Файл: Литература по теме Тема Алгоритмы и программы Вопрос Понятие алгоритма.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 6. Линейная структура алгоритма
Рассмотрим пример. Заданы две стороны (катеты) прямоугольного треугольника – а и в. Требуется составить алгоритм вычисления гипотенузы по формуле:
Результат решения представлен на рисунке 7.
Рис. 7. Блок-схема алгоритма расчета длины гипотенузы
В алгоритмах разветвляющейся структуры переход к следующей операции зависит от результата проверки некоторого заданного условия (рис. 8).
Рис. 8. Разветвляющаяся структура алгоритма
Рассмотрим пример. Требуется напечатать четные цифры в интервале от 0 до 10 красным цветом, а нечетные – черным. Решение:
1. Ввод Х = 0, 1, 2, …, 10.
2. Проверка условия Х – чётно или нечётно?
3. Если чётно: печатаем Х красным.
4. Если нечётно: печатаем Х черным.
Блок-схема алгоритма приведена на рисунке 9.
Рис. 9. Блок-схема алгоритма
В алгоритмах циклической структуры отдельные операции могут циклически повторяться в зависимости от результата проверки заданного условия (рис. 10).
Рис. 10. Циклическая структура алгоритма
В реальных условиях алгоритмы содержат большое число фрагментов различных структур.
Алгоритм всегда рассчитан на конкретного исполнителя. В нашем случае таким исполнителем является ЭВМ. Для обеспечения возможности реализации на ЭВМ алгоритм должен быть описан на языке, понятном компьютеру, то есть на языке программирования.
Вопрос 4. Программы.
Рассмотренные ранее способы описания алгоритмов «грешат» существенным недостатком: записи предписаний не могут непосредственно восприниматься машиной и в дальнейшем выполняться. Поэтому они используются только для предварительной работы с алгоритмом в расчете на то, что существуют средства описания алгоритмов, применяя которые можно ввести символы алгоритма в память ЭВМ и затем выполнить заданные предписания для получения искомых результатов. Средствами такого описания алгоритмов являются языки программирования, позволяющие на основе строго определенных правил формировать последовательность предписаний, однозначно отражающих смысл и содержание частей алгоритма с целью их последующего исполнения на ЭВМ.
Понятия алгоритма и программы разграничены не очень чётко. Обычно программой называют окончательный вариант алгоритма решения задачи, ориентированный на конкретного пользователя.
Таким образом, можно дать следующее определение программы для ЭВМ:
Программа – это описание алгоритма и данных на некотором языке программирования, предназначенное для последующего выполнения на компьютере.
Язык программирования – это формальный, искусственный язык, предназначенный для представления алгоритмов в виде, пригодном для выполнения ЭВМ. Различают языки программирования низкого уровня (ассемблеры) и высокого уровня (Бейсик, Паскаль и др.). Языки низкого уровня близки к языку машинных команд, а языки высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.
Вот пример фрагмента программы на языке Бейсик:
1. program имя (ввод, вывод);
2. program echo (input, output);
3. описания; var n: integer; BEGIN;
4. BEGIN оператор;
5. write('число?');оператор;read(n);операторwrite(n)END.
Каждый язык программирования, равно как и «естественный язык» (русский, английский и т.д.), имеет алфавит, словарный запас, свои грамматику и синтаксис, а также семантику.
Алфавит – фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке.
Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования.
Семантика – система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных.
Вопросы для самопроверки:
1. Что называется алгоритмом решения задачи?
2. Каково происхождение термина «алгоритм»?
3. Назовите свойства алгоритмов.
4. Перечислите способы представления алгоритмов.
5. Что представляет собой алгоритмический язык?
6. Назовите виды структур алгоритмов.
7. В чем состоит суть разветвляющегося алгоритма?
8. В чем заключается суть циклического алгоритма?
9. Что такое компьютерная программа?
10. Назовите примеры языков программирования высокого уровня.
11. Назовите составляющие языка высокого уровня.
12. Что такое семантика языка?
Литература по теме:
1. Гуриков С.Р. Информатика: учеб. – М.: Форум, Инфра-М, 2017 г. – 464 с.
2. Сергеева И.И., Музалевская А.А., Тарасова Н.В. Информатика. – 2 изд. – М: Инфра-М, Форум, 2017. – 384 с.
3. Трофимов В.В. Информатика: учеб. – в 2-х т. – СПб.: Юрайт, 2016. – 406 с.
Интернет-ресурсы:
1. Официальный сайт компании Microsoft. – Режим доступа: http://www.microsoft.com
2. Портал Информационно-коммуникационные технологии в образовании. – Режим доступа: http://www.ict.edu.ru
3. Федеральный портал «Единое окно доступа к образовательным ресурсам». – Режим доступа: http://window.edu.ru
Тема 5. Программное обеспечение компьютера
Цель и задачи: рассмотреть понятие программного обеспечения (ПО) компьютера, основные виды ПО и их назначение. Познакомиться с примерами популярных компьютерных программ.
Вопросы темы:
1. Понятие программного обеспечения компьютера.
2. Системное программное обеспечение.
3. Прикладное программное обеспечение.
4. Инструментальное программное обеспечение.
Вопрос 1. Понятие программного обеспечения компьютера.
Вся совокупность существующих компьютерных программ называется программным обеспечением (ПО). Она содержит три больших класса: системное, прикладное и инструментальное ПО (рис. 11).
Рис. 11. Классы программного обеспечения
Системное ПО состоит из программ, обеспечивающих работу всех частей компьютера и подключаемых к нему периферийных устройств.
Прикладное ПО содержит программы, используемые для решения конкретных (прикладных) задач пользователя. В него входят текстовые и графические редакторы, табличные процессоры, расчетные программы, а также сложные программные системы.
Инструментальное ПО предназначено для создания самих компьютерных программ. Оно включает языки и системы программирования, например, языки Бейсик, Pascal, Java, средства и системы программирования Delphi, Visual Studio, C++Builder и др.
Вопрос 2. Системное программное обеспечение.
Системное ПО современных компьютеров содержит разнообразные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:
· управление различными устройствами и ресурсами компьютера;
· проверка работоспособности (тестирование) устройств компьютера;
· поиск и исправление проблем;
· создание архивных копий используемых файлов;
· выдача справочной информации о компьютере и др.
Так, например, известная и популярная программа Everest, впоследствии переименованная в AIDA64, позволяет за несколько минут протестировать компьютер и получить полную информацию о характеристиках и состоянии всех его устройств.
Системные программы часто называют системными утилитами.
Центральное место в системном ПО занимают операционные системы (ОС). Основное назначение операционной системы, установленной на компьютер, является обеспечение согласованной работы всех внутренних и внешних устройств компьютера, а также организация взаимодействия пользователя и компьютера.
ОС предоставляет доступ к управлению компьютером, а также упорядочивает и хранит информацию во внешней памяти компьютера. При этом ОС скрывает от пользователя подробности взаимодействия различных программ с устройствами компьютера и не требует обязательного знания языков машинных команд и программирования.
Как правило ОС хранится на жестком диске и загружается в оперативную память при включении компьютера. При необходимости ОС также может храниться и на компакт-диске и загружаться с него.
Установленные на компьютер программы, а также файлы и папки (в том числе созданные на компьютере пользователем), образуют в запоминающем устройстве определённую структуру, называемую файловой системой компьютера. Операционная система позволяет пользователю формировать файловую систему путём установки (инсталляции) на компьютер необходимых программ, создания файлов и папок, а также их переименования, перемещения, копирования и удаления.
Другие функции ОС обеспечивают:
· распределение имеющихся ресурсов памяти;
· обмен c устройствами ввода-вывода;
· реакцию системы на ошибки и аварийные ситуации;
· осуществление диалога в общении с пользователем.
Перечислим основные программные составляющие операционной системы:
· Модуль управления файловой системой позволяет управлять хранением информации на дисках долговременной (жесткий диск) и внешней памяти (CD, DVD, флэшки и др. накопители).
· Командный процессор – это специальная программа, которая выполняет вводимые команды пользователя и программ.
· Драйверы устройств – это служебные системные программы для работы с устройствами компьютера. К каждому устройству (например, принтеру, сканеру, web-камере и пр.) прилагается компьютерная программа-инструкция (драйвер), в которой прописано, как с ним должна работать ОС. Как правило, ОС уже содержит в себе большинство драйверов периферийных устройств, выпущенных до выхода используемой версии ОС. Однако, если устройство и его драйвер были выпушены уже после выпуска данной версии ОС, при первом подключении нового устройства придется установить и его драйвер. Обычно этот драйвер находится на компакт-диске (часто, мини-диске), который поставляется (или продается) вместе с новым устройством.
· Графический интерфейс – это программная составляющая ОС, определяющая вид главного окна программы. Благодаря графическому интерфейсу, содержащему экранные значки и систему меню, пользователь, вводит любые команды управления компьютером и имеющимися программами с помощью (щелчка) мыши.
· Сервисные программы – это программы-утилиты, позволяющие обслуживать диски, выполнять операции с файлами, работать в сетях и т.д.
· Справочная система позволяет получать необходимую информацию как о функционировании ОС в целом, так по работе ее отдельных модулей. Специальный раздел справочной системы посвящен устранению различных неисправностей компьютера, периферийных устройств и их взаимодействия.
В настоящее время для работы на персональном компьютере используются разные операционные системы: Unix, Linux, MacOS, FreeBSD, Ubuntu и др. Наибольшую популярность получили операционные системы семейства Windows – разработки американской корпорации Microsoft (MS).
Вопрос 3. Прикладное программное обеспечение.
Прикладное ПО – это самый обширный класс компьютерных программ. В него входят популярные программы для решения самых разнообразных задач, как деловой сферы, так и сферы широкой пользовательской аудитории. Как правило, подобные программы составляют целые комплексы, называемые пакетами прикладных программ (ППП).
Наиболее популярными пакетами являются так называемые офисные пакеты, предназначенные для решения большинства «офисных» задач:
· подготовки текстовых и табличных документов;
· оформления графических и презентационных материалов;
