Скачать презентацию 1 2 3 4 5 Лошадь Обезьяна Телега
Введение в информатику Лекция1.ppt
- Количество слайдов: 66
Скачать презентацию 1 2 3 4 5 Лошадь Обезьяна Телега
Скачать презентацию 1 2 3 4 5 Лошадь Обезьяна Телега
1. 2. 3. 4. 5. Лошадь; Обезьяна; Телега; Человек. Необходимо убрать лишнюю строку и тем самым определить образный или рациональный склад ума…
Предмет и основные понятия Информатики Информатика - это дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности. Информация существует везде, где есть источник и приемник информации. Под информацией понимаются совокупность сведений о всевозможных объектах, явлениях и процессах. Появление информатики обусловило возникновение и распространение новой технологии сбора, обработки и передачи информации, связанной с фиксацией данных на машинных носителях ЭВМ.
Предметом Информатики, как науки являются: • аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; • программное обеспечение средств вычислительной техники; • средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; • средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.
Цель и содержание дисциплины Целью дисциплины "Информатика" является базовая компьютерная подготовка студентов, предусматривающая обучение практическому использованию ЭВМ для решения прикладных задач. Основными задачами дисциплины "Информатика" являются: • изучение аппаратных средств, операционной системы Windows и средств диалогового общения с ЭВМ; • приобретение умений алгоритмизации задач, подлежащих решению на ЭВМ; • изучение программирования на одном из алгоритмических языков высокого уровня; • изучение компьютерных информационных технологий, предусматривающих использование профессиональных инструментальных средств (прикладных пакетов и интегрированных систем), в первую очередь таких, как редакторы текстов, электронные таблицы, базы данных, математические пакеты, системы деловой и иллюстративной графики, офисные системы, программы-переводчики;
Понятие информации Информация – это сведения о всевозможных объектах, явлениях и процессах. В качестве количественной характеристики представления информации выступают данные. Одни и те же данные могут нести различную информацию для разных потребителей. Фиксация информации в виде данных осуществляется с помощью конкретных средств (языковых, изобразительных, числовых и т. д. ) на конкретном физическом носителе. Назначение ЭВМ заключается в обработке данных. Причём ЭВМ обрабатывает данные без учёта их смыслового содержания с помощью математических операций. Оценивать смысловое содержание данных может только человек. Данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов. В ЭВМ носителями информации являются устройства, осуществляющие запись: • лазерным лучом на пластмассовые носители с отражающим покрытием: CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, DVD-R, • магнитным полем на поверхности диска (ленты): винчестеры, дискеты, CD-RW, DVD -RW.
Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т. п. Важнейшие свойства информации: • объективность и субъективность; • полнота; • достоверность; • адекватность; • доступность; • актуальность. Данные являются составной частью информации, представляющие собой зарегистрированные сигналы. Во время информационного процесса данные преобразовываются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество разных операций:
• сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения; • формализация данных - приведение данных, которые поступают из разных источников к единой форме; • фильтрация данных - устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений; • сортировка данных - приведение в порядок данных за заданным признаком с целью удобства использования; • архивация данных - сохранение данных в удобной и доступной форме; • защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение потерь, воспроизведения и модификации данных; • транспортирование данных - прием и передача данных между отдаленными пользователями информационного процесса. Источник данных принят называть сервером, а потребителя - клиентом; • преобразование данных - преобразование данных с одной формы в другую, или с одной структуры в другую, или изменение типа носителя.
Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами - интерфейсом пользователя. В рамках информатики, как технической науки были сформулированы понятия информации, информационной системы и информационной технологии.
Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов, технологий, и персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи. Системой часто называют также аппаратную часть компьютера. Для сетевых информационных систем важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при общем решении задачи. Значительная часть функциональных возможностей информационных систем закладывается в Системном программном обеспечении: Операционных системах, Системных библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки.
Информационные технологии Понятие информационной технологии появилось с возникновением информационного общества, основой которого являются информационные ресурсы: знания, наука, организационные факторы, интеллектуальные способности, инициатива, творчество и т. д, а не традиционные материальные ресурсы. Понятия информационной технологии дал академик Глушков В. М, как - человекомашинной технологии сбора, обработки и передачи информации, основанной на использовании вычислительной техники.
Архитектура вычислительной системы. Классификация компьютеров Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки информации называют вычислительной техникой. Конкретный набор, связанных между собою устройств вычислительной техники с целью получения конкретного результата называют вычислительной системой. Центральным устройством большинства вычислительных систем является электронная вычислительная машина (ЭВМ) или компьютер.
Архитектура компьютера Компьютер - это электронное устройство, которое выполняет операции ввода информации, хранения и обработки ее по определенной программе, вывод полученных результатов в форме, пригодной для восприятия человеком. За любую из названных операций отвечают специальные блоки компьютера: • устройство ввода, • центральный процессор, • запоминающее устройство, • устройство вывода.
Все эти блоки состоят из отдельных меньших устройств. В частности, в центральный процессор входит управляющее устройство (УУ), и арифметико-логическое устройство (АЛУ), внутреннее запоминающее устройство в виде регистров процессора и внутренней кэш-памяти. Рис. 1. Общая структура компьютера
Запоминающее устройство - это блок ЭВМ, предназначенный для временного (оперативная память) и продолжительного (постоянная память) хранения программ, входных и результирующих данных, а также промежуточных результатов. Информация в оперативной памяти сохраняется временно лишь при включенном питании, но оперативная память имеет большее быстродействие. В постоянной памяти данные могут сохраняться даже при отключенном компьютере, но скорость обмена данными между постоянной памятью и центральным процессором, в подавляющем большинстве случаев, значительно меньше. Арифметико-логическое устройство - это блок ЭВМ, в котором происходит преобразование данных по командам программы: арифметические действия над числами, преобразование кодов и др.
Управляющее устройство координирует работу всех блоков компьютера. В определенной последовательности оно выбирает из оперативной памяти команду за командой. Каждая команда декодируется и элементы данных передаются в АЛУ настраивается на выполнение действия, указанной текущей командой. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не возникнет одна из следующих ситуаций: исчерпаны входные данные, от одного из устройств поступила команда на прекращение работы, выключено питание компьютера. Описанный принцип построения ЭВМ носит название архитектуры Фон Неймана от американского ученого Джона фон Неймана.
Главным показателем работы ЭВМ является быстродействие - количество операций, которых процессор способен выполнить за единицу времени. Разработчики компьютерной техники искали решения повышающие быстродействие ЭВМ Фон Неймана. Так, появились компьютеры с многопроцессорной архитектурой, в которой несколько процессоров работают одновременно, а это означает, что производительность такого компьютера равняется сумме производительностей процессоров. В мощных компьютерах, предназначенных для сложных инженерных расчетов и систем автоматизированного проектирования (САПР), часто устанавливают два или четыре процессора. В сверхмощных ЭВМ количество процессоров достигает нескольких сотен.
Классификация компьютеров по назначению • большие электронно-вычислительные машины (ЭВМ); • мини. ЭВМ; • микро. ЭВМ или персональные компьютеры. Большие ЭВМ (Main Frame) Применяют для обслуживания крупных областей народного хозяйства. Они характеризуются 64 разрядными параллельно работающими процессорами (количество которых достигает до 100), интегральным быстродействием до десятков миллиардов операций в секунду, многопользовательским режимом работы. Доминирующее положение в выпуске компьютеров такого класса занимает фирма IBM (США). Наиболее известными моделями супер. ЭВМ являются: IBM 360, IBM 370, IBM ES/9000, Cray 3, Cray 4, VAX-100, Hitachi, Fujitsu VP 2000.
Мини. ЭВМ Похожа на большие ЭВМ, но меньших размеров. Используют на крупных предприятиях, научных учреждениях и организациях. Часто применяются для управления производственными процессами. Характеризуются многопроцес-сорной архитектурой, подключением до 200 терминалов, дисковыми запоминающими устройствами, которые могут наращиваться и разветвленной периферией. Для организации работы с мини. ЭВМ, нужен вычислительный центр, но меньший чем для больших ЭВМ.
Персональный компьютер (ПК) предназначен для обслуживания одного рабочего места и способен удовлетворить потребности малых предприятий и отдельных лиц. С появлением Интернета популярность ПК значительно возросла, поскольку с помощью персонального компьютера можно пользоваться научной, справочной, учебной и развлекательной информацией. Персональные компьютеры условно можно поделить: • Профессиональные; • Бытовые; • Универсальные ; • Специализированные.
Классификация по размеру • настольные (desktop); • портативные (notebook); • карманные (palmtop). Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию. Портативные удобны в использовании, имеют средства компьютерной связи Wi. Fi. Карманные модели можно назвать "интеллектуальными" записными книжками, разрешают хранить оперативные данные, получать к ним быстрый доступ, выходить в Интернет. С 1999 года введен международный сертификационный стандарт - спецификация РС 99, в котором бытовые ПК поделены на: • массовый персональный компьютер (Consumer PC) • деловой персональный компьютер (Office PC) • портативный персональный компьютер (Mobile PC) • рабочая станция (Work. Station) • развлекательный персональный компьютер (Entertaiment PC)
И так, современная ЭВМ состоит как минимум из системного блока, клавиатуры, мыши и монитора. Мониторы бывают жидкокристаллические, электролучевые, плазменные. Мыши – оптико-механические, оптические, инфракрасного и радиоволнового диапазонов. Системный блок – это сердце и мозг компьютера. Он состоит из материнской платы, разъемов расширения (расположенных на задней стороне корпуса), винчестера и других устройств записи и считывания информации (дисководов для дискет, приводы CD, DVD и пр. ). К ЭВМ могут подключаться и другие (внешние) устройства: модем – устройство обмена информацией с компьютерами по телефонной сети; стример – накопитель на магнитной ленте; сканер – устройство ввода текстовой и графической информации; принтер – устройство вывода текстовой и графической информации; внешние винчестеры и внешняя (flash) память.
Способ представления данных в ЭВМ зависит от того, для кого эти данные предназначены: для человека (внешнее представление) или для ЭВМ (внутреннее представление). Во внутреннем представлении данные могут быть описаны в аналоговой (непрерывной) или цифровой (дискретной) формах. В соответствии с этим различают аналоговые (применяемые в прошлом) и цифровые (сейчас) ЭВМ. Любые виды данных (символы, текст, звук, изображения (фотографии, рисунки, схемы), вещественные и целые числа (числовая информация)), обрабатываемые на ЭВМ, представляются в виде набора целых чисел, так как ЭВМ цифровые. Во внешнем представлении все данные хранятся в виде файлов. Файл – это поименованная область внешней памяти (ОЗУ, накопители). Существует и более высокий уровень организации данных на внешнем уровне, когда данные группируются в базы данных.
исходные данные Данные в любой форме внешнее представление данных символы База данных, файл внутреннее представление данных изображени я звук числа Рис. 1. Уровни представления данных Целые числа
Процедуры обработки данных в ЭВМ также рассматриваются на внешнем и внутреннем уровне. На внутреннем уровне каждая такая процедура представляет собой последовательность логических операций с целыми числами, и называется программой. Сами логические операции кодируются с помощью средств машинного (внутреннего) языка. На внешнем уровне процедуры представляются в виде алгоритма и конкретной его реализации текста программы на алгоритмическом (внешнем) языке программирования (Рис. 2). Таким образом, решение любых задач с помощью ЭВМ, в конечном счете, сводится к двум взаимосвязанным проблемам: • алгоритмическому представлению данных; • цифровому представлению данных.
исходная задача Задача в любой форме алгоритм Алгоритм ический язык текст программы на алгоритмич еском языке программа машинны й язык Рис. 2. Уровни представления обработки данных
Для работы с данными используется прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. В ЭВМ принята двоичная система кодирования, основанная на представлении данных последовательностью из двух цифр: 0 и 1. Эти цифры называют двоичными, по-английски — binary digit или сокращенно bit (бит). Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина или ложь и т. п. ). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия: 00 01 10 11. Тремя битами можно закодировать 8 различных значений: 000 001 010 011 100 101 110 111 Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два раза количество значений, которое может быть выражено в данной системе, то есть общая формула имеет вид: N=2^m, где N— количество независимых кодируемых значений; т — разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе.
Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто — достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока частное не будет равно нулю. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево (то есть в обратном порядке) и образует двоичный аналог десятичного числа.
Аналогично можно перевести целое десятичное число в восьмеричную и шестнадцатеричную формы. Например, При этом необходимо в уме держать следующую таблицу перевода чисел из одной системы в другую.
Чтобы перевести 2, 8, 16 -ричное число в десятичную форму, необходимо просуммировать каждый разряд числа, умноженный на основание системы счисления, взятой в степени веса разряда. Например,
Дробные числа переводятся обратно целым числам. То есть, например, для перевода десятичной дроби 0, 45 в двоичную форму, следует умножать это число на 2 и собирать целые части в прямом направлении.
Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). 16 бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65 535, а 24 бита — уже более 16, 5 миллионов разных значений. Для кодирования действительных чисел используют 80 -разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется в нормализованную форму: 3, 1415926 = 0, 31415926 • 10^1 310 000 = 0, 31 • 10^6 0, 000 123 456 789 = 0, 123456789 • 10^(-3) Первая часть числа называется мантиссой, а вторая — характеристикой. Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики (тоже со знаком).
Отрицательные числа отличаются от положительных наличием 1 в старшем разряде. Например, переведем двоичное отрицательное число в десятичную форму и обратно:
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов (кодовые таблицы ASCII, ASNI). Этого хватит, чтобы выразить различными комбинациями все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы, например символ «§» . Начиная с Windows 98, стала применяться кодовая таблица UNICODE, позволяющая кодировать символ 16 -ю битами (таким образом можно закодировать 65535 символов из различных языковых алфавитов стран мира, включая язык майя, грузинский и прочие письмена).
Рис. 3. Фрагмент кодовой таблицы ANSI
В информатике наименьшей единицей измерения является 1 бит. 8 бит = 1 байту. Более крупная единица измерения — килобайт (Кбайт). 1 Кбайт = 2^10 байт (1024 байт). Однако условно можно считать, что 1 Кбайт примерно равен 1000 байт. В килобайтах измеряют сравнительно небольшие объемы данных. Условно можно считать, что одна страница неформатированного машинописного текста составляет около 2 Кбайт. Более крупные единицы измерения данных (в них измеряются объем ОЗУ, винчестера и пр. накопителей информации) образуются добавлением префиксов мега-, гига-, тера-. 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 10^20 байт 1 Гбайт = 1024 Мбайт = 10^30 байт 1 Тбайт = 1024 Гбайт = 10^40 байт
Работа с большими наборами данных будет автоматизирована проще, если данные упорядочены, то есть образуют заданную структуру. Существует три основных типа структур данных: линейная, иерархическая и табличная. Их можно рассмотреть на примере обычной книги. Если разобрать книгу на отдельные листы и перемешать их, книга потеряет свое назначение. Она по-прежнему будет представлять набор данных, но сложно будет понять с какого листа начать читать, пока книгу не сложить по номерам страниц. Собранная книга представляет собой простейшую структуру данных — линейную. Такую книгу уже можно читать, хотя для поиска нужных данных ее придется прочитать подряд, начиная с самого начала, что не всегда удобно. Для быстрого поиска данных существует иерархическая структура. Так, например, книги разбивают на части, разделы, главы, параграфы и т. п. Элементы структуры более низкого уровня входят в элементы структуры более высокого уровня: разделы состоят из глав, главы из параграфов и т. д.
В большинстве книг есть вспомогательная перекрестная таблица, связывающая элементы иерархической структуры с элементами линейной структуры, то есть разделы, главы и параграфы с номерами страниц. В книгах с простой иерархической структурой, рассчитанных на последовательное чтение, эту таблицу принято называть оглавлением, а в книгах со сложной структурой, допускающей выборочное чтение, ее называют содержанием. Для обеспечения быстрого доступа к данным все носители информации имеют упорядоченную структуру (FAT, FAT 32, NTFS, CDFS). У FAT все пространство накопителя разбито на 4 части: 1. Boot Record – загрузочная запись; 2. FAT – таблица (Fat allocation table) – таблица размещения файлов содержит полную карту принадлежности секторов диска файлам и каталогам;
3. Каталог файла содержит информацию об именах файлов, время и дату создания, размер файла и пр. атрибуты файла. Обладает иерархической структурой. 4. Пространство данных используется для хранения данных из файлов и занимает большую часть носителя. В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом. Файл — это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем и расширением (типом). Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. Это может быть текст статьи, рисунок, база данных и т. д. В этом случае тип данных определяет тип (расширение) файла: текстовый (*. txt), графический (*. bmp, *. jpg, *. gif) , база данных (*. db) и т. д.
Имя файлу присваивает пользователь, а расширение пакет программ, в котором файл создается или редактируется. Например, пользователь создал документ в редакторе Word и дал команду сохранить его с именем Текст. В результате сохраненному документу будет присвоено имя Текст. doc. Точка и следующие за ней буквы и есть расширение. Расширение. mdb присваивается файлу созданному в СУБД Access, расширение. bas - программе, написанной на языке программирования Basic и т. д. Такая запись имени файла позволяет сразу выделить в перечне файлов документ нужного типа. В качестве вершины структуры диска служит имя носителя, в котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки).
Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ «» (обратная косая черта). В одной папке не может быть двух файлов с одинаковыми именами. Общем формат записи: <имя носителя: ><имя каталога-1>. . . <имя каталога-М> <собственное имя файла> Например, С: АВТОМАТАТМОСФЕРАРезультаты С: РАДИОРЕЛЬЕФРезультаты Первый файл находиться на диске С: в каталоге АВТОМАТ внутри которого находится подкаталог АТМОСФЕРА. Второй файл Результаты записан в каталоге РАДИО внутри которого находится подкаталог РЕЛЬЕФ).
Основы алгоритмизации Алгоритм – это понятное и точная последовательность действий (набора операций и правил их чередования), направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи [1]. Перед решением любой задачи на ПК выполняются 5 этапов. Основными из них являются алгоритмизация и программирование. Алгоритмизация задачи - процесс разработки (проектирования) алгоритма решения задачи с помощью ПК на основе условий и требований к результату. В общем случае алгоритмизация вычислительного процесса включает следующие действия: • последовательную декомпозицию задачи на отдельные шаги; • формальную запись содержания каждого шага; • определение общего порядка выполнения шагов; • проверку правильности алгоритма. [1] Алгоритм происходит от имени узбекского ученого IX в. Аль-Хорезми, который в своем труде "Арифметический трактат", переведенном в XII в. с арабского на латынь, изложил правила арифметических действий над числами в позиционной десятичной системе счисления. Эти правила и называли алгоритмами.
Алгоритмы обладают целым рядом свойств: Понятность – это содержание только действий, которые входят в систему команд исполнителя. Дискретность (прерывность, раздельность) – это выполнение команд алгоритма последовательно, с точной фиксацией моментов окончания выполнения одной команды и начала выполнения следующей. Определенность - каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным. Результативность – это либо завершение решения задачи после выполнения алгоритма, либо вывод о невозможности продолжения решения по какойлибо из причин. Массовость – это использование алгоритма для решения некоторого класса задач, различающихся
Для решения одной и той же задачи можно использовать различные алгоритмы. В связи с этим их нужны сравнивать по определенным критериям качества алгоритмов. Временные характеристики алгоритма определяют длительность решения и временную сложность. Длительность решения выражается через количество операций, выполняемых конкретной машиной. Временной сложностью алгоритма - зависимость времени счета, затрачиваемого на получение результатов от объема исходных данных. Объемные характеристики алгоритма определяют его информационную сложность, которая связана со сложностью описания, накопления и хранения исходных, промежуточных и результирующих данных при решении определенной задачи. Объем текста алгоритма (программы) определяется количеством действий, использованных для записи алгоритма. Сложность структуры алгоритма определяется количеством маршрутов, по которым может реализовываться процесс вычислений и сложностью каждого маршрута.
Способы описания алгоритмов К средствам описания алгоритмов относятся следующие основные способы: словесный (текстовый); графический; псевдокоды и табличный. Словесный способ записи алгоритмов представляет собой последовательное описание основных этапов обработки данных и задается в произвольном изложении на естественном языке. Например, вычислить с=a*b. 1. Ввести значение a. 2. Ввести значение b. 3. Вычислить значение с=a*b. 4. Вывести результат из ячейки c. Графический способ представления алгоритмов является более наглядным по сравнению со словесным и реализуется в виде блок-схем. Для начертания этих схем используется набор символов, определяемых в ГОСТ 19. 701 -90 (ИСО 5807 - 85) "Единая система программной документации".
Символ "Процесс" применяется для обозначения одного или последовательности действий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Для улучшения наглядности схемы несколько отдельных блоков обработки можно объединить в один блок. Метод блок-схем отличается от псевдокода тем, что независим от специфики языков программирования, поэтому в описаниях действий не использует зарезервированные слова последних и не применяет имена данных, объектов, образованных в соответствии правилами использования этих языков. Символ "Решение" (Ветвление) используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке решения должны быть указаны вопрос, решение, условие или сравнение, которые он определяет.
Стрелки, выходящие из блока решения, должны быть помечены соответствующими ответами (например, ДА, НЕТ), так чтобы были учтены все возможные ответы. Символ "Модификация" используется для выполнения действий, меняющих команды или группы команд (например, для организации циклических конструкций). Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указываются начальное значение, граничное условие и правило его изменения или условие входа (выхода) из цикла. Блок размещается всегда в начале циклической конструкции, для управления которой он используется, даже в том случае, если изменение параметра и проверки условия цикла производится не в начале, а в конце цикла.
Символ "Предопределенный процесс" используется для указания обращений к автономным алгоритмам в некотором модуле (обращение к процедурам и функциям, событиям и другим библиотечным подпрограммам). Символ "Документ" предназначен для ввода вывода данных на бумагу. Символ "Ввод - вывод" предназначен для ввода или отображения результатов обработки (вывода). Символ "Соединитель" предназначен для разделения схемы алгоритма на части, когда она не умещается на одном листе, или когда необходимо избежать излишних пересечений линий переходов. Символ "Пуск - останов" используется для обозначения начала и конца процесса обработки данных.
Информационные технологии решения задач. Базовые структуры алгоритмов Разработка информационных технологий решения прикладных задач - сложный и трудоемкий процесс. Он включает в себя 5 основных этапов, показывающих логическую последовательность действий от постановки задачи до получения решения. На первом этапе анализируются способности (могу не могу? ) и возможности (с помощью чего? ). Здесь разработчик определяет "входные" и "выходные" (что требуется получить в результате решения) данные задачи. Здесь же строится абстрактная математическая модель задачи, заключенная между входом и выходом.
На втором этапе осуществляется выбор математического метода решения задачи. Здесь на основе накопленного арсенала математических методов необходимо выбрать тот метод, который бы целесообразно использовать для решения поставленной задачи. Этот выбор осуществляется исходя как из субъективных причин (знание тех или иных математических методов), так и объективных причин, к которым необходимо отнести имеющиеся ресурсы компьютера (память, быстродействие, точность). Третий этап - составление алгоритма решения. Этот этап тесно связан с предыдущим и должен быть направлен в первую очередь на разработку эффективных алгоритмов, т. е. таких, которые требуют наименьшего количества ресурсов компьютера для своей реализации.
Структура алгоритма является линейной, если она образована последовательностью простых действий (команд). Пример 1. Составить алгоритм и написать программу вычисления стоимости поездки на автомобиле на дачу (туда и обратно). Исходными данными являются: расстояние (rast) до дачи (км); количество бензина (potr), которое потребляет автомобиль на 100 км пробега; цена одного литра бензина (cena).
Программа на алгоритмическом языке Visual Basic для этого примера будет выглядеть следующим образом. Private Sub Form_Load() rast=Inputbox(“введите расстояние до дачи”) potr=Inputbox(“введите потребность бензина”) cena=Inputbox(“введите цену 1 литра бензина”) summ=2*rast*cena*potr/100 Print summ End Sub
Разветвляющийся алгоритм содержит хотя бы одно условие, в результате проверки которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов. Пример 2. Составить алгоритм и написать программу вычисления частного двух чисел. Программа должна проверять правильность введенных пользователем данных и, если они неверные (делитель равен нулю), выдавать сообщение об ошибке.
Private Sub Form_Load() a=Inputbox(“введите Значение a”) b=Inputbox(“введите Значение b”) If b<>0 Then c=a/b Print c Else Msg. Box “Значение b=0, делить на ноль нельзя” End If End Sub
Циклический алгоритм предусматривает многократное повторение одного и того же действия над новыми исходными данными. Группа команд, выполняющихся одна за другой, называется серией, которая может состоять из одного оператора. Пример 3. Составить алгоритм и написать программу, которая выводят y=x^2 в диапазоне от -10 до 10, с шагом 0, 5.
Private Sub Form_Load() For x=-10 To 10 Step 0. 5 y=x^2 Print x, y Next End Sub
Форма (Form) – это абстрактный объект, «лицо» Windows-приложения. Как и любой объект реальной действительности он обладает свойствами, методами и событиями. Все объекты создаются на основе классов – шаблонов для будущих объектов, в которых описываются свойства, методы и события, и которые затем будут принимать объекты. Свойства (property) предоставляют информацию об объекте, их можно изменять, настраивая программу на выполнение конкретной задачи. Совокупность свойств определяет внутреннее состояние объекта. Когда Вы смотрите в зеркало, то видите свой цвет глаз, цвет волос и прочие достопримечательности – это все свойства – Ваши характеристики, как объекта реального мира.
События (events) – это средства, определяющие взаимодействие объектов друг с другом (например, щелчок мышкой по кнопке). Совокупность событий определяет возможную реакцию объекта на внешние воздействия, которую можно программировать. Так, например, вы можете сделать прическу дома или сходить в парикмахерскую, совершая различные действия одного и того же события. Водитель может отрегулировать работу своего двигателя сам или воспользоваться автосервисов. Методы (method) – это процедуры и функции, реализующие некоторые действия, совершаемые объектом. Совокупность методов определяет запрограммированные события, выполняемые объектом. Например, для человека – это инстинкт самосохранения; для двигателя – цикличность его работы, которую изменить нельзя; переключение скоростей в коробке передач.
Коллекции (или Семейства) – одномерные однотипные массивы классов (объектов). Visual Basic – это визуальный язык программирования высокого уровня, основанный на технологии объектно-ориентированного программирования (ООП). Визуальность реализуется принципом проектирования (в режиме конструирования) интерфейса приложения, основанного на технологии drag & drop (перетащи и положи), которая поддерживается ОС Windows. Основными принципами ООП являются наследование, инкапсуляция и полиморфизм. Наследование – это способность классов (объектов) наследовать от родительских классов их методы, свойства и события.
Класс Автомобиль содержит некоторую абстракцию свойств и поведения реальных автомашин. Свойствами этого Класса могут быть: наличие двигателя, трансмиссии, колес и рулевого управления. В производных от него классах Легковое Авто, Грузовое Авто выделенные выше свойства будут присутствовать, поэтому можно сказать, что эти классы наследуют свойства родительского класса Автомобиль. Однако каждый из них имеет еще дополнительный набор свойств. Например, количество посадочных мест 2 -5 или грузоподъемность кузова. В свою очередь Легковое Авто и Грузовое Авто могут быть классами-предками для других классов и т. д. Класс ВАЗ-2110 также может быть предком для семейства автомашин с различными заводскими номерами.
Инкапсуляция – это сокрытие отдельных деталей классов от внешних по отношению к нему объектов или пользователей. Например, не каждому хочется разглашать какую-либо информацию о себе, например, возраст, болезни и т. д. Если возраст – это Ваше свойство, то болезни – это Ваши методы (которые с возрастом могут появляться и исчезать). И то и другое можно «спрятать» используя принцип инкапсуляции. Полиморфизм – это способность объектов принимать различные формы в зависимости от обстоятельств, а действия выполняемые одноименными методами могут отличаться в зависимости от того, к какому классу он относится. Рассмотрим класс Рабочее место. В него входят классы Компьютер, Лампа освещения и др. классы. Для каждого из них можно определить операцию Выключить. Однако результат выполнения этой операции у каждого из объектов будет отличаться от другого. Для одного это приведет к возможной потере данных, а для другого означает просто щелчок выключателя и наступление темноты. Поскольку в памяти находится один активный объект, то при выполнении принципа полиморфизма происходит перекрытие методов одного объекта другим.
Скачать презентацию 1 2 3 4 5 Лошадь Обезьяна Телега
Введение в информатику Лекция1.ppt