к библиотеке ЯП ЯиМП высокоуровн. языки - 3GL визуальные среды - 4GL 5GL ТП Поколения компьютеров

Основы программирования

Алгоритмы, структуры данных и программирование

(преподаватель: к.т.н. К.А. Хайдаров)

Алгоритмы

Структуры данных

Основы компьютерных языков

Алгоритмические языки

Декларативные языки

Сетевые языки

Практика

Литература

Abu Abdullah Muhammad bin Musa al-Khwarizmi

Данная дисциплина предназначена для того, чтобы студент овладел основными знаниями и навыками создания компьютерных программ и баз данных. Основой программирования являются процесс алгоритмизации и понятие алгоритма, а также владение алгоритмическими языками и языками запросов к базам данных.

Ключевым понятием данной дисциплины является понятие алгоритма, введенное в логику и математику более 11 веков назад узбекским ученым Мухаммедом аль-Хорезми (из Хорезма). Известные сегодня каждому школьнику правила умножения "столбиком" и деления "уголком" - это правила, разработанные аль-Хорезми, а потому имеющие общее название "алгоритмы" - от латинизированного имени этого ученого.

Алгоритм, algorithm - это точный рецепт, предписание, определяющее логический и вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к искомому результату.

Процессы управления не только компьютерами, но всеми другими техническими устройствами и системами сводятся к реализации определенных алгоритмов, что показывает принадлежность алгоритмизации и понятия алгоритма к их родовой дисциплине - кибернетике.

Основы алгоритмизации и языков программирования

Свойства алгоритма:

детерминированность – точность указаний, исключающая их произвольное толкование;
дискретность – возможность расчленения вычислительного процесса на отдельные элементарные операции, возможность выполнения которых не вызывает сомнений;
результативность – прекращение процесса через определенное число шагов с выдачей искомых результатов или сообщения о невозможности продолжения вычислительного процесса;
массовость – пригодность алгоритма для решения всех задач заданного класса.

Два других краеугольных термина информатики - это структуры и базы данных.

Данные, data - информация, переносимая во времени, то есть хранящаяся на физическом носителе информации в виде знаков, символов, значений, для ее последующего использования через какое-то время: наносекунды, секунды, часы, годы, тысячелетия...

Структура данных, data structure - описательная часть компьютерной программы, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данных в вычислительной технике. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных структура данных предоставляет некоторый набор специальных функций, предназначенных для обмена информацией, так называемый "интерфейс".

Для массовой обработки большого количества данных в современных процессах обработки информации, программировании сегодня используется не хранение и обработка данных внутри самой компьютерной программы, в ее структурах данных, а в специальных базах данных.

База данных, БД, database - представленная в виде данных на машинном носителе информация - совокупность самостоятельных материалов (документов, расчётов, таблиц и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть быстро найдены и обработаны с помощью программных средств.

для работы с базами данных используют специальные программы, называемые СУБД.

Система управления базами данных, СУБД, database management system, DMS - компьютерная программа для управления базами данных, пополнения их данными, быстрого поиска в них необходимой информации, то есть совокупность программных и компьютерных лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных. Обычно программист использует уже готовые стандартные "промышленные" СУБД, к оторым обращается его компьютерная программа.

Алгоритмизация, алгоритмика, algorithmization - это раздел информатики, изучающий методы, приемы управления компьютерами и другими логическими и вычислительными устройствами; это также сам процесс планирования этапов, шагов решения задачи, результатом которого является выделение этапов процесса обработки данных, формализованная, то есть строго формально-логическая запись содержания этих этапов и определение порядка, шагов их выполнения. Таким образом, алгоритмизация - это набор определенных практических приемов, особых специфических навыков рационального мышления в рамках заданных языковых средств. Алгоритмизация наряду с моделированием выступает в качестве общего метода информатики.

Таким образом, для освоения данной дисциплины студенту необходимо владеть основами формальной логики.

Основным понятием алгоритмизации является алгоритм.

Процесс алгоритмизации, переходяот общего к частному, используя сначала общую форму - алгоритмический язык, завершается в форме языка программирования, понятного компьютеру, который будет исполнять запланированные действия в виде компьютерной программы.

Алгоритмический язык - набор символов и правил образования и истолкования конструкций их этих символов для записи алгоритмов.

Декларативный язык, declarative language - язык описания данных, также как и алгоритмический язык - набор символов и правил образования и истолкования конструкций их этих символов для создания структур и баз данных.

Как правило, компьютерные языки не бывают чисто алгоритмическими или чисто декларативными. В них есть описательная (декларативная) и исполнительная (алгоритмическая) части. В зависимости от специализации языка, развитости его описательных либо исполнительных инструментов, он может быть по преимуществу алгоритмическим или по преимуществу декларативным.

Язык программирования, programming language - формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно — ЭВМ) под её управлением.

Компьютерный язык, computer language - понятие, близкое к языку программирования, но ориентрированное не на человека, а на компьютер, предназначен для реализации программ на ЭВМ. Фактически, компьютерный язык - это протокол, правила обмена информацией человека с компьютером и компьютера с компьютером, компьютерной программы с другой компьютерной программой.

Компьютерная программа, computer program - это алгоритм, записанный в форме, воспринимаемой машиной. Программа содержит наряду с описанием данных команды, в какой последовательности, над какими данными и какие операции должна выполнять машина, а также в какой форме следует получить результат. Это обеспечивают различные операторы.

Оператор, operator - одно простое выражение компьютерного языка, представляющее указание на определенное действие программы; обычно, выполнить что-то.

к библиотеке ЯП ЯиМП высокоуровн. языки - 3GL визуальные среды - 4GL 5GL ТП Поколения компьютеров

Знаете ли Вы, что абстракция через спецификацию - это прием программирования, позволяющий абстрагироваться от процесса вычислений описанных в теле процедуры, до уровня знания того, что данная процедура делает. Это достигается путем задания спецификации, описывающей эффект ее работы, после чего смысл обращения к данной процедуре становится ясным через анализ этой спецификации, а не самого тела процедуры. Мы пользуемся абстракцией через спецификацию всякий раз, когда связываем с процедурой некий комментарий, достаточно информативный для того, чтобы иметь возможность работать без анализа тела процедуры. Абстракция через спецификацию позволяет абстрагироваться от процесса вычислений описанных в теле процедуры, до уровня знания того, что данная процедура делает. Это достигается путем задания спецификации, описывающей эффект ее работы, после чего смысл обращения к данной процедуре становится ясным через анализ этой спецификации, а не самого тела процедуры. Мы пользуемся абстракцией через спецификацию всякий раз, когда связываем с процедурой некий комментарий, достаточно информативный для того, чтобы иметь возможность работать без анализа тела процедуры.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира