Билет № 10

1. Представление о программировании: язык программирования (на примере одного из языков высокого уровня); примеры несложных программ с линейной, ветвящейся и циклической структурой.

Для представления алгоритма в виде, понятном компьютеру, служат языки программирования. Сначала разрабатывается алгоритм действий, а потом он записывается на одном из таких языков. В итоге получается текст программы - полное, законченное и детальное описание алгоритма на языке программирования. Затем этот текст программы специальными служебными приложениями, которые называются трансляторами, либо переводится в машинный код (язык нулей и единиц), либо исполняется.

Специалисты, профессионально занимающиеся программированием, называются программистами. В первые годы существования ЭВМ для использования компьютера в любой области нужно было уметь программировать. В 1970-х - 80-х годах XX века начинает развиваться прикладное программное обеспечение. Бурное распространение прикладного ПО произошло с появлением персональных компьютеров. Стало совсем не обязательным уметь программировать для того, чтобы воспользоваться компьютером. Люди, работающие на компьютерах, разделились на пользователей и программистов. В настоящее время пользователей гораздо больше, чем программистов.

Может возникнуть впечатление, что программисты теперь уже не нужны! Но кто же тогда будет создавать все операционные системы, редакторы, графические пакеты, компьютерные игры и многое другое? Программисты, безусловно, нужны, причем задачи, которые им приходится решать, со временем становится все сложнее.

Программирование принято разделять на системное и прикладное. Системные программисты занимаются разработкой системного программного обеспечения: операционных систем, утилит и пр., а также систем программирования. Прикладные программисты создают прикладные программы: редакторы, табличные процессоры, игры, обучающие программы и многие другие. Спрос на высококвалифицированных программистов, как системных, так и прикладных очень большой.

Для составления программ существуют разнообразные языки программирования.

Язык программирования – это фиксированная система обозначений для описания алгоритмов и структур данных.

Языки программирования - искусственные языки. От естественных они отличаются ограниченным числом "слов", значение которых понятно транслятору, и очень строгими правилами записи команд (операторов). Транслятор — средство для преобразования текстов из одного языка, понятного человеку, в другой язык, понятный компьютеру.

Популярными языками программирования сегодня являются Паскаль, Бэйсик, Си и др.

Для создания и исполнения на компьютере программы написанной на языке программирования, используются системы программирования.

Система программирования – это программное обеспечение компьютера, предназначенное для разработки, отладки и исполнения программ, записанных на определенном языке программирования.

Существуют системы программирования на Паскале, Бэйсике и других языках.

На заре компьютерной эры, в 50-е годы XX века, программы писались на машинном языке и представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц. Составление и отладка таких программ было чрезвычайно трудоемким делом.

В 60—70-е годы для облегчения труда программистов начали создаваться языки программирования высокого уровня, формальные языки, кодирующие алгоритмы в привычном для человека виде (в виде предложений). Такие языки программирования строились на основе использования определенного алфавита и строгих правил построения предложений (синтаксиса).

Наиболее широко распространенным типом языков программирования высокого уровня являются процедурные языки. В таких языках широко используются управляющие конструкции (операторы), которые позволяют закодировать различные алгоритмические структуры (линейную, ветвление, цикл).

Одним из первых процедурных языков программирования был известный всем Бэйсик (Basic), созданный в 1964 году. В течение последующего времени Бэйсик развивался, появлялись его различные версии (MSX-Basic, Бэйсик-Агат, QBasic и др.). Другим широко распространенным языком программирования алгоритмического типа является Pascal.

Первая версия языка Паскаль была разработана швейцарским ученым Никлаусом Виртом в 1968 году. Первоначально язык предназначался для целей обучения, поскольку он является достаточно детерминированным, т.е. все подчиняется определенным правилам, исключений из которых не так много. Основные характеристики: относительно небольшое количество базовых понятий, простой синтаксис, быстрый компилятор для перевода исходных текстов в машинный код. В 1992 г. фирма Borland International выпустила два пакета, основанных на языке Паскаль: Borland Pascal 7.0 и Turbo Pascal 7.0.

Благодаря языкам программирования высокого уровня, программы больше напоминают инструкции, обращенные к человеку, нежели к машине. Однако следует иметь в виду, что в языках программирования не допускаются даже незначительные (с точки зрения человека) нарушения в правилах написания программ. Ведь даже маленькая неточность может вызвать невыполнимость программы или трудно уловимую ошибку.

Рассмотрим несколько простых примеров на языке программирования Паскаль.

Пример 1. Программа с линейной структурой. Для примера составим программу вычисления периметра треугольника.

program perim; {вычисление периметра треугольника}
var a,b,c,p:integer;
begin
readln(a,b,c);
p:=a+b+c;
write(p);
end.

Для удобства пользователя можно улучшить эту программу так:

program perim; {вычисление периметра треугольника}
var a,b,c,p:integer;
begin
write('Введите стороны треугольника:');
readln(a,b,c);
p:=a+b+c;
write('Периметр равен =',p);
end.

Пример 2. Программа с ветвящейся структурой. Для примера составим программу вычисления большего из двух чисел.

program bid; {большее из двух чисел}
var a,b,c:integer;
begin
readln(a,b);
if a>b then c:= a
else c:= b;
write(c);
end.

Пример 3. Программа с циклической структурой. Для примера составим программу вычисления факториала. Факториал числа это произведение последовательности чисел от 1 до этого числа. N! = 1*2*...*N.

Сначала составим программу, используя циклы со счетчиком. Произведение уже умноженных чисел будем хранить в переменной f, начальное значение которой равно 1.

program faktorial; {вычисление факториала}
var n,f,i:integer;
begin
readln(n);
f:=1;
for i:=1 to n do f:=f*i;
write(f);
end.

Теперь составим программу, используя циклы с предусловием. В данном случаи переменная r выполняет роль множителя, значение которого меняется от 1 до n. В теле цикла сначала вычислим очередное произведение, затем увеличим r на единицу.

program faktorial; {вычисление факториала}
var n,r,f:integer;
begin
readln(n);
f:=1;
r:=1;
while r<=n do
begin
f:=f*r;
r:=r+1;
end;
write(f);
end.

Рассмотрим несколько простых примеров на языке программирования QBasic.

Пример 1. Программа с линейной структурой. Для примера составим программу вычисления периметра треугольника.

REM вычисление периметра треугольника
DIM a, b, c, p AS INTEGER
INPUT "Введите стороны треугольника", a, b, c
p = a + b + c
PRINT "Периметр равен", p
END

Команду описания переменных DIM a, b, c, p AS INTEGER на QBasic можно не использовать, в этом случае компьютер будет считать переменные типа variant.

Пример 2. Программа с ветвящейся структурой. Для примера составим программу вычисления большего из двух чисел.

REM большее из двух чиселDIM a, b, c AS INTEGERINPUT "Введите два числа", a, bIF a > b THENc = aELSEc = bEND IFPRINT "Большее число =", cEND

Пример 3. Программа с циклической структурой. Для примера составим программу вычисления факториала. Факториал числа это произведение последовательности чисел от 1 до этого числа. N! = 1*2*...*N.

Сначала составим программу, используя циклы со счетчиком. Произведение уже умноженных чисел будем хранить в переменной f, начальное значение которой равно 1.

REM вычисление факториала
DIM n, f, i AS INTEGER
INPUT "Введите число", n
f = 1
FOR i = 1 TO n
f = f * i
NEXT
PRINT "факториал =", f
END

Теперь составим программу, используя циклы с предусловием. В данном случае переменная r выполняет роль множителя, значение которого меняется от 1 до n. В теле цикла сначала вычислим очередное произведение, затем увеличим r на единицу.

REM вычисление факториала
DIM n, f, r i AS INTEGER
INPUT "Введите число", n
f = 1
r = 1
DO WHILE r <= n
f = f * r
r = r + 1
LOOP
PRINT "факториал =", f
END