Реферат с основы программирования

Обновлено: 05.07.2024

В двумерном массиве заменить максимальный элемент на числоP.

Содержание пояснительной записки курсовой работы

титульный лист;
бланк задания;
Аннотация;
Принятые обозначения;
Введение;
Постановка задачи и анализ исходных данных;
Математическое описание решения задачи;
Описание логической структуры алгоритма решения задачи;
Описание программы;
Заключение;
Список используемой литературы;
Приложение 1 - схема алгоритма программы, выполненная по ГОСТ 19.701-90;
Приложение 2 - листинг программы (текст программы);
Приложение 3 - пример расчета.

Руководитель работы: И.А.Воробьев, доц., к.т.н.

Задание принял к исполнению 2019 г.

Аннотация

Данная курсовая работа является одним из последних этапов подготовки, позволяющей студенту использовать общий объем знаний, полученных в процессе обучения, умение применить эти знания, а также и свой практический опыт.

Курсовая работа включает в себя 21 страницу с 6 иллюстрациями.

Принятые обозначения

В данной контрольно-курсовой работе не используется специфических сокращений и обозначений. Большинство терминов в данной работе взяты из математического лексикона:

Транспонированная матрица — матрица , полученная из исходной матрицы заменой строк на столбцы.

Симметрическая матрица — матрица, удовлетворяющая соотношению .

Антисимметрическая (кососимметрическая) матрица — матрица, удовлетворяющая соотношению .

Арифметическое выражение — это комбинация чисел, арифметических констант и некоторых функций, которые связаны между собой знаками арифметических операций.

Введение

С развитием и совершенствованием ЭВМ тесно связано появление средств программирования. Для машин первого поколения они составлялись в машинных кодах. Это был трудоемкий процесс, поскольку программисту самому приходилось распределять память под программу, исходные данные и результаты. Разобраться в такой программе, модифицировать ее было практически невозможно. Еще в период перехода к машинам второго поколения (50-е годы) возникла необходимость в создании больших и сложных программ. Процесс их составления в машинных кодах резко снижал эффективность использования ЭВМ. Этот период характеризовался появлением первых алгоритмических языков программирования. Они отличались наглядной формой реализации алгоритма, использованием привычной математической символики, ограниченным набором ключевых слов. Основное их достоинство - универсальность.

Работа с программой, выполненной на алгоритмическом языке, очень упрощалась за счет относительной простоты написания, возможности модифицирования. Совершенствование вычислительной техники, а именно увеличение объема памяти и быстродействия машин, делало программирование на алгоритмических языках все более распространенным и перспективным. В настоящее время существует большое количество алгоритмических языков, которым присущи как общие, так и отличительные черты. Это Фортран, Бейсик, Паскаль и др. На их примере можно наглядно увидеть те характерные особенности, которые присущи программированию на алгоритмических языках вообще.

Бейсик (BASIC) – это сокращение английских слов BeginnersAll-purpouseSymbolicInstractionCode, что в переводе означает “многоцелевой язык символических инструкций для начинающих”. Он был разработан профессорами Дартмутского колледжа (США) Т. Куртцем и Дж. Кемени в 1965 году для обучения студентов, незнакомых с вычислительной техникой. Этот язык, напоминающий Фортран, но более простой, быстро стал очень популярным. Особенно его популярность повысилась с появлением персональных компьютеров, где он стал одним из основных языков программирования. Существует множество версий языка Бейсик и все они имеют особенности. В каждой из них можно выделить общее подмножество, в котором отражены характерные (стандартные) грамматика, синтаксис и семантика языка. Наиболее популярной версией является Qbasic, благодаря удобному интерфейсу и представлению пользователю ряда сервисных возможностей, присущих современным системам программирования. Поэтому тексты представленных в работе программ отлажены именно в ней.

Цель и задачи

Курсовая работа имеет цель научить студента практическому применению полученных им ранее знаний, при решении конкретных задач. Задача курсовой работы – закрепление знаний по основным положениям дисциплины.

Курсовая работа заключается в разработке программно-методического комплекса решения поставленной задачи.

1. Постановка задачи и анализ исходных данных

В двумерном массиве заменить максимальный элемент на числоP.

Выходные данные: массив.

2. Математическое описание решения поставленной задачи

Матрица — математический объект, записываемый в виде прямоугольной таблицы элементов кольца или поля (например, целых, действительных или комплексныхчисел), которая представляет собой совокупность строк и столбцов, на пересечении которых находятся её элементы. Количество строк и столбцов матрицы задают размер матрицы. Хотя исторически рассматривались, например, треугольные матрицы, в настоящее время говорят исключительно о матрицах прямоугольной формы, так как они являются наиболее удобными и общими.

Матрицы широко применяются в математике для компактной записи систем линейных алгебраических или дифференциальных уравнений. В этом случае количество строк матрицы соответствует числу уравнений, а количество столбцов — количеству неизвестных. В результате решение систем линейных уравнений сводится к операциям над матрицами.

Для матрицы определены следующие алгебраические операции:

сложение матриц, имеющих один и тот же размер;
умножение матриц подходящего размера (матрицу, имеющую столбцов, можно умножить справа на матрицу, имеющую строк);
в том числе умножение на матрицу вектора (по обычному правилу матричного умножения; вектор является в этом смысле частным случаем матрицы);
умножение матрицы на элемент основного кольца или поля (то есть скаляр).

Особое значение в теории матриц занимают всевозможные нормальные формы, то есть канонический вид, к которому можно привести матрицу заменой координат. Наиболее важной (в теоретическом значении) и проработанной является теория жордановых нормальных форм. На практике, однако, используются такие нормальные формы, которые обладают дополнительными свойствами, например, устойчивостью.

3.Описание логической структуры решения задачи

Перед началом программирования была разработана блок-схема решаемой задачи:

Важной вехой в развитии программирования явилось создание и широкое распространение языка С++. Этот язык, сохранив средства ставшего общепризнанным стандартом для написания системных и прикладных программ языка С (процедурно-ориентированный язык), ввел в практику программирования возможности нового технологического подхода к разработке программного обеспечения, получившего название “объектно-ориентированное программирование”. Внедрение в практику программирования объектно-ориентированной парадигмы дает развитие новых областей информатики, значительное повышение уровня технологичности создаваемых программных средств, сокращение затрат на разработку и сопровождение программ, их повторное использование, вовлечение в процесс расширения интеллектуальных возможностей ЭВМ. Объектный подход информационного моделирования предметных областей все более успешно применяется в качестве основы для структуризации их информационных отражений и, в частности, баз знаний.

1. История развития языков программирования

Первые компьютеры появились в конце Великой Отечественной Войны сначала в Соединенных Штатах Америки, а позже в СССР. Эти машины могли решать ограниченный класс задач.

Кодирование происходило на физическом уровне. Сначала программы хранились на перфокартах. Таким образом, процесс отладки программы занимал очень много времени. Позже появились магнитные ленты и магнитные диски, что облегчило задачу переносимости программ.

В конце 1950 – начале 1960 годов появились языки программирования Fortran(FORmulaTRANslation) и Cobol(COmmonBusinessOrientedLanguage)-язык, ориентированный на выполнение общих экономических расчетов.

В 1960-70 годах было написано множество языков программирования. Почти каждый программист придумывал свой язык, мечтая увековечить свое имя.

В конце 1970-х появились Паскаль, Модула, Си, которые широко применялись.

В начале 1980-х широкое распространение получили персональные компьютеры. Примерно в это же время появился язык C++.

Естественно, что C++ более всего близок к языку C. Язык С полностью включен в C++, оставлены все возможности С как языка низкого уровня для выполнения наиболее сложных и универсальных программ. Другим источником вдохновения был язык Simula67; оттуда заимствованы концепции классов и производных классов с виртуальными функциями.

Название языка C++ возникло летом 1983 года. Более ранние версии, известные под именем “C с Классами”, используются с 1980 года. Первоначально язык возник в процессе создания программы событийно-управляемой симуляции, для которой идеально подошел бы язык Simula67, если бы не соображения эффективности. “C с Классами” использовался для основных проектов по симуляции только в программах, критичных по времени выполнения и объему используемой памяти. C++ впервые возник вне группы автора в июле 1983года, однако он уже тогда практически не отличался от современной версии языка.

Название “C++ “ было предложено Риком Масцитти и символизирует эволюционные изменения, произошедшие с языком C(“++” – обозначение оператора инкрементации в языке C).

Таким образом, эволюцию языков можно показать на схеме:

Коды Ассемблеры Языки высокого Объектно-ориентированное и уровня модульное программирование

2. Основы объектно-ориентированного программирования:

Объектно-ориентированное программирование – это самый высокоуровневый вид программирования в настоящее время. Здесь поддерживаются достижения предыдущих поколений и добавлены новые свойства. Эти новые свойства реализуют парадигму объектно-ориентированного программирования.

Объектно-ориентированное программирование на C++ основывается на следующих основных этапах разработки программ.

Первый этап заключается в выделении абстракций. Выделение абстракций означает анализ предметной области, для которой составляется программа, с целью определения основных объектов предметной области, их свойств, отношений между объектами, а также возможных операций над объектами и их составляющими.

Второй этап состоит в типизации объектов и синтезе абстрактных типов данных.

Этап предполагает определение новых производных типов данных и наборов специфических функций или операций, применяемых к этим типам данных таким образом, чтобы исключить возможность смешивания или взаимозамены различных типов.

Третий этап заключается в объектной декомпозиции как выделении подтипов или подобъектов и их составляющих для каждого из типов объектов.

Четвертый этап представляет собой композиционную иерархизацию объектов как выделение родовидовых и композиционных отношений над объектами.

В результате объектно-ориентированного подхода к проектированию программ процесс разработки программы превращается в процесс эволюционного программирования, который для внесения каких-либо изменений и дополнений в программу не требует кардинального пересмотра составляющих ее алгоритмов. Эволюционный способ программирования опирается на сохранение целостности объектов программы, то есть внесение изменений в программу не должно затрагивать внутреннюю организацию существующих в ней объектов.

Важным свойством объектно-ориентированных языков является возможность разработки на них программ, работающих в системах со сложными параллельными вычислительными процессами, изначально присущими техническим средствам вычислительной техники. Это свойство опирается на концепцию активных и неактивных объектов в период функционирования программы. Одновременная активность различных объектов становится возможной за счет их строгой типизации и закрытости для изменений другими объектами.

Язык программирования C++ обладает всеми основными свойствами языков объектно-ориентированного программирования и существенно отличается по своей концепции от базового языка C.

Существует несколько принципов, лежащих в основе языка C++:

1. Инкапсуляция – это объединение производного типа данных с набором функций, используемых при работе с этим типом, в единый класс. При этом функции, включенные в класс, называются методами класса, данные – элементами данных, а конкретные представители класса – объектами класса. Закрытие данных и методов оперирования этими данными происходит таким образом, чтобы обращаться можно было бы только определенным объектам (в данном случае только объектам этих типов).

2. Наследование – это способность одних классов заимствовать основные свойства других классов, в частности – методы классов и элементы данных. Класс, наследующий свойства, называют производным, а класс, предоставляющий свои свойства для наследования, - базовым. Механизм наследования позволяет создавать иерархию классов, то есть многоуровневую систему классов, связанных между собой отношением наследования.

3. Полиморфизм – это возможность определения функции, работающей с различными по типу данных списками параметров в пределах какого-либо одного вида алгоритмов. Такие функции называются обычно виртуальными и проектируются как некоторое семейство одноименных функций, работающих с различными типами данных. Механизм, реализующий выбор какой-либо конкретной функции из определенного семейства, носит название механизма позднего связывания, поскольку может быть использован в процессе выполнения готовой программы.

Центральным понятием объектно-ориентированного программирования является понятие класса. Именно он реализует основные свойства: инкапсуляцию, наследование, полиморфизм.

Класс представляет собой тип, определяемый пользователем. Этот тип включает в себя совокупность полей данных и функций для работы с этими полями.

Отнесение переменной к какому-то типу данных определяет память, выделяемую для этой переменной и набор операций и функций, применяемых к таким переменным. Реализация этих принципов для типов, определяемых пользователем, осуществляется при помощи классов.

Существует ряд соображений, по которым было бы целесообразно ограничить доступ к элементам данных класса. К наиболее важным из них относятся следующие:

- ограничение доступа к данным класса рамками тех функций, которые включены программистом в этот класс, позволяет локализовать программные ошибки практически до начала работы программы;

- описание класса в этом случае позволяет пользователям классов более просто знакомиться с новыми библиотеками классов;

- при ограничении доступа упрощается корректировка программ, поскольку для их изменения достаточно скорректировать описание класса и функции, являющиеся его членами, не внося изменений в те места программы, где используются объекты класса;

- функциональное разграничение классов делает возможной разработку программ, использующих концепцию параллельных процессов.

Этим спецификатором помечается группа данных и функций, которые доступны другим функциям программы.

Помечаются защищенные данные и, возможно, функции, если есть необходимость. Эти элементы доступны только функциям - членам данного класса и производных от него классов, то есть тех классов, которые объявят себя приемниками данного.

Служит для задания данных и функций, доступных только функциям данного класса. Это частные данные.

По умолчанию элементы считаются частными (private) для класса и открытыми (public) для структуры (объединения также относят к классам).

Классы лучше определять в файле с расширением .h, а реализацию в файле с тем же именем, но с расширением .cpp или .c. Чаще всего класс по одиночке не определяется, а создаются библиотеки.

Для иллюстрации рассмотрим пример класса, который задает координату на экране:

Location (int _x, int _y); //конструктор

void setx(int nx);

void sety(int ny);

В данном примере, использовав спецификаторpublic, мы сделали открытыми для других функций методы, описанные в классе.

Определить функции – члены класса можно внутри описания класса или за его пределами. В первом случае функция считается встраиваемой. Встраиваемая функция характерна тем, что компилятор C++, обрабатывая вызовы этой функции в программе, заменяет их не на вызов функции как подпрограммы, а непосредственно на объектный код, соответствующий определению этой функции. Вследствие сказанного, программист должен принимать во внимание, что встраиваемые функции, как правило, имеют короткие определения. В качестве примера можно привести определение функций Getx() и Gety().

Для определения функции – члена класса за пределами описания класса необходимо определить ее где-либо в программе после определения класса, членом которого она является.

void Location :: setx(int nx)

void Location :: sety(int ny)

Location :: Location (int _x, int _y)

Операция разрешения контекста (::) позволяет указать компилятору, к какому из классов принадлежит определяемая функция.

Имя класса в определении пишется для того, чтобы компилятор однозначно определил к какому классу принадлежит данная функция, так как функции – члены различных классов могут иметь одинаковые имена.

При определении классов не происходит реального выделения памяти под объекты этого класса, а создаются лишь новые производные типы данных, для которых будут использоваться функции – члены класса.

Для того, чтобы начать работу с реальными объектами какого-либо класса, эти объекты необходимо сначала определить. При этом в программе необходимо указать имя класса, объект которого должен быть создан, а также имя самого объекта. У каждого из классов может быть произвольное число объектов.

4. Конструкторы и деструкторы

Конструктором называется функция-член класса, которая выделяет память под поля данных класса и производит их инициализацию, т.е. задает начальные значения в месте объявления переменных.

Имя конструктора совпадает с именем класса. Например, в классеLocation конструктор имеет следующий вид: Location (int _x, int _y).

Конструктор не возвращает никакого значения, даже void.

Одним из важных свойств конструктора является его автоматический вызов при описании любого объекта какого-либо класса, использующего конструктор, что снимает с программиста задачу своевременного отслеживания инициализации вновь вводимых объектов.

В общем случае конструкторы классов могут иметь списки параметров, которые могут потребоваться при инициализации. При этом программист будет обязан задать список инициализации при описании каждого нового объекта.

Конструкторов в классе может быть много. В этом случае реализуется механизм перегрузки функции.

Если конструкторы не объявлены, компилятор сам создает конструктор без параметров по умолчанию.

Объявление объектов можно проиллюстрировать следующим образом:

8. Перегрузка операций

На все операции языка C++, кроме операций объявления, new, delete, и других операций, связанных с определением производных типов данных, распространяется свойство полиморфизма, т.е. возможности использования в различных случаях для одной и той же операции операндов различных типов. Так, например, операция сложения позволяет “смешивать” типы int, double, float и другие в одном выражении. Такой полиморфизм обеспечен внутренними механизмами языка C++.

Таким образом, нельзя перегружать такие операции: . :: * ?:

Чтобы появилась возможность использовать стандартную для языка C++ операцию с необычными для нее данными, необходимо специальным образом определить ее новое поведение. Это возможно, если хотя бы один из операндов является объектом некоторого класса, т.е. введенного пользователем типа. В этом случае применяется механизм, во многом схожий с механизмом определения функций. Для распространения действия операции на новые пользовательские типы данных программист определяет специальную функцию, называемую “операция-функция” (operatorfunction). Формат определения операции-функции:

тип_возвращаемого_значения operator знак_операции (спецификация параметров операции-функции)

При необходимости может добавляться и прототип операции-функции с таким форматом:

тип_возвращаемого_значения operator знак_операции (спецификация параметров операции-функции);

И в прототипе, и в заголовке определения операции-функции используется ключевое слово operator, вслед за которым помещен знак операции. Если принять, что

конструкция operator знак_операцииесть имя некоторой функции,то определение и прототип операции-функции подобны определению и прототипу обычной функции языка C++. Например, для распространения действия бинарной операции * на объекты класса T может быть введена функция с заголовком Toperator *(Tx, Ty).

Определенная таким образом операция (в нашем примере операция “ звездочка”) называется перегруженной (по-английски - overload), а сам механизм – перегрузкой или расширением действия стандартных операций языка C++.

Количество параметров у операции-функции зависит от арности операции и от способа определения функции. Операция-функция определяет алгоритм выполнения перегруженной операции, когда эта операция применяется к объектам класса, для которого операция-функция введена. Чтобы явная связь с классом была обеспечена, операция-функция должна быть либо компонентом класса, либо она должна быть определена в классе как дружественная, либо у нее должен быть хотя бы один параметр типа класс (или ссылка на класс).

Если для класса T введена операция-функция с приведенным выше заголовком и определены два объекта A и B класса T,то выражение A*B интерпретируется как вызов функции operator * (A,B).

Рассмотрим пример. Реализуем перегрузку операции сложения для класса комплексных чисел.

comp(float i, float r)

comp operator +(comp X)

comp C1(1,1), C2(5,5),C3;

C3=C1.operator+(C2) // Прямой вызов операции-функции. Не используется.

C3=C1+C2 // Косвенный вызов операции-функции.

Компилятор по типам объектов С1 и С2 определяет, что необходимо реализовать не просто сложение двух скаляров, как это бывает в обычном использовании операции +, а вызвать перегруженную функцию operator +.Так как при определении класса поля im и real доступны функциям класса, есть необходимость определять только второй объект (X в нашем примере).

В языке C++ требуется, чтобы операции присваивания, индексации и косвенного обращения к полям класса (->) обязательно определялись как методы, т.е. как функции-члены класса.

Когда левый операнд операции является представителем класса, перегруженную операцию нужно определять как метод этого класса.

Для многих операций C++ существуют свои особенности при перегрузке (доопределении). Так, унарные операции переопределяются с описанием операции-функции без аргумента, например:

Соответственно доопределение бинарной операции использует описание операции-функции с одним аргументом, т.к. вторым является объект, для которого вызвана операция. Следует также помнить, что операция присваивания “=” может перегружаться только объявлением метода без описателя static. То же относится к операциям “()” и ”[]”.

Посмотрим, как будет выглядеть перегрузка операции присваивания для примера с комплексными числами.

comp & operator =([const] comp & X)

Если указываем const, то это показывает, что параметр не должен изменяться внутри функции, а кроме того, позволяет обрабатывать константные объекты.

Операция присваивания не наследуется.

Константные объекты и константные методы

constLocNK(0,0); //константный объект

После инициализации попытки изменения константного объекта отслеживаются и пресекаются компилятором.

Объявление константной функции в теле класса выглядит следующим образом:

1) не должны менять значения элементов класса;

2) не должны вызывать другие неконстантные методы класса.

Константные методы могут применяться как для константных, так и для неконстантных объектов.

1. М.Уэйт, С.Прата, Д.Мартин Язык Си: Пер с англ.-М.: Мир, 1988.-463 с.,ил.

2. Уинер Р. Язык Турбо Си: Пер с англ.-М.: Мир, 1991.-384 с.,ил.

3. Берри Р., Микинз Б. Язык Си: введение для программистов: Пер. с англ.-М.:Финансы и статистика, 1988.-с.,ил.

Программа. Этапы разработки программы. Спецификация. Разработка алгоритма. Кодирование. Отладка. Тестирование. Создание справочной системы. Создание установочного диска. Алгоритм и программа. Компиляция. Язык программирования Delphi. Тип данных. Переменная. Константы. Инструкция присваивания. Выражение. Тип выражения. Выполнение инструкции присваивания. Стандартные функции. Математические функции. Функции преобразования. Ввод данных. Вывод результатов. Процедуры и функции. Структура процедуры. Структура функции. Запись инструкций программы. Стиль программирования

Программа, работающая на компьютере, нередко отождествляется с самим компьютером, т. к. человек, использующий программу, "вводит в компьютер" исходные данные, как правило, при помощи клавиатуры, а компьютер "выдает результат" на экран, на принтер или в файл. На самом деле, преобразование исходных данных в результат выполняет процессор компьютера. Процессор преобразует исходные данные в результат по определенному алгоритму, который, будучи записан на специальном языке, называется программой. Таким образом, чтобы компьютер выполнил некоторую работу, необходимо разработать последовательность команд, обеспечивающую выполнение этой работы, или, как говорят, написать программу.

Этапы разработки программы

Выражение "написать программу" отражает только один из этапов создания компьютерной программы, когда разработчик программы (программист) действительно пишет команды (инструкции) на бумаге или при помощи текстового редактора.

Программирование — это процесс создания (разработки) программы, который может быть представлен последовательностью следующих шагов:

1. Спецификация (определение, формулирование требований к программе).

2. Разработка алгоритма.

3. Кодирование (запись алгоритма на языке программирования).

6. Создание справочной системы.

7. Создание установочного диска (CD-ROM).

Спецификация, определение требований к программе — один из важнейших этапов, на котором подробно описывается исходная информация, формулируются требования к результату, поведение программы в особых случаях (например, при вводе неверных данных), разрабатываются диалоговые окна, обеспечивающие взаимодействие пользователя и программы.

На этапе разработки алгоритма необходимо определить последовательность действий, которые надо выполнить для получения результата. Если задача может быть решена несколькими способами и, следовательно, возможны различные варианты алгоритма решения, то программист, используя некоторый критерий, например, скорость решения алгоритма, выбирает наиболее подходящее решение. Результатом этапа разработки алгоритма является подробное словесное описание алгоритма или его блок-схема.

После того как определены требования к программе и составлен алгоритм решения, алгоритм записывается на выбранном языке программирования. В результате получается исходная программа.

Отладка — это процесс поиска и устранения ошибок. Ошибки в программе разделяют на две группы: синтаксические (ошибки в тексте) и алгоритмические. Синтаксические ошибки — наиболее легко устраняемые. Алгоритмические ошибки обнаружить труднее. Этап отладки можно считать законченным, если программа правильно работает на одном-двух наборах входных данных.

Этап тестирования особенно важен, если вы предполагаете, что вашей программой будут пользоваться другие. На этом этапе следует проверить, как ведет себя программа на как можно большем количестве входных наборов данных, в том числе и на заведомо неверных.

Создание справочной системы

Если разработчик предполагает, что программой будут пользоваться другие, то он обязательно должен создать справочную систему и обеспечить пользователю удобный доступ к справочной информации во время работы с программой. В современных программах справочная информация представляется в форме СНМ- или HLP-файлов. Помимо справочной информации, доступ к которой осуществляется из программы во время ее работы, в состав справочной системы включают инструкцию по установке (инсталляции) программы, которую оформляют в виде Readme-файла в одном из форматов: TXT, DOC или НТМ.

Создание установочного диска

Установочный диск или CD-ROM создаются для того, чтобы пользователь мог самостоятельно, без помощи разработчика, установить программу на свой компьютер. Обычно помимо самой программы на установочном диске находятся файлы справочной информации и инструкция по установке программы (Readme-файл). Следует понимать, что современные программы, в том числе разработанные в Delphi, в большинстве случаев (за исключением самых простых программ) не могут быть установлены на компьютер пользователя путем простого копирования, так как для своей работы требуют специальных библиотек и компонентов, которых может и не быть у конкретного пользователя. Поэтому установку программы на компьютер пользователя должна выполнять специальная программа, которая помещается на установочный диск. Как правило, установочная программа создает отдельную папку для устанавливаемой программы, копирует в нее необходимые файлы и, если надо, выполняет настройку операционной системы путем внесения дополнений и изменений в реестр.

Алгоритм и программа

На первом этапе создания программы программист должен определить последовательность действий, которые необходимо выполнить, чтобы решить поставленную задачу, т. е. разработать алгоритм. Алгоритм — это точное предписание, определяющее процесс перехода от исходных данных к результату.

Рис. 1. Основные символы, используемые для представления алгоритма в виде блок-схемы

Алгоритм решения задачи может быть представлен в виде словесного описания или графически — в виде блок-схемы. При изображении алгоритма в виде блок-схемы используются специальные символы (рис. 1).

Представление алгоритма в виде блок-схемы позволяет программисту уяснить последовательность действий, которые должны быть выполнены для решения задачи, убедиться в правильности понимания поставленной задачи.

При программировании в Delphi алгоритм решения задачи представляет собой совокупность алгоритмов процедур обработки событий.

Программа, представленная в виде инструкций языка программирования, называется исходной программой. Она состоит из инструкций, понятных человеку, но не понятных процессору компьютера. Чтобы процессор смог выполнить работу в соответствии с инструкциями исходной программы, исходная программа должна быть переведена на машинный язык — язык команд процессора. Задачу преобразования исходной программы в машинный код выполняет специальная программа — компилятор.

Компилятор, схема работы которого приведена на рис. 2, выполняет последовательно две задачи:

1. Проверяет текст исходной программы на отсутствие синтаксических ошибок.

2. Создает (генерирует) исполняемую программу — машинный код.

Рис. 2. Схема работы компилятора

Следует отметить, что генерация исполняемой программы происходит только в том случае, если в тексте исходной программы нет синтаксических ошибок.

Генерация машинного кода компилятором свидетельствует лишь о том, что в тексте программы нет синтаксических ошибок. Убедиться, что программа работает правильно можно только в процессе ее тестирования — пробных запусках программы и анализе полученных результатов. Например, если в программе вычисления корней квадратного уравнения допущена ошибка в выражении (формуле) вычисления дискриминанта, то, даже если это выражение будет синтаксически верно, программа выдаст неверные значения корней.

Язык программирования Delphi

В среде программирования Delphi для записи программ используется язык программирования Delphi. Программа на Delphi представляет собой последовательность инструкций, которые довольно часто называют операторами. Одна инструкция от другой отделяется точкой с запятой.

Каждая инструкция состоит из идентификаторов. Идентификатор может обозначать:

· Инструкциюязыка(:=, if, while, for);

· константу (целое или дробное число);

· арифметическую (+, -,*,/) или логическую (and, or, not) операцию;

· подпрограмму (процедуру или функцию);

· отмечать начало (procedure, function) или конец (end) подпрограммы ИЛИ блока (begin, end).

Программа может оперировать данными различных типов: целыми и дробными числами, символами, строками символов, логическими величинами.

Язык Delphi поддерживает семь целых типов данных: shortint, smailint, Longint, Int64, Byte, word и Longword, описание которых приведено в табл. 1.

Таблица 1. Целые типы

Object Pascal поддерживает и наиболее универсальный целый тип - Integer, который Эквивалентен Longint.

Язык Delphiподдерживает шесть вещественных типов: Real48, single, Double, Extended, comp, Currency. Типы различаются между собой диапазоном допустимых значений, количеством значащих цифр и количеством байтов, необходимых для хранения данных в памяти компьютера (табл. 2).

Таблица 2. Вещественные (дробные) типы

Тип	Диапазон	Значащих цифр	Байтов
Real48	2.9x 10 -39 -1.7x10 38	11-12	06
Single	1.5 x 10 -45 -3.4х 10 38	7-8	04
Double	5.0x10- 324 -1.7x10 308	15-16	08
Extended	3.6x10- 4951 -1.1 х10 4932	19-20	10
Comp	2 63 +1 - 2 63 -1	19-20	08
Currency	-922 337 203 685 477.5808 --922 337 203 685 477.5807	19-20	08

Язык Delphi поддерживает и наиболее универсальный вещественный тип - Real, который эквивалентен Double.

Язык Delphi поддерживает два символьных типа: Ansichar и Widechar:

· тип Ansichar — это символы в кодировке ANSI, которым соответствуют числа в диапазоне от 0 до 255;

· тип widechar — это символы в кодировке Unicode, им соответствуют числа от 0 до 65 535.

Object Pascal поддерживает и наиболее универсальный символьный тип - Char, который эквивалентен Ansichar.

Язык Delphi поддерживает три строковых типа: shortstring, Longstring

· тип shortstring представляет собой статически размещаемые в памяти компьютера строки длиной от 0 до 255 символов;

· тип Longstring представляет собой динамически размещаемые в памяти строки, длина которых ограничена только объемом свободной памяти;

· тип WideString представляет собой динамически размещаемые в памяти строки, длина которых ограничена только объемом свободной памяти. Каждый символ строки типа WideString является Unicode-символом.

В языке Delphi для обозначения строкового типа допускается использование идентификатора string. Тип string эквивалентен типу shortstring.

Логическая величина может принимать одно из двух значений True (истина) или False (ложь). В языке Delphi логические величины относят к типу Boolean.

Переменная — это область памяти, в которой находятся данные, которыми оперирует программа. Когда программа манипулирует с данными, она, фактически, оперирует содержимым ячеек памяти, т. е. переменными.

Чтобы программа могла обратиться к переменной (области памяти), например, для того, чтобы получить исходные данные для расчета по формуле или сохранить результат, переменная должна иметь имя. Имя переменной придумывает программист.

В качестве имени переменной можно использовать последовательность из букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных символов. Первым символом в имени переменной должна быть буква. Пробел в имени переменной использовать нельзя.

Следует обратить внимание на то, что компилятор языка Delphi не различает прописные и строчные буквы в именах переменных, поэтому имена SUMMA, Summa и summa обозначают одну и ту же переменную.

Желательно, чтобы имя переменной было логически связано с ее назначением. Например, переменным, предназначенным для хранения коэффициентов и корней квадратного уравнения, которое в общем виде традиционно записывают

вполне логично присвоить имена а, b, с, x1 и х2. Другой пример. Если в программе есть переменные, предназначенные для хранения суммы покупки и величины скидки, то этим переменным можно присвоить имена TotalSummи Discountили ObSummaи Skidka.

В языке Delphi каждая переменная перед использованием должна быть объявлена. С помощью объявления устанавливается не только факт существования переменной, но и задается ее тип, чем указывается и диапазон допустимых значений.

В общем виде инструкция объявления переменной выглядит так:

· имя — имя переменной;

· тип — тип данных, для хранения которых предназначена переменная.

а: Real; b : Real; i : Integer;

В приведенных примерах объявлены две переменные типа real и одна переменная типа integer.

В тексте программы объявление каждой переменной, как правило, помещают на отдельной строке.

Если в программе имеется несколько переменных, относящихся к одному типу, то имена этих переменных можно перечислить в одной строке через запятую, а тип переменных указать после имени последней переменной через двоеточие, например:

а,b,с: Real; x1,x2 : Real;

В языке Delphi существует два вида констант: обычные и именованные.

Обычная константа — это целое или дробное число, строка символов или отдельный символ, логическое значение.

В тексте программы числовые константы записываются обычным образом, т. е. так же, как числа, например, при решении математических задач. При записи дробных чисел для разделения целой и дробных частей используется точка. Если константа отрицательная, то непосредственно перед первой цифрой ставится знак "минус".

Ниже приведены примеры числовых констант:

Дробные константы могут изображаться в виде числа с плавающей точкой. Представление в виде числа с плавающей точкой основано на том, что любое число может быть записано в алгебраической форме как произведение числа, меньшего 10, которое называется мантиссой, и степени десятки, именуемой порядком.

В табл. 3 приведены примеры чисел, записанных в обычной форме, в алгебраической форме и форме с плавающей точкой.

На начальном этапе составлением программ для ЭВМ занимались сами изготовители вычислительных машин. Постепенно, с развитием техники, этот процесс из рутинной работы превратился в интеллектуальную деятельность, сравнимую с искусством, т.к. трудоемкое, ручное составление программ было подобно решению сложных комбинационных задач, которое требовало научных знаний и мастерства. Возникла потребность… Читать ещё >

Введение. Основы программирования ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Программирование — процесс описания последовательности действий решения задачи средствами конкретного языка программирования и оформление результатов описания в виде программы. Эта работа требует точности, аккуратности и терпения. Команды машине должны формулироваться абсолютно четко и полно, не должны содержать никакой двусмысленности.

Программист — одна из самых востребованных специальностей в современном обществе.

С 1970;1980;х гг. программирование как новая научная дисциплина занимается методами разработки программных продуктов. Оно включает комплекс вопросов, связанных с написанием спецификаций, проектированием, кодированием, тестированием и функционированием программ для ЭВМ. Для разработки программного обеспечения применяются следующие методы: математические, инженерных расчетов и управления ["https://referat.bookap.info", 20].

Уровень программирования определяется четырьмя взаимосвязанными факторами развития: возможностями компьютеров, теорией и языками, искусством и технологией программирования.

Профессиональное программирование — вполне прагматичная деятельность, направленная на получение реального программного продукта, которое требует высокой теоретической подготовленности не только в области знания языков программирования и принципов создания программ, но и в области математики, системного анализа, исследования операций, системотехники и др. Программист должен хорошо ориентироваться в уже имеющемся программном обеспечении вычислительной техники и автоматизированных систем, программной защите информации, стандартизации и лицензировании программных продуктов.

Системным программированием, т. е. разработкой средств системного программного обеспечения (ПО) и системы программирования, занимаются системные программисты. Прикладным программированием, т. е. разработкой прикладных программ, занимаются прикладные программисты. Умение хорошо программировать — основное условие успешной профессиональной деятельности программиста. Научиться этому можно, лишь многократно программируя разные задачи, проходя путь от ее постановки до работающей программы.

Динамическое распределение памяти. Списковые структуры. Технические характеристики предлагаемого модуля для работы с односвязным списком. Листинг модуля Dinamo. Листинг программы, при написании которой был использован модуль Dinamo.

В языке программирования Паскаль, как и в других языках, всегда много используются переменные. В Паскале все переменные, которые мы используем в программе, должны быть заранее описаны, то есть, должен быть указан их тип: целое число, строка и т.п. Но зачастую не возможно заранее знать, какого типа переменная нам будет нужна. Для этих целей и служат динамические переменные, или указатели. Для их создания следует перед идентификатором вставить специальный символ ^. Прежде чем в программе можно будет использовать динамические переменные, следует выделить память, куда будут накапливаться значения соответствующего типа. Только после этого указатель будет содержать корректный адрес памяти. Размещение динамических переменных производится в специальной области памяти Heap. Динамические переменные ничем не отличаются от обычных переменных. Над ними можно производить все действия, что и с обычными переменными. Для работы с динамическим распределением памяти очень удобно использовать связанные структуры данных, например односвязные списки.

Простейшим примером списка является массив, в котором последовательно расположены все его элементы. Но у такого представления есть существенный недостаток – требуется заранее точно указать количество элементов массива. Поэтому лучше воспользоваться более гибким механизмом – динамическими переменными. Наглядно это выглядит так:

Первый элемент Последний элемент

В схеме каждый элемент разбит на два логических поля: Curr – обозначает все содержательные данные, и Next – указатель на следующий элемент списка. У последнего элемента указатель установлен в Nil, что используется для инициализации не распределенных динамических переменных. Данный список называется односвязным, поскольку движение от элемента к элементу в нем происходит только в одном направлении. Односвязный список использован в модуле Dinamo как один из вариантов работы с динамическими структурами.

Как происходит работа с элементами односвязного списка, например, вставка нового элемента? Лучше всего это можно проиллюстрировать следующим рисунком на примере односвязного списка из трех элементов.

Как мы видим, первым действием указателю нового элемента присваивается значение указателя второго элемента (на последний элемент списка), вторым действием разрывается связь между вторым и последним элементом, а вместо этого указатель второго элемента связывается с новым элементом списка.

В данной программе для работы с динамически распределяемой областью используются процедуры New(VarP : Pointer) и Dispose(VarP : Pointer). Первая позволяет создать в Heap-области новую динамическую переменную, используя при этом все свободное количество памяти, которое требуется для значения заданного типа данных. Процедура Dispose освобождает динамическую переменную, выделенную для Р по соответствующему вызову New. После вызова Dispose любые обращения к значению Р^ могут привести к ошибкам. То есть, каждому вызову New должен соответствовать вызов Dispose.

В разработке предложенной программы и модуля также был использован процедурный тип данных. Процедурные типы данных позволяют интерпретировать процедуры и функции как объекты, которые можно использовать при определении переменных и передаче параметров. В программе при вызове такой переменной с соответствующими ей параметрами происходит выполнение назначенной ей процедуры или функции. Синтаксис записи описания процедурного типа соответствует синтаксису обычного заголовка процедуры либо функции.

Технические характеристики предлагаемого модуля для работы с односвязным списком.

В данном модуле реализованы все основные функции, которые необходимы для качественной работы с данными, а именно: создание, вставка, поиск, удаление и просмотр информации, содержащейся в односвязном списке.

В процедуре, которая позволяет создавать новые записи, возможен непосредственный ввод информации с клавиатуры. Это обеспечивает некоторую мобильность программы.

Процедура вставки обеспечивает запись нового, введенного с клавиатуры, элемента в то место списка, которое пользователь считает необходимым.

Процедура удаление также обеспечивает удаление элемента, предварительно найденного в списке, в каком бы месте списка он не находился.

Просмотр обеспечивает последовательный, начиная с первого элемента, просмотр всех элементов, содержащихся в списке. Управление просмотром осуществляется клавишей "пробел".

Данный модуль удобен в использовании, управление отдельными процедурами требует определенной предварительной типизации.

Читайте также: