Цели и задачи дисциплины. Цель преподавания дисциплины – дать студентам представление о современном состоянии алгоритмизации, методах разработки алгоритмов и программ

Цель преподавания дисциплины – дать студентам представление о современном состоянии алгоритмизации, методах разработки алгоритмов и программ, а также развитие практических навыков разработки алгоритмов и структурных программ для обработки информации с использованием инструментальных средств проектирования программ.

В области воспитания личности целью подготовки по данной дисциплине является формирование следующих социально-личностных и общекультурных компетенций:

- целеустремленность, организованность, трудолюбие, ответственность.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

- знать

технологию разработки алгоритмов и программ,

методы отладки и решения задач на ЭВМ в различных режимах;

основные стандарты в области инфокоммуникационных систем и технологий, в частности стандарты Единой системы программной документации;

- уметь

ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения,

использовать прикладные системы программирования,

разрабатывать основные программные документы;

- иметь представление

о современном состоянии средств разработки программ, тенденциях развития средств и систем для проектирования программ.

Содержание дисциплины

Теоретический курс включает следующие разделы и темы:

Раздел 1 Основы алгоритмов обработки информации

Тема 1.1 Этапы решения задач на ЭВМ

Постановка задачи и спецификация программы. Формализация задачи. Алгоритмизация. Программирование. Тестирование и отладка. Документирование. Сопровождение программы.

Тема 1.2 Основы алгоритмизации

Алгоритмы. Свойства и способы записи алгоритма: естественные языки, схемы, структурограммы, псевдоязыки, языки программирования. Основные правила разработки алгоритмов. Базовые алгоритмические структуры: следование, развилка, повторение. Способы их изображения. Типы алгоритмов. Пошаговая детализация как метод проектирования алгоритмов.

Тема 1.3 Современные методы программирования

Технология нисходящего проектирования программ. Метод структурного программирования. Метод процедурного программирования. Метод модульного программирования.

Технология восходящего проектирования программ. Метод объектно-ориентированного программирования.

Сущность структурного программирования: разбиение на подзадачи, нисходящее проектирование, стандартные структуры управления. Достоинства и недостатки. Правила проектирования и оформления структурных программ.

Понятие языка программирования. Этапы развития языков программирования. Современные тенденции в области языков программирования. Сравнение развития языков в представлении данных и способах реализации алгоритмов. Сравнительная характеристика языков программирования высокого уровня. Синтаксис и семантика. Способы описания синтаксиса: лингвистические формулы и синтаксические диаграммы. Структура языка программирования. Базовые элементы языка: алфавит, лексемы, выражения. Предложения языка: описания и операторы. Программа на языке высокого уровня: состав и структура. Критерии качества программы. Жизненный цикл программы.

Тема 1.4 Инструментальные средства разработки программ

Современные интегрированные среды проектирования программ. Состав и назначение элементов интегрированной среды программирования: текстовый редактор, транслятор, редактор связей, компоновщик, загрузчик, отладчик, инструктор, библиотекарь, профайлер. Схема обработки программы на языке программирования. Трансляция, виды трансляторов. Основные этапы трансляции. Набор, редактирование, отладка и выполнение программ в интегрированной среде программирования. Интерфейс пользователя среды.

Выбор среды программирования. Среда программирования Borland Pascal 7.0. Среда программирования PascalABC.NET. Среда программирования Delphi. Среда программирования Free Pascal. Этапы разработки программ.

Раздел 2 Применение структурного программирования для обработки информации

Тема 2.1 Разработка линейных программ

Описательные предложения языка программирования высокого уровня. Описание используемых библиотек, модулей, меток, констант, типов, переменных. Области действия описаний. Исполнительные предложения языка высокого уровня. Представление основных управляющих структур программирования.

Переменные и их типы. Порядковые и непорядковые типы данных. Дерево типов. Простые типы данных: целые, вещественные, символьный, логический, перечисляемые и ограниченные типы. Встроенные языковые средства для работы с данными простых и порядковых типов. Преобразование типов данных. Средства реализации линейных алгоритмов: арифметические операторы, операторы присваивания, вызова функции, составной, пустой. Стандартные функции. Ввод/вывод в текстовом режиме.

Тема 2.2 Разработка разветвляющихся программ

Логический тип. Переменные логического типа. Операторы сравнения. Логические операторы. Представление основных управляющих структур. Средства реализации разветвляющихся алгоритмов: условный оператор, оператор выбора, оператор перехода. Обход. Выбор. Вложенные условные операторы. Примеры задач на составление логические выражений. Примеры задач на выбор варианта.

Тема 2.3 Разработка циклических программ

Представление основных управляющих структур. Средства реализации циклических алгоритмов: операторы цикла с предусловием, с постусловием, с параметром. Условие выхода из цикла. Вложенные циклы. Перебор вариантов. Зацикливание. Реализация арифметических, итерационных и вложенных циклов. Вычисление номера шага. Вычисления с заданной точностью. Циклы с переспросом. Примеры решения задач.

Тема 2.4 Реализация алгоритмов обработки массивов

Структурированные типы данных: одномерные и многомерные массивы. Статическое распределение памяти. Реализация алгоритмов сортировки структур данных и поиска в этих структурах. Вычислимость индекса. Переменные - флаги. Переменная – счётчик событий. Примеры решения задач на поиск экстремальных элементов в векторе и матрице, сортировка вектора, перемножение матриц, сортировка фрагментов матрицы.

Тема 2.5 Реализация рекуррентных вычислений

Понятие итерации. Алгоритмические приёмы накопления суммы и произведения. Вычисления с помощью рекуррентных соотношений. Одномерные и многомерные рекуррентные соотношения. Примеры решения задач.

Распределение времени по разделам программы и видам занятий

Наименование темы	Число учебных часов
Лекции	Лабораторные работы	Самостоятельная работа
1.1 Этапы решения задач на ЭВМ		-
1.2 Основы алгоритмизации
1.3 Современные методы программирования		-
1.4 Инструментальные средства разработки программ
2.1 Разработка линейных программ
2.2 Разработка разветвляющихся программ
2.3 Разработка циклических программ
2.4 Реализация алгоритмов обработки массивов
2.5 Реализация рекуррентных вычислений
Итого