Касюк С.Т. Конспект лекций по дисциплине Информатика

Подождите немного. Документ загружается.

• из символов процесса, указывающих фактические операции

обработки данных;

• из линейных символов со стрелками-указателями, указывающих

поток данных;

• из специальных символов, используемых для облегчения написания и

чтения схем.

Таблица 1.3.1

Типовые действия,

наиболее часто встречающиеся в схемах программ

1. Вычисление, функция

обработки данных любого вида

(символ «процесс»).

2. Вызов функции (символ

«предопределенный процесс»).

3. Начало или конец программы

(символ «терминатор»).

4. Ввод данных вручную во

время обработки с устройств

любого типа (символ «ручной

ввод»).

5. Вывод информации на

видеомонитор в человекочитаемой

форме (символ «дисплей»).

6. Проверка условия — функция

переключательного типа,

имеющая один вход и ряд

альтернативных выходов, один и

только один из которых может

быть активизирован после

вычисления условий,

определённых внутри этого

символа (символ «решение»).

Продолжение табл. 1.3.1

7. Вычисление в цикле (символ

«граница цикла»). Символ состоит из

двух частей, между которыми находится

тело цикла).Условия для инициализации,

приращения, завершения и т.д.

помещаются внутри символа в начале

или в конце в зависимости от

расположения операции, проверяющей

условие.

8. Комментарии к алгоритму (символ

«комментарий»). Символ используют для

добавления описательных комментариев

или пояснительных записей в целях

объяснения или примечаний.

Пунктирные линии связаны с

соответствующим символом или могут

обводить группу символов.

9. Обрыв линий, выход в часть схемы и

вход из другой части этой схемы (символ

«соединитель»).

10. Поток данных (символ «линия»).

Символ отображает поток данных. При

необходимости или повышения

удобочитаемости могут быть добавлены

стрелки-указатели.

——

Пример. Разработать схему программы вычисления произведения двух

натуральных чисел n и m с использованием операции сложения. Произведение —

k. (Схема приведена на рис. 1.3.1.)

Рис. 1.3.1. Схема алгоритма

Основные структуры алгоритмов — ограниченный набор символов

(блоков) и стандартных способов их соединений для выполнения типичных

последовательностей действий. Комбинации основных структур, позволяющие

изобразить схему практически любого алгоритма приведены в табл. 1.3.2.

Таблица 1.3.2

Основные структуры алгоритмов

1.Следование —

последовательное размещение

символов (блоков) или группы

символов.

2. Цикл с постусловием — цикл

«до». Цикл всегда выполняется

хотя бы один раз. Проверка

условия выхода из цикла

происходит после того, как тело

цикла выполнено. (Тело цикла —

та последовательность действий,

которая выполняется

многократно.)

Продолжение табл. 1.3.2

3. Цикл с предусловием —

цикл «пока». Проверка

условия производится перед

выполнением тела цикла. Если

при первой проверке условие

выхода выполняется, то само

тело цикла не будет выполнено

ни разу. Тело цикла

выполняется до тех пор, пока

не будет выполнено условие

выхода из цикла.

4. Разветвление. Применяется,

когда в зависимости от

условия выполняется либо

одно, либо другое действие.

Действия могут содержать

несколько этапов (символов).

Продолжение табл. 1.3.2

5. Обход — частный случай

разветвления, когда одна

ветвь не содержит никаких

действий.

6. Множественный выбор —

результат обобщения

разветвления, когда в

зависимости от значения

некоторой переменной

выполняется одно из

нескольких действий.

Особенностью всех приведенных структур является то, что они имеют один

вход и один выход, и их можно соединять друг с другом в любой

последовательности. Каждая структура может содержать любую другую

структуру в качестве одного из символов.

При составлении схемы необходимо размещать символы друг под другом в

порядке выполнения операций в

программе. Это дает простую и наглядную

структуру программы, по которой далее легко составить саму программу.

Разработка алгоритма методом пошаговой детализации. Первоначально

продумывается и фиксируется общая структура алгоритма без детальной

разработки отдельных его частей. Блоки, которые требуют дальнейшей

детализации, как-то выделяются (например, пунктирной линией). Далее

прорабатываются отдельные блоки, которые не были

детализированы на

предыдущем шаге. После детализации всех блоков будет сформирован

окончательный алгоритм. Метод пошаговой детализации называется также

программированием «сверху-вниз».

ГЛАВА 2. ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ СИ

§2.1. Введение в язык Си

Язык программирования Си — универсальный язык программирования,

который завоевал особую популярность у программистов, благодаря сочетанию

возможностей языков программирования высокого и низкого уровней.

Язык Си широко применяется при современном профессиональном

программировании*

. Большинство программистов предпочитают использовать

язык Си для своих серьезных разработок потому

, что их привлекают такие

особенности языка, как свобода выражения мыслей, мобильность и чрезвычайная

доступность.

Язык Си наряду с тем, что он позволяет освоить хороший стиль

программирования, так же как более простые и менее мощные языки высокого

уровня (Бейсик, Паскаль), даёт возможность программисту осуществлять

непосредственный доступ к ячейкам памяти и регистрам

компьютера, требуя при

этом знания особенностей функционирования ЭВМ. В этом Си схож с языком

низкого уровня — ассемблером. Поэтому язык Си иногда называют ассемблером

высокого уровня, хотя на самом деле он представляет собой гораздо более

мощное средство решения трудных задач и создания сложных программных

систем.

———————————

* Позиции языка Си++ в современном мире

Современные языки программирования:

• Си++ — язык системного программирования;

• Java — язык программирования для Internet и мобильных систем;

• Visual Basic — язык разработки Windows-приложений;

• Delphi — объектно-ориентированный язык Object Pascal.

Практически все используемые в мире ключевые программные средства, в

том числе компиляторы, операционные системы, СУБД, системы

телекоммуникаций написаны на Си++. Несколько примеров: а) практически все

программные продукты Microsoft (Windows XP, Office XP, Internet Exploer,

MS SQL Server и др.), б) ведущие продукты Adobe Systems (Photoshop, Acrobat и

др.), в) базовые компиляторы Sun, г) графическая оболочка KDE для Linux,

д) многие компоненты Mac OS X и т.

д. Не вызывает сомнений подавляющее

превосходство Си++ в области встроенных систем и индустрии компьютерных

игр (Doom III, StarCraft и др.). На Си++ реализованы ведущие поисковые Web-

системы и крупнейшие Web-порталы: Google, Yahoo, Amazon и др. Создатель

Си++ Бьерн Страустроп приводит следующие аргументы в пользу языка: «Си++

является наилучшим языком для многих приложений, где требуется системное

программирование, имеются определенные

ограничения по ресурсам и

выдвигаются серьезные требования к производительности. Одним из примеров

служит Google, другим — встроенные системы для миниатюрных устройств».

Язык Си был разработан американцем Деннисом Ритчи в

исследовательском центре Computer Science Research Center of Bell Laboratories

корпорации AT&T в 1972 г. Первоначальная реализация Си была выполнена на

ЭВМ PDP-11 фирмы DEC для создания операционной системы UNIX. Позже он

был перенесен в среду многих операционных систем, обособился и существует

независимо от любой из них. Программы, написанные на языке Си, как правило,

можно

перенести в любую другую операционную систему или на другой

компьютер либо с минимальными изменениями, либо вовсе без них.

Диалекты языка Си. Первое описание языка Си дал его автор Деннис

Ритчи совместно с Брайном Керниганом в книге «Язык программирования Си».

Однако, описание не было строгим и содержало ряд неоднозначных моментов.

Разработчики

языка Си трактовали язык по-разному. Фактически, долгое время

стандартом языка служила его реализация в UNIX. Сейчас существуют десятки

реализаций языка программирования Си. Они поддерживают разные диалекты

языка.

В 1983 г. при Американском Институте Национальных Стандартов

(American National Standart Institute — ANSI) был создан комитет по

стандартизации языка Си. В 1989 г. был утверждён окончательный вариант

стандарта. Однако

на сегодняшний день большинство реализаций языка Си не

поддерживают стандарт в полном объёме.

§2.2. Структура программы

Программа на языке Си состоит из одной или более подпрограмм,

называемых функциями. Каждая функция в языке Си имеет свое имя. В любой

программе одна из функций обязательно имеет имя main().

Имя функции — это коллективное имя группы

описаний и операторов,

заключенных в фигурные скобки. За именем функции в круглых скобках

указываются параметры функции.

Пример функции

/* Первая программа на Си. */

main()

{

printf("\n Здравствуй, язык Си! \n");

/* Вывод на экран*/

/* с новой строки сообщения */

}

Результат работы программы

Здравствуй, язык Си!

В этой программе имя функции main(). При выполнении программы,

созданной на языке Си, операционная система компьютера всегда передаёт

управление в программу на функцию с именем main(). Обычно, хотя это не

обязательно, функция main() стоит первой в тексте программы. Следующие за

именем функции круглые скобки играют важную роль. В них указываются

параметры (аргументы), которые

передаются в функцию при обращении к ней. В

данном случае операционная система не передаёт в функцию main() никаких

параметров, поэтому список аргументов в круглых скобках пустой. В фигурные

скобки « { } » заключены описания и операторы, которые в данном случае

обеспечивают вывод на экран компьютера сообщения «Здравствуй, язык Си!».

В общем случае программа содержит несколько

функций.

Пример программы из нескольких функций

main()

{

................

}

function_1(...)

{

................

}

function_2(...)

{

................

}

................

function_n(...)

{

................

}

Функция main() может вызывать для выполнения любую другую функцию.

Функции function_1(), function_2(), ... , function_N() могут вызвать любую