех частей:

-заголовк программы

-раздел описания данных

-раздел операторов

-конец программы.

Заголовок нужен  для того, чтобы паскаль знал, с какой именно программой вы работаете. В принципе, программа будет работать и без него, но все равно об этом знать нужно. Заголовок задается по следующему шаблону:

Program <произвольное  имя>;

Чтобы использовать какие либо данные в своей программе, нобходимо их описать. Для этого  существует раздел описания данных(раздел описаний), который может включать в себя следующие подразделы:

раздел подключаемых библиотек (модулей)

раздел описания меток 

раздел описания констант

раздел описания типов 

раздел описания переменных

раздел описания процедур и функций.

Раздел операторов представляет собой последовательность операторов, необходимых для выполнения программы. Операторы должны отделятся друг от друга точкой с запятой. Раздел операторов по сути дела является составным оператором, и содержится между служебными словами BEGIN и END.

 

22. Постановка  задачи и спецификация программы.

Постановка задачи – важнейший этап в разработке программы. Результатом должна быть спецификация программы. Программная  спецификация – точное описание того результата, который необходимо получить с помощью программы. Это описание должно точно устанавливать, что должна делать программа, не указывая, как она должна это делать. Для программ, заканчивающих свою работу каким-либо результатом, программная спецификация может иметь форму спецификации ввода-вывода, которая описывает желаемое отображение множества входных величин и множества выходных величин. Для циклических программ, в которых нельзя указать точку завершения, невозможно дать спецификацию ввода-вывода, поэтому специфицируются отдельные функции, реализуемые программой в ходе

Постановка задачи — точная формулировка условий задачи с описанием входной и выходной информации.

Входная информация по задаче — данные, поступающие  на вход задачи и используемые для её решения.

Выходная информация может быть представлена в виде документов, кадров на экране монитора, информации в базе данных, выходного сигнала устройству управления.

Постановка задачи разрабатывается организацией, разработчиком  программной продукции, на основании  технического задания совместно  с заказчиком. Главный исполнитель  — это разработчик.

 

23. Способы записи алгоритма.

Для записи алгоритмов используют самые разнообразные  средства. Выбор средства определяется типом исполняемого алгоритма. Выделяют следующие основные способы записи алгоритмов:

- вербальный, когда  алгоритм описывается на человеческом языке;

- символьный, когда  алгоритм описывается с помощью  набора символов;

- графический,  когда алгоритм описывается с  помощью набора графических изображений.

Общепринятыми способами записи являются графическая  запись с помощью блок-схем и символьная запись с помощью какого-либо алгоритмического языка.

Описание алгоритма  с помощью блок схем осуществляется рисованием последовательности геометрических фигур, каждая из которых подразумевает  выполнение определенного действия алгоритма. Порядок выполнения действий указывается стрелками. Написание алгоритмов с помощью блок-схем регламентируется ГОСТом.

 

24. Стандартные типы данных.

К стандартным  относятся целые, действительные, символьный и адресный типы.

Целые типы  определяют константы,переменные и функции,значения, которых реализуются множеством целых чисел,  допустимых в данной ЭВМ.

 

24-1. Представление основных структур: итерации, ветвления, повторения.

Итерация в программировании — организация обработки данных, при которой действия повторяются многократно, не приводя при этом к вызовам самих себя (не путать с рекурсией).

Когда какое-то действие необходимо повторить большое  количество раз, в программировании используются циклы. Например, нужно  вывести 200 раз на экран текст  «Hello, World!». Вместо двухсоткратного повторения одной и той же команды вывода текста часто создается цикл, который проходится 200 раз, и 200 раз выполняет то, что написано в теле цикла. Один шаг цикла и называется итерацией.

Оператор  ветвления (условная инструкция, условный оператор) — оператор, конструкция языка программирования, обеспечивающая выполнение определённой команды (набора команд) только при условии истинности некоторого логического выражения, либо выполнение одной из нескольких команд (наборов команд) в зависимости от значения некоторого выражения.

Оператор ветвления  применяется в случаях, когда  выполнение или невыполнение некоторого набора команд должно зависеть от выполнения или невыполнения некоторого условия. Ветвление — одна из трёх (наряду с последовательным исполнением команд и циклом) базовых конструкций структурного программирования.

 

24-2. Технологии  программирования.

Технологии программирования предназначены для повышения производительности труда при разработке и сопровождении программных изделий. Внедрение современных технологий программирования (например, использование сети Internet) позволяет решать принципиально новые задачи.

Программные технологии обладают следующими характерными свойствами:

1) развитие технологий  программирования происходит необычайно быстрыми темпами;

2) программные  технологии развиваются в разных направлениях.

Одним из важнейших  направлений развития технологий программирования являются следующие технологии:

1) структурное  программирование;

2) модульное  программирование;

3) объектно-ориентированное программирование.

 

25. Типы данных, определяемые пользователем

В реальных задачах  информация, которую требуется обрабатывать, может иметь достаточно сложную  структуру. Для ее адекватного представления  используются типы данных, построенные на основе простых типов данных, массивов и указателей.

Создание имени  для существующего типа может  показаться нецелесообразным, но иногда это имеет смысл. Так, применение оператора typedef повышает степень переносимости  программного кода с одной платформы на другую. Например, тип, возвращаемый оператором sizeof, определен как size_t. Это связано с тем, что в разных реализациях языка С++ size_t определен или как unsigned int или как unsigned long для лучшей адаптации к той или иной операционной системы. Таким образом, составленный текст программы достаточно откомпилировать на соответствующей платформе и оператор sizeof автоматически «подстроится» под нее без переделки самой программы.

Кроме объявлений простых пользовательских типов  оператор typedef можно использовать и при объявлении новых типов на основе структур. Например, удобно ввести тип COMPLEX для объявления переменных комплексных чисел.

 

26. Файлы.

Файл (англ. file) —  блок информации на внешнем запоминающем устройстве компьютера, имеющий определённое логическое представление (начиная от простой последовательности битов или байтов и заканчивая объектом сложной СУБД), соответствующие ему операции чтения-записи (см. ниже) и, как правило, фиксированное имя (символьное или числовое), позволяющее получить доступ к этому файлу и отличить его от других файлов (см. ниже).

Работа с файлами  реализуется средствами операционных систем. Многие операционные системы  приравнивают к файлам и обрабатывают сходным образом и другие ресурсы:

• области данных (необязательно на диске);

• устройства — как физические, например, порты или принтеры, так и виртуальные (генератор случайных чисел);

• потоки данных (именованный канал);

• сетевые ресурсы, сокеты;

• объекты операционной системы.

 

26-1. Запись.

Единица обмена данными между программой и внешней  памятью ЭВМ (англ. record).

Процесс или  результат закрепления (фиксирования) данных на носителе информации (англ. writing). Запись может содержать один информационный элемент, включая и составной.

Логическая запись (англ. logical record) совокупность записей  взаимосвязанных информационных элементов (в том числе элементов данных, данных и составных информационных элементов), рассматриваемая в логическом плане как единое целое. Одна логическая запись может состоять из нескольких физических или быть частью одной физической записи.

Физическая запись (англ. physical record) — порция данных, пересылаемых как единое целое между основной и внешней памятью ЭВМ. На машиночитаемом носителе (например магнитном или оптическом диске, дискете и т.п.) физическая запись реализуется в форме поля данных, файла и др. Физическая запись может содержать одну логическую запись, ее часть или несколько логических записей (см. также "Блок данных").

 

 

27. Динамические  структуры данных.

Статическими  величинами называются такие, память под  которые выделяется во время компиляции и сохраняется в течение всей работы программы.

В языках программирования (Pascal, C, др.) существует и другой способ выделения памяти под данные, который называется динамическим. В этом случае память под величины отводится во время выполнения программы. Такие величины будем называть динамическими. Раздел оперативной памяти, распределяемый статически, называется статической памятью; динамически распределяемый раздел памяти называется динамической памятью (динамически распределяемой памятью).

Использование динамических величин предоставляет  программисту ряд дополнительных возможностей. Во-первых, подключение динамической памяти позволяет увеличить объем  обрабатываемых данных. Во-вторых, если потребность в каких-то данных отпала до окончания программы, то занятую ими память можно освободить для другой информации. В-третьих, использование динамической памяти позволяет создавать структуры данных переменного размера.

Работа с динамическими  величинами связана с использованием еще одного типа данных — ссылочного типа. Величины, имеющие ссылочный  тип, называют указателями.

Указатель содержит адрес поля в динамической памяти, хранящего величину определенного  типа. Сам указатель располагается в статической памяти.

 

28. Списки: основные виды и способы реализации

Линейный список – это конечная последовательность однотипных элементов (узлов), возможно, с повторениями. Количество элементов  в последовательности называется длиной списка, причем длина в процессе работы программы может изменяться.

Линейный список List , состоящий из элементов Element 1, Element 2, …, Element N , записывают в виде последовательности значений заключенной в угловые скобки List =<>, или представляют графически:

В реальных языках программирования нет какой-либо структуры  данных для представления линейного  списка так, чтобы все указанные  операции над ним выполнялись  в одинаковой степени эффективно. Поэтому при работе с линейными списками важным является представление используемых в программе линейных списков таким образом, чтобы была обеспечена максимальная эффективность и по времени выполнения программы, и по объему требуемой памяти.

 

29. Программирование  рекурсивных алгоритмов.

Понятие рекурсии

В математике рекурсией  называется способ описания функций  или процессов через самих  себя.

Пользуясь рекурсией, мы избавляемся от необходимости  утомительного последовательного  описания конструкции и ограничиваемся выявлением взаимосвязей между различными уровнями этой конструкции.

В последнее  время в связи с широким  распространением прикладных программ, не связанных с проведением расчетов, бытует взгляд на рекурсию как на интересное, но необязательное украшение системы  программирования. Даже в некоторых последних книгах по Турбо Паскалю не находится места для описания рекурсии.

Программирование  с использованием рекурсии.

Если процедура  или функция в ходе выполнения вызывает саму себя, то мы имеем дело с рекурсией. Такой вызов процедур или функций может возникнуть либо вследствие рекурсивного описания, либо вследствие рекурсивного обращения. Рекурсивное описание предполагает, что в исполняемой части блока процедуры или функции присутствует обращение к ней самой.

 

30. Способы  конструирования программ.

Псевдокод —  это искусственный и неформальный язык, который помогает